رابطه ی نیروی گشتاور ملخ هلیکوپتر با نیروی بالا بر

مدیران انجمن: parse, javad123javad

ارسال پست
shademan319

نام: شادمان شريفي

عضویت : پنج‌شنبه ۱۳۹۲/۸/۱۶ - ۱۰:۰۰


پست: 19

سپاس: 2

رابطه ی نیروی گشتاور ملخ هلیکوپتر با نیروی بالا بر

پست توسط shademan319 »

با درود
توی یکی از آزمایش ها یه گیری دارم. میخوام رابطه ی بین نیروی گشتاور یک ملخ هلیکوپتر خاص و سرعت زاویه ای و نیروی بالا بر اون رو پیدا کنم.
smile057 به نظر شما این دستگاه باید چه ساختاری داشته باشه؟؟؟ smile057



طرح های رد شده از خودم:
1.ملخ داخل یه استوانه قرار بگیره که از یه طرف بسته هست و با چرخشش ، اختلاف فشار بین محفظه ی بسته و محیط آزاد رو حساب کرد و در نهایت نیروی بالا بر.
2.اینم قسمت ناقصی از طرح دوم که فنر جلوی ملخ نیرو رو مشخص میکنه:
تصویر

mahdi :D

عضویت : جمعه ۱۳۹۲/۹/۱۵ - ۲۲:۵۸


پست: 199

سپاس: 120

Re: رابطه ی نیروی گشتاور ملخ هلیکوپتر با نیروی بالا بر

پست توسط mahdi :D »

این طرح دومی خیلی خوبه که!
محاسباتش فکر نمی کنم ساده باشه. مثلا اینکه با توجه به شکل ملخ بخواهی نیروی بالابرنده رو حساب کنی چندان ساده نیست.

نمایه کاربر
آرژنا

نام: نسرین آذری

عضویت : چهارشنبه ۱۳۹۱/۴/۲۸ - ۲۰:۲۱


پست: 277

سپاس: 153

Re: رابطه ی نیروی گشتاور ملخ هلیکوپتر با نیروی بالا بر

پست توسط آرژنا »

طرح دومی خوبه اما اون میله که شبیه T هست چیکار میکنه؟ گشتاور وارد میکنه؟
فرقی نمی کند گودال کوچک آبی باشی یا دریایی بیکران
زلال که باشی
آسمان در توست!

shademan319

نام: شادمان شريفي

عضویت : پنج‌شنبه ۱۳۹۲/۸/۱۶ - ۱۰:۰۰


پست: 19

سپاس: 2

Re: رابطه ی نیروی گشتاور ملخ هلیکوپتر با نیروی بالا بر

پست توسط shademan319 »

آرژنا نوشته شده:طرح دومی خوبه اما اون میله که شبیه T هست چیکار میکنه؟ گشتاور وارد میکنه؟
آره

ولی سوال من اینه که آیا طرح خاصی رو جایی دیدین که این کارو انجام بده؟
چون این طرحه مشکلایی داره. مثل:
اندازه گیری سرعت زاویه ای ملخ
بالا بودن اصطکاک بین چرخ دنده ها و در نتیجه بالا رفتن خطا داخل اندازه گیری نیروی گشتاور

shademan319

نام: شادمان شريفي

عضویت : پنج‌شنبه ۱۳۹۲/۸/۱۶ - ۱۰:۰۰


پست: 19

سپاس: 2

Re: رابطه ی نیروی گشتاور ملخ هلیکوپتر با نیروی بالا بر

پست توسط shademan319 »

mahdi :D نوشته شده:این طرح دومی خیلی خوبه که!
محاسباتش فکر نمی کنم ساده باشه. مثلا اینکه با توجه به شکل ملخ بخواهی نیروی بالابرنده رو حساب کنی چندان ساده نیست.
بیشتر تلاشم اینه که از طریق آزمایش داده ها رو به دست بیارم. همونجوری که میگی محاسباتش پیچیده هستن.
اصلا روشی برای "محاسبه" وجود داره که من دیگه نخوام آزمایش کنم؟؟؟

mahdi :D

عضویت : جمعه ۱۳۹۲/۹/۱۵ - ۲۲:۵۸


پست: 199

سپاس: 120

Re: رابطه ی نیروی گشتاور ملخ هلیکوپتر با نیروی بالا بر

پست توسط mahdi :D »

shademan319 نوشته شده:
mahdi :D نوشته شده:این طرح دومی خیلی خوبه که!
محاسباتش فکر نمی کنم ساده باشه. مثلا اینکه با توجه به شکل ملخ بخواهی نیروی بالابرنده رو حساب کنی چندان ساده نیست.
بیشتر تلاشم اینه که از طریق آزمایش داده ها رو به دست بیارم. همونجوری که میگی محاسباتش پیچیده هستن.
اصلا روشی برای "محاسبه" وجود داره که من دیگه نخوام آزمایش کنم؟؟؟
بچه های مهندسی مکانیک که مکانیک سیالات میخونن فکر میکنم همچین چیزهایی بتونن محاسبه کنن.
چون میدونم پره های توربین رو با محاسبات طراحی می کنن.
حالا اینکه دانشجوی کارشناسی بتونه این مورد خاص رو محاسبه کنه یا نه رو نمیدونم

Hadi_golestani68

نام: مهندس هادی گلستانی

عضویت : سه‌شنبه ۱۴۰۱/۷/۲۶ - ۲۰:۲۹


پست: 4



Re: رابطه ی نیروی گشتاور ملخ هلیکوپتر با نیروی بالا بر

پست توسط Hadi_golestani68 »

عزیزدلم درسته سوال برای چند سال قبل هست ولی ابتدا شما باید وزن تمام قطعات رو بدست بیارید سپس نقطه ثقل و در ادامه متریال هارو مشخص کنین وقتی همه این موارد اوکی شد در نرم افزار سالیدورکس مدلت رو طراحی میکنی تمام قطعات با متریال دقیق خودشون و سپس به محیط اس ام بل میبری و خروجی میگیری stp
خروجی stpرا به نرم افزار ansysانتقال میدین و وقتی فایل بارگذاری شد به وسیله نرم افزار ansys میتونین هر مشکلی را حل کنین
ناگفته نماند تمام این مراحل تخصصی هستند و بنده مدت 7 سال در این زمینه فعالیت دارم

نمایه کاربر
rohamavation

نام: roham hesami radرهام حسامی راد

محل اقامت: فعلا تهران قیطریه بلوار کتابی 8 متری صبا City of Leicester Area of Leicestershire LE7

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 2396

سپاس: 3833

جنسیت:

تماس:

Re: رابطه ی نیروی گشتاور ملخ هلیکوپتر با نیروی بالا بر

پست توسط rohamavation »

من میخواستم مطلب ببرم تو هوافضا ی خودم حالا میبرم اونجا .اینجا پاسخشو دادم .

رابطه بین نیروی بالابر و گشتاور تولید شده در ملخ مورد استفاده برای برخاست و فرود عمودی هواپیما
رابطه گشتاور تولید شده توسط موتور و نیروی بالابر، کشش روتور خواهد بود. افزایش نیروی بالابر با افزایش دور در دقیقه یا AOA مستلزم افزایش متناسب قدرت خروجی از موتور است. چگالی هوا نیز نقش دارد.
با یک هلیکوپتر معمولی، گشتاور با افزایش یا کاهش گشتاور روتور دم متعادل می شود.
پاسخ های زیادی برای این سوال وجود دارد اما هیچ کدام مشخص نیست. من باید رابطه دقیق بین نیروی بالابر یک ملخ با گام خاص، زاویه حمله، ابعاد و مواد با گشتاور تولید شده در ملخ با سرعت مشخص در ارتفاع معینی از هواپیمای عمودی برخاست و فرود را پیدا کنم. بیان گشتاور کل پروانه به این صورت است
$Q = \frac{1}{2} \rho V^2 B \int_0^RQ_c \, dr$
Q - گشتاور کل مورد نیاز پروانه
p (rho) - چگالی جوی که ملخ در آن عمل می کند
V - سرعت جریان آزاد (با نام مستعار سرعت هواپیما در برابر هوا)
ب - تعداد پره های روی پروانه
R - شعاع پروانه
Qc - گشتاور مورد نیاز بخشی از تیغه پروانه در dr
dr - دلتای کوچک شعاع
Qc نیروی dF بخش dr است که ما برای آن محاسبه می کنیم، ضرب در شعاع R که مقطع در آن قرار دارد.
dF کل نیروی آیرودینامیکی (بالا + کشش) بخشی از تیغه پروانه dr است که ما برای آن محاسبه می کنیم، که بر روی صفحه پروانه پیش بینی می شود. بنابراین df را می توان با معادله محاسبه کرد: معادله dF که در آن:
$ф = arcsin (V/(2*pi/n))$ زاویه حرکت تیغه نسبت به هوا است.
V - سرعت جریان آزاد
n - دور در دقیقه
г (گاما) - زاویه بین جزء بالابر و نیروی آیرودینامیکی حاصل dR (*توجه - باید dD/DL باشد)
dL dL و dD مانند پروفیل بال محاسبه می شود.از آنجایی که گشتاور چرخاندن آن در داخل خود روتور ایجاد می‌شود، که جزء رانش به جلو بالابر است که توسط تیغه‌های چرخان تولید می‌شود، مانند هر هواپیمای سرخورده‌ای. روتور چرخان خودکار مانند دو گلایدر با نوک بال های نواری است که در جهت مخالف به سمت یکدیگر می روند، که وقتی از کنار یکدیگر می گذرند، نوک بال ها را قلاب می کنند و شروع به چرخیدن به دور یکدیگر می کنند، همچنان سر می زنند و به جلو حرکت می کنند، اما به زور وارد دایره ای می شوند که محور درونی آنها است. نوک بال
هر نیروی چرخشی که به بدنه هواپیما منتقل می شود (مقدار ناچیزی) در واقع در همان جهت چرخش روتور است. یک واکنش گشتاور نیست، فقط با کشیدن اصطکاک از یاتاقان های محور اصلی و کلاچ اسپراگ.هلیکوپتر، بالابر با استفاده از یک یا چند ملخ افقی با نیروی محرکه به دست می آید که روتور اصلی نامیده می شود. هنگامی که روتور اصلی هلیکوپتر می چرخد، گشتاور بالابر و واکنش تولید می کند. گشتاور واکنش تمایل به چرخش هلیکوپتر دارد. در بیشتر هلیکوپترها، یک روتور کوچک در نزدیکی دم که به آن روتور دم می‌گویند، این گشتاور را جبران می‌کند. در هلیکوپتر دو روتور روتورها در جهت مخالف می چرخند و واکنش آنها یکدیگر را خنثی می کند.
مسیر روتور
روتور اصلی
نیروی بالابر توسط روتور اصلی تولید می شود. همانطور که آنها در هوا می چرخند و بالابر را تولید می کنند. هر تیغه سهم برابری از نیروی بالابر را تولید می کند. وزن یک هلیکوپتر به طور مساوی بین پره های روتور در سیستم روتور اصلی تقسیم می شود. اگر یک هلیکوپتر وزن 4000 پوند داشته باشد و دارای دو تیغه باشد، هر پره باید بتواند 2000 پوند را تحمل کند. علاوه بر وزن ساکن هلیکوپتر، هر پره باید بار دینامیکی را نیز بپذیرد. به عنوان مثال، اگر یک هلیکوپتر در یک مانور 1.5 g (1.5 برابر نیروی گرانش) به سمت بالا بکشد، وزن موثر هلیکوپتر 1.5 برابر وزن هلیکوپتر ساکن یا 6000 پوند خواهد بود. به دلیل کشش گرانشی
روتور دم
روتور دم بسیار مهم است. اگر روتور را با یک موتور بچرخانید، روتور می چرخد، اما موتور و بدنه هلیکوپتر تمایل دارند در جهت مخالف روتور بچرخند. این واکنش گشتاور نامیده می شود. قانون سوم حرکت نیوتن می گوید: "به هر عملی یک واکنش برابر و مخالف وجود دارد". روتور دم برای جبران این گشتاور و صاف نگه داشتن هلیکوپتر استفاده می شود. در هلیکوپترهای دو روتور، روتورها در جهت مخالف می چرخند، بنابراین واکنش آنها یکدیگر را خنثی می کند.
روتور دم معمولاً از طریق سیستمی از میل‌های محرک و گیربکس به روتور اصلی متصل می‌شود، به این معنی که اگر روتور اصلی را بچرخانید، روتور دم نیز می‌چرخد. بیشتر هلیکوپترها دارای نسبت 3:1 به 6:1 هستند. یعنی اگر روتور اصلی یک دور بچرخد، روتور دم 3 دور (برای 3:1) یا 6 دور (برای 6:1) خواهد چرخید. در بیشتر هلیکوپترها، موتور شفتی را می چرخاند که به یک گیره ورودی در جعبه دنده انتقال متصل است. دکل اصلی روتور به سمت بالا و محورهای محرک روتور دم از جعبه دنده گیربکس به سمت دم خارج می شود.
گشتاور
عدم تقارن بالابر
تمام سیستم های روتور در پرواز رو به جلو در معرض عدم تقارن بالابر هستند. در یک شناور، بالابر در کل دیسک روتور برابر است. همانطور که هلیکوپتر سرعت هوا را افزایش می دهد، تیغه پیشرو به دلیل افزایش سرعت هوا بالابر بیشتری ایجاد می کند و تیغه عقب نشینی بالابر کمتری ایجاد می کند، این باعث می شود هلیکوپتر غلت بزند (به عنوان مثال: اگر سرعت روتور = 400 کیلومتر در ساعت باشد، هلیکوپتر به جلو حرکت می کند. = 100 کیلومتر در ساعت، سپس تیغه پیشروی دارای سرعت 500 کیلومتر در ساعت خواهد بود، اما تیغه عقب نشینی دارای سرعت حرکت تنها 300 کرون در ساعت خواهد بود. این را باید به نوعی جبران کرد.
نیروی عدم تقارن
بال زدن تیغه
عدم تقارن بالابر با تکان دادن تیغه جبران می شود. به دلیل افزایش سرعت هوا و بالا بردن تیغه در حال پیشروی باعث بالا رفتن تیغه و کاهش زاویه حمله می شود. کاهش ارتفاع بر روی تیغه عقب نشینی باعث می شود که تیغه به سمت پایین پرت شود و زاویه حمله افزایش یابد. ترکیب کاهش زاویه حمله به تیغه در حال پیشروی و افزایش زاویه حمله به تیغه عقب نشینی از طریق عمل بال زدن تیغه باعث می شود که بالابر در دو نیمه دیسک روتور یکسان شود.مونتاژ صفحه سواش: مجموعه صفحه سواش از دو عنصر اصلی تشکیل شده است که دکل روتور از آن عبور می کند. یکی از عناصر یک دیسک است که به کنترل چرخه ای گام مرتبط است. این دیسک قابلیت کج شدن در هر جهت را دارد اما با چرخش روتور نمی چرخد. این دیسک غیر چرخشی که اغلب به آن ستاره ثابت می گویند، توسط یک سطح یاتاقان به یک دیسک دوم متصل می شود، که اغلب به عنوان ستاره دوار شناخته می شود که با روتور می چرخد ​​و به شاخ های گام تیغه روتور متصل می شود.
کنترل جمعی: هنگامی که خلبان کنترل جمعی را بالا می برد یا کنترل جمعی را به سمت بالا می کشد، کنترل جمعی کل مجموعه صفحه swash را به عنوان یک واحد بالا می برد. این امر با تغییر گام همه تیغه ها به طور همزمان بر تیغه ها تأثیر می گذارد. این باعث افزایش زاویه حمله و افزایش قدرت می شود.
کنترل چرخه ای: کنترل چرخه ای یک طرف مجموعه سواشپیت را به بالا یا پایین فشار می دهد. این بر روی سیستم سر روتور تأثیر می گذارد زیرا کنترل چرخه یا میله چرخشی با زاویه دادن به سر روتور که همه پره ها به آن متصل هستند، زاویه روتور اصلی را کنترل می کند. این باعث می شود هلیکوپتر به چپ یا راست، جلو یا عقب حرکت کند.
پدال ضد گشتاور
تراست تولید شده توسط روتور کمکی (دم) توسط موقعیت پدال های ضد گشتاور کنترل می شود. اینها پدال های سکان نیستند، اگرچه در همان مکان پدال های سکان هواپیما هستند. آنها به یک مکانیسم تغییر گام در جعبه دنده روتور دم متصل می شوند تا به خلبان اجازه دهد تا گام پره های روتور دم را افزایش دهد. هدف اصلی روتور دم و کنترل های آن خنثی کردن اثر گشتاور روتور اصلی است
چرخش خودکار در مواقع اضطراری هلیکوپتر
در هلیکوپتر، چرخش خودکار یک مانور نزولی است که در آن موتور از سیستم روتور اصلی جدا می‌شود و تیغه‌های روتور صرفاً توسط جریان هوا به سمت بالا در روتور به حرکت در می‌آیند. به عبارت دیگر، موتور دیگر نیروی روتور اصلی را تامین نمی کند.
رایج‌ترین دلیل چرخش خودکار، خرابی موتور است، اما چرخش خودکار می‌تواند در صورت از کار افتادن کامل روتور دم نیز انجام شود، زیرا عملاً هیچ گشتاوری در چرخش خودکار تولید نمی‌شود. اگر ارتفاع اجازه می‌دهد، می‌توان از آنها برای ریکاوری پس از استقرار با قدرت نیز استفاده کرد. اگر موتور از کار بیفتد، واحد چرخ آزاد به طور خودکار موتور را از روتور اصلی جدا می کند و به روتور اصلی اجازه می دهد آزادانه بچرخد. اساساً، واحد چرخ آزاد در هر زمانی که دور موتور در دقیقه باشد، قطع می شود. کمتر از r.p.m روتور است.
در لحظه از کار افتادن موتور، تیغه های روتور اصلی از زاویه حمله و سرعت خود نیروی برش و رانش تولید می کنند. با پایین آوردن فورا گام جمعی، که در صورت خرابی موتور باید انجام شود، بالابر و کشش کاهش می‌یابد و هلیکوپتر شروع به فرود فوری می‌کند و در نتیجه جریان هوا به سمت بالا را از طریق سیستم روتور تولید می‌کند. این جریان هوا به سمت بالا از طریق روتور نیروی رانش کافی را برای حفظ r.p.m روتور فراهم می کند. در سراسر فرود از آنجایی که روتور دم در طول چرخش خودکار توسط گیربکس روتور اصلی به حرکت در می آید، کنترل هدینگ مانند پرواز عادی حفظ می شود.
عوامل متعددی بر میزان نزول در چرخش خودکار تأثیر می گذارد. ارتفاع چگالی، وزن ناخالص، دور روتور در دقیقه و سرعت هوا. کنترل اصلی شما بر روی سرعت فرود، سرعت هوایی است. سرعت هوای بیشتر یا کمتر با کنترل چرخه ای زمین درست مانند پرواز معمولی به دست می آید. در تئوری، شما یک انتخاب در زاویه نزول دارید که از یک نزول عمودی تا حداکثر دامنه متفاوت است، که حداقل زاویه نزول است. نرخ فرود در سرعت هوای صفر زیاد است و بسته به هلیکوپتر خاص و عواملی که ذکر شد به حداقل در حدود 50 تا 60 گره کاهش می یابد. با افزایش سرعت هوا از حدی که حداقل نرخ فرود را می دهد، سرعت فرود دوباره افزایش می یابد.
هنگام فرود از یک چرخش خودکار، انرژی ذخیره شده در تیغه های دوار برای کاهش سرعت فرود و ایجاد یک فرود نرم استفاده می شود. برای متوقف کردن هلیکوپتری با سرعت نزول بالا، مقدار بیشتری انرژی روتور نسبت به توقف هلیکوپتری که آهسته‌تر فرود می‌آید مورد نیاز است. بنابراین، فرودهای خودکار در سرعت‌های بسیار کم یا بسیار زیاد، حیاتی‌تر از فرودهایی هستند که با حداقل سرعت نزول انجام می‌شوند.
هر نوع هلیکوپتر دارای یک سرعت هوایی خاص است که در آن سر خوردن خاموش کردن کارآمدترین است. بهترین سرعت هوایی، سرعتی است که بیشترین دامنه سر خوردن را با کمترین سرعت فرود ترکیب کند. سرعت هوایی خاص برای هر نوع هلیکوپتر تا حدودی متفاوت است، با این حال عوامل خاصی بر همه پیکربندی‌ها به یک شیوه تأثیر می‌گذارند.
سرعت هوایی خاص برای چرخش های خودکار برای هر نوع هلیکوپتر بر اساس میانگین شرایط آب و هوایی و باد و بارگذاری عادی تعیین می شود. هنگامی که هلیکوپتر با بارهای سنگین در ارتفاعات با چگالی بالا یا شرایط باد تند کار می کند، بهترین عملکرد با افزایش اندکی سرعت هوایی در فرود به دست می آید. برای چرخش های خودکار در ارتفاع کم تراکم و بارگذاری سبک، بهترین عملکرد با کاهش جزئی در سرعت معمولی هوا به دست می آید. با پیروی از این روش کلی برای تطبیق سرعت هوا با شرایط موجود، می‌توانید تقریباً به همان زاویه لغزش در هر مجموعه شرایطی دست پیدا کنید و نقطه تماس را تخمین بزنید.
هنگام چرخش در حین چرخش خودکار، معمولاً فقط از کنترل چرخه ای استفاده کنید. استفاده از پدال های ضد گشتاور برای کمک یا سرعت بخشیدن به چرخش باعث کاهش سرعت هوا و شیب بینی به سمت پایین می شود. هنگامی که چرخش خودکار شروع می شود، باید از فشار کافی پدال ضد گشتاور برای حفظ پرواز مستقیم و جلوگیری از انحراف استفاده شود.
این فشار نباید برای کمک به چرخش تغییر کند. از کنترل جمعی گام برای مدیریت r.p.m روتور استفاده کنید. اگر روتور r.p.m. در حین چرخش خودکار بیش از حد بالا می شود، کلکتیو را به اندازه کافی بالا می برد تا r.p.m را کاهش دهد. بازگشت به محدوده عملکرد عادی اگر r.p.m. شروع به کاهش می کند، شما باید دوباره جمع را پایین بیاورید. روتور را همیشه r.p.m نگه دارید. در محدوده تعیین شده برای هلیکوپتر شما. در حین چرخش، روتور r.p.m. به دلیل افزایش فشار کنترل چرخه‌ای برگشتی افزایش می‌یابد که جریان هوای بیشتری را از طریق سیستم روتور ایجاد می‌کند. دور بعد از ظهر به سرعت ساخته می شود و اگر با استفاده از کلکتیو کنترل نشود، می تواند به راحتی از حداکثر حد فراتر رود. هرچه پیچ محکم تر و وزن ناخالص سنگین تر باشد، دور بر دقیقه بیشتر می شود.
برای شروع چرخش خودکار، به غیر از شناور کم، کنترل گام جمعی را پایین بیاورید. این چه در انجام چرخش خودکار تمرینی و چه در صورت خرابی موتور در حین پرواز صادق است. این گام تیغه های روتور اصلی را کاهش می دهد و به آنها اجازه می دهد تا در دور معمولی به چرخش ادامه دهند.
چرخش خودکار مستقیم
چرخش خودکار مستقیم به معنای چرخش خودکار از ارتفاع بدون هیچ پیچی است. سرعت در تاچ داون و در نتیجه حرکت زمینی به سرعت و میزان شعله ور شدن بستگی دارد. هرچه درجه شعله ور شدن بیشتر باشد و مدت زمان بیشتری نگه داشته شود، سرعت تاچ داون کندتر و مسیر زمین کوتاه تر می شود. هرچه سرعت مورد نظر در هنگام تاچ داون کندتر باشد، زمان و سرعت شعله باید دقیق تر باشد، به خصوص در هلیکوپترهایی با سیستم روتور اینرسی پایین.
تکنیک
از پرواز همسطح با سرعت هوای توصیه شده سازنده، بین 500 تا 700 فوت AGL، و حرکت به سمت باد، به آرامی، اما محکم، کنترل زمین جمعی را به سمت پایین کامل پایین بیاورید، و r.p.m را حفظ کنید. در قوس سبز با دریچه گاز. حرکت جمعی را با پدال ضد گشتاور مناسب برای برش هماهنگ کنید و برای حفظ سرعت هوای مناسب، کنترل چرخه ای عقب را اعمال کنید. هنگامی که کلکتیو به طور کامل پایین آمد، دریچه گاز را کاهش دهید تا اطمینان حاصل شود که سوزن ها تمیز می شوند. پس از شکافتن سوزن ها، دریچه گاز را دوباره تنظیم کنید تا دور موتور حفظ شود. بالاتر از سرعت معمولی دور آرام، اما آنقدر بالا نیست که باعث اتصال مجدد سوزن ها شود. سازنده اغلب r.p.m مناسب را توصیه می کند.
در موقعیت 2، نگرش را با کنترل چرخه ای تنظیم کنید تا چرخش خودکار توصیه شده سازنده یا بهترین سرعت سر خوردن را به دست آورید. در صورت لزوم، کنترل گام جمعی را برای حفظ r.p.m روتور تنظیم کنید. در قوس سبز حرکات چرخه ای عقب باعث افزایش r.p.m روتور می شود که سپس با افزایش کمی در کنترل گام جمعی کنترل می شود. از افزایش گام جمعی زیاد، که منجر به فروپاشی سریع دور در دقیقه روتور می‌شود و منجر به «تعقیب r.p.m» می‌شود، اجتناب کنید. از نگاه مستقیم به پایین در مقابل هواپیما خودداری کنید. به طور مداوم وضعیت، تریم، دور روتور و سرعت هوا را بررسی کنید.
چرخش خودکار در مواقع اضطراری هلیکوپتر
چرخش خودکار مستقیم
تقریباً در ارتفاع 40 تا 100 فوتی از سطح یا در ارتفاعی که سازنده توصیه می کند شعله ور شدن را با کنترل چرخه ای عقب شروع کنید تا سرعت هوای جلو را کاهش داده و سرعت فرود را کاهش دهید. حرکت را با پدال های ضد گشتاور حفظ کنید. در اجرای شعله باید دقت کرد تا کنترل چرخه ای به طور ناگهانی به سمت عقب حرکت نکند که باعث بالا رفتن هلیکوپتر شود و همچنین نباید آنقدر آهسته حرکت کرد که فرود را متوقف نکند که ممکن است به هلیکوپتر اجازه نشستن بدهد. آنقدر سریع که روتور دم به زمین برخورد می کند. هنگامی که حرکت رو به جلو به سرعت مورد نظر کاهش می یابد، که معمولاً کمترین سرعت ممکن است (موقعیت 4)، کنترل چرخه ای را به سمت جلو حرکت دهید تا هلیکوپتر در وضعیت مناسب برای فرود قرار گیرد.
ارتفاع در این زمان باید تقریباً 8 تا 15 فوت AGL باشد، بسته به ارتفاع توصیه شده توسط سازنده. برای جلوگیری از ارتفاع بیش از حد بینی و پایین بودن دم در ارتفاع زیر 10 فوت باید بسیار احتیاط کرد. در این مرحله، اگر قرار است فرود کامل تاچ داون انجام شود، اجازه دهید هلیکوپتر به صورت عمودی فرود بیاید . در صورت لزوم، زمین جمعی را افزایش دهید تا فرود را بررسی کنید و فرود را مهار کنید. پدال ضد گشتاور اضافی برای حفظ هدینگ مورد نیاز است زیرا گام جمعی به دلیل کاهش r.p.m روتور بالا می‌رود. و در نتیجه اثر کاهش یافته روتور دم. در حالت پرواز در سطح زمین، پایین بیاورید.
در حین تمرین به جای فرود کامل تاچ داون می توان قدرت را بازیابی کرد. برای اطلاع از تکنیک صحیح به بخش بازیابی نیرو مراجعه کنید.
پس از تاچ داون و پس از توقف کامل هلیکوپتر، زمین جمعی را تا موقعیت فول داون پایین بیاورید. سعی نکنید حرکت زمین رو به جلو را با چرخه عقب متوقف کنید، زیرا تیغه های روتور اصلی می توانند به بوم دم برخورد کنند. در عوض، با کمی پایین آوردن کلکتیو در حین حرکت روی زمین، وزن بیشتری بر روی قسمت زیرین قرار می گیرد و سرعت هلیکوپتر را کاهش می دهد.
خطاهای رایج
عدم استفاده از پدال ضد گشتاور کافی هنگام کاهش قدرت.
پایین آوردن بیش از حد ناگهانی دماغه هنگام کاهش قدرت، در نتیجه هلیکوپتر را در شیرجه قرار می دهد.
عدم حفظ صحیح r.p.m روتور در طول نزول
استفاده از گام جمعی بالا در ارتفاع بیش از حد که منجر به فرود سخت، از دست دادن کنترل مسیر، و آسیب احتمالی به روتور دم و به توقف تیغه روتور اصلی می شود.
عدم موفقیت در تسطیح هلیکوپتر.
بازیابی نیرو از تمرین چرخش خودکار
بازیابی توان برای پایان دادن به چرخش های خودکار تمرینی در نقطه ای قبل از تاچ داون واقعی استفاده می شود. پس از بازیابی نیرو، می توان فرود را انجام داد یا دور زدن را آغاز کرد.
تکنیک
در حدود 8 تا 15 فوت بالاتر از سطح زمین، بسته به هلیکوپتری مورد استفاده، شروع به تراز کردن هلیکوپتر با کنترل چرخه ای رو به جلو کنید. از ارتفاع بیش از حد بینی و ارتفاع پایین دم زیر 10 فوت اجتناب کنید. درست قبل از دستیابی به نگرش در سطح، با بینی هنوز خمیده است
به بالا، کنترل گام جمعی به سمت بالا را با افزایش دریچه گاز هماهنگ کنید تا سوزن ها را در دور در دقیقه کار کنید. دریچه گاز و زمین جمعی باید به درستی هماهنگ شوند. اگر دریچه گاز خیلی سریع یا بیش از حد افزایش یابد، ممکن است سرعت بیش از حد موتور رخ دهد. اگر دریچه گاز بسیار آهسته یا خیلی کم به نسبت افزایش گام جمعی افزایش یابد، از دست دادن r.p.m روتور. نتایج. از گام جمعی کافی برای توقف فرود و هماهنگ کردن فشار پدال ضد گشتاور مناسب برای حفظ حرکت استفاده کنید. هنگامی که قرار است فرود پس از بازیابی نیرو انجام شود، هلیکوپتر را در ارتفاع معمولی شناور کنید و سپس به سمت فرود فرود بیایید.
اگر قرار است دور زدن انجام شود، کنترل چرخه ای باید به جلو حرکت داده شود تا پرواز به جلو از سر گرفته شود. در انتقال از چرخش خودکار تمرینی به دور زدن، مراقب باشید تا از ترکیب ارتفاع و سرعت هوا که هلیکوپتر را در یک منطقه ناامن نمودار ارتفاع-سرعت قرار می دهد، اجتناب کنید.
شروع بازیابی خیلی دیر، مستلزم اعمال سریع کنترل‌ها و در نتیجه کنترل بیش از حد.
ناتوانی در به دست آوردن و حفظ یک نگرش تراز در نزدیکی سطح.
عدم هماهنگی صحیح دریچه گاز و گام جمعی که منجر به افزایش سرعت موتور یا کاهش دور در دقیقه می شود.
عدم هماهنگی پدال ضد گشتاور مناسب با افزایش قدرت.
چرخش خودکار با چرخش
یک چرخش یا یک سری چرخش می تواند در حین چرخش خودکار به منظور فرود در باد یا اجتناب از موانع انجام شود. چرخش معمولاً زودتر انجام می شود تا باقیمانده چرخش خودکار مانند یک مستقیم در چرخش خودکار باشد. رایج ترین انواع چرخش خودکار 90 درجه و 180 درجه است. تکنیک زیر چرخش خودکار 180 درجه را توصیف می کند.
تکنیک
هواپیما را در جهت باد با سرعت توصیه شده در 700 فوت AGL، به موازات منطقه تاچ داون، مستقر کنید. در شرایط بدون باد یا باد مخالف، مسیر زمینی را تقریباً 200 فوت دورتر از نقطه تماس برقرار کنید. اگر باد شدیدی وجود داشته باشد، لازم است پای خود را که در جهت رو به پایین باد است، نزدیک‌تر یا دورتر کنید. هنگامی که نقطه تماس مورد نظر را پرتاب می کنید، دسته جمعی را کاهش دهید و سپس سوزن ها را تقسیم کنید. پدال ضد گشتاور و سیکلیک مناسب را برای حفظ نگرش مناسب اعمال کنید. وضعیت بررسی متقاطع، تریم، دور روتور و سرعت هوا.
پس از اینکه فرود و سرعت هوا مشخص شد، در یک پیچ 180 درجه بغلتانید. برای آموزش، ابتدا باید در یک بانک حداقل 30 درجه، اما نه بیشتر از 40 درجه، غلت بزنید. سرعت هوا و دور روتور خود را بررسی کنید. در طول چرخش، حفظ سرعت هوای مناسب و مرتب نگه داشتن هواپیما بسیار مهم است. تغییرات در نگرش هواپیما و زاویه انحراف باعث تغییر متناظر در r.p.m روتور می شود. در صورت لزوم، کلکتیو را در نوبت تنظیم کنید تا r.p.m روتور حفظ شود. در قوس سبز
در نقطه 90 درجه، با نگاهی اجمالی به منطقه فرود، پیشرفت نوبت خود را بررسی کنید. چرخش 90 درجه دوم را طوری برنامه ریزی کنید که روی خط مرکزی قرار گیرد. اگر خیلی نزدیک هستید، زاویه بانک را کاهش دهید. اگر خیلی دور است، زاویه بانک را افزایش دهید. هلیکوپتر را با پدال های ضد گشتاور در حالت تریم نگه دارید.
چرخش باید کامل شود و هلیکوپتر قبل از عبور از 100 فوت AGL با منطقه تاچ داون مورد نظر هماهنگ شود. اگر گام جمعی برای کنترل دور در دقیقه افزایش می‌یابد، ممکن است لازم باشد در هنگام چرخش آن را کاهش دهید تا از پوسیدگی دور در دقیقه جلوگیری شود. اگر هواپیما با نقطه تاچ داون در یک راستا قرار نگرفت و اگر چرخش روتور r.p.m. و/یا سرعت هوا در محدوده مناسب نیست. از این مرحله، روند را به گونه‌ای کامل کنید که گویی یک چرخش خودکار مستقیم است.
قطع برق در شناور
قطع برق در یک شناور، که به آن چرخش خودکار شناور نیز می گویند، تمرین می شود تا در هنگام مواجهه با توقف موتور یا برخی شرایط اضطراری دیگر در حین شناور بودن، به طور خودکار پاسخ صحیح را نشان دهید.
آخرین ویرایش توسط rohamavation چهارشنبه ۱۴۰۱/۷/۲۷ - ۰۸:۲۶, ویرایش شده کلا 1 بار
تصویر

نمایه کاربر
rohamavation

نام: roham hesami radرهام حسامی راد

محل اقامت: فعلا تهران قیطریه بلوار کتابی 8 متری صبا City of Leicester Area of Leicestershire LE7

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 2396

سپاس: 3833

جنسیت:

تماس:

Re: رابطه ی نیروی گشتاور ملخ هلیکوپتر با نیروی بالا بر

پست توسط rohamavation »

برای تمرین چرخش خودکار شناور، با در نظر گرفتن بار و شرایط جوی، یک ارتفاع شناور معمولی برای هلیکوپتر خاص مورد استفاده تعیین کنید. هلیکوپتر را به سمت باد نگه دارید و حداکثر دور مجاز را نگه دارید.
برای شبیه‌سازی قطعی برق، در صورت وجود، دریچه گاز را محکم در موقعیت نادیده گرفتن فنر قرار دهید. این امر نیروی محرکه موتور را از روتور جدا می کند و در نتیجه اثر گشتاور را از بین می برد. همانطور که دریچه گاز بسته است، پدال ضد گشتاور مناسب را برای حفظ هدینگ اعمال کنید. معمولاً مقدار کمی کنترل چرخه ای سمت راست برای جلوگیری از رانش هلیکوپتر به سمت چپ لازم است تا از دست دادن رانش روتور دم جبران شود. با این حال، برای اطمینان از فرود عمودی و نگرش همسطح، در صورت لزوم، از کنترل چرخه ای استفاده کنید. زمین جمعی را در جایی که هنگام ورود است ترک کنید.
هلیکوپترهای با سیستم روتور اینرسی کم بلافاصله شروع به نشست خواهند کرد. یک نگرش هم سطح داشته باشید و از فرود عمودی با کنترل چرخه ای اطمینان حاصل کنید و در عین حال حرکت را با پدال ها حفظ کنید. در حدود 1 فوت بالاتر از سطح، در صورت لزوم، کنترل گام جمعی به سمت بالا را اعمال کنید تا فرود را کاهش داده و فرود را کاهش دهید. معمولا مقدار کامل pitc جمعی
h مورد نیاز است. همانطور که کنترل گام جمعی به سمت بالا اعمال می شود، دریچه گاز باید در موقعیت بسته نگه داشته شود تا از درگیر شدن مجدد روتور جلوگیری شود.
هلیکوپترهای دارای سیستم روتور اینرسی بالا به طور لحظه ای پس از بسته شدن دریچه گاز ارتفاع را حفظ می کنند. سپس، به عنوان روتور r.p.m. کاهش می یابد، هلیکوپتر شروع به نشستن می کند. هنگامی که هلیکوپتر در ارتفاع تقریباً 1 فوتی از سطح قرار گرفت، در حالی که دریچه گاز را در حالت بسته نگه داشته اید، کنترل گام جمعی را به سمت بالا اعمال کنید تا فرود را کاهش داده و فرود را کاهش دهید. زمان استفاده از کنترل جمعی زمین و سرعت استفاده از آن به هلیکوپتری خاص مورد استفاده، وزن ناخالص آن و شرایط جوی موجود بستگی دارد. کنترل چرخه ای برای حفظ یک نگرش در سطح و برای اطمینان از فرود عمودی استفاده می شود. مسیر را با پدال های ضد گشتاور حفظ کنید.
هنگامی که وزن هلیکوپتر به طور کامل بر روی بچه ها است، استفاده از دسته جمعی رو به بالا را متوقف کنید. هنگامی که هلیکوپتر به طور کامل متوقف شد، زمین جمعی را در موقعیت کامل پایین بیاورید.
زمان اجرای زمین جمعی مهمترین نکته است. اگر خیلی زود اعمال شود، r.p.m باقیمانده. ممکن است برای فرود نرم کافی نباشد. از سوی دیگر، اگر کنترل گام جمعی خیلی دیر اعمال شود، تماس سطح ممکن است قبل از اینکه گام تیغه کافی برای فرود فرود در دسترس باشد، ایجاد شود.
خطاهای رایج
عدم استفاده از پدال ضد گشتاور مناسب کافی هنگام کاهش قدرت.
ناتوانی در توقف تمام حرکات به طرف یا عقب قبل از لمس کردن.
ناتوانی در اعمال صحیح زمین بالا جمعی، منجر به یک تاچ داون سخت می شود.
شکست خوردن در یک نگرش سطحی.
دریچه گاز را به طور کامل به حالت بیکار نچرخانید.
چهار نیرویی که بر روی هواپیما در پرواز مستقیم و همسطح و بدون شتاب عمل می کنند عبارتند از: رانش، کشش، بلند کردن و وزن. آنها به شرح زیر تعریف می شوند:
رانش - نیروی رو به جلو تولید شده توسط نیروگاه / ملخ یا روتور. با نیروی درگ مخالفت می کند یا بر آن غلبه می کند. به عنوان یک قاعده کلی، موازی با محور طولی عمل می کند. با این حال، همانطور که بعدا توضیح داده شد، همیشه اینطور نیست.
کشش - نیروی عقب‌نشینی که در اثر اختلال در جریان هوا توسط بال، روتور، بدنه و سایر اجسام بیرون زده ایجاد می‌شود. به عنوان یک قاعده کلی، کشش با رانش مخالف است و به موازات باد نسبی به سمت عقب عمل می کند.
لیفت نیرویی است که از اثر دینامیکی هوای وارد بر ایرفویل تولید می شود و عمود بر مسیر پرواز از طریق مرکز بالابر (CL) و عمود بر محور جانبی عمل می کند. در پرواز هم سطح، بلند کردن با نیروی رو به پایین وزنه مخالف است.
وزن - بار ترکیبی خود هواپیما، خدمه، سوخت و محموله یا چمدان. وزن نیرویی است که هواپیما را به دلیل نیروی گرانش به سمت پایین می کشد. این هواپیما با بلند شدن مخالف است و از طریق مرکز ثقل هواپیما (CG) به صورت عمودی به سمت پایین عمل می کند.
در پرواز ثابت، مجموع این نیروهای متضاد همیشه صفر است. بر اساس قانون سوم نیوتن، که می گوید برای هر عمل یا نیرویی یک واکنش یا نیروی برابر، اما متضاد وجود دارد، هیچ نیروی نامتعادلی در پرواز مستقیم و ثابت وجود ندارد. این موضوع چه در سطح پرواز و چه هنگام بالا رفتن یا پایین آمدن صادق است.
این بدان معنا نیست که چهار نیرو برابر هستند. این بدان معناست که نیروهای متضاد با یکدیگر برابر هستند و در نتیجه اثرات یکدیگر را خنثی می کنند. ردارهای نیروی رانش، کشش، بلند کردن و وزن از نظر مقدار برابر به نظر می رسند. در توضیح معمول آمده است (بدون قید اینکه رانش و درگ مساوی وزن و بالابر نیست) رانش مساوی درگ و لیفت مساوی وزن است. اگرچه این گفته درست است، اما می تواند گمراه کننده باشد. باید درک کرد که در پرواز مستقیم، همسطح و بدون شتاب، درست است که نیروهای بالابر/وزن مخالف برابر هستند.
آنها همچنین بیشتر از نیروهای متضاد رانش/کشش هستند که فقط با یکدیگر برابر هستند. بنابراین، در پرواز ثابت:
مجموع تمام اجزای نیروها به سمت بالا (نه فقط بلند کردن) برابر است با مجموع همه اجزای نیروها (نه فقط وزن)
مجموع تمام اجزای نیروها به جلو (نه فقط رانش) برابر است با مجموع تمام اجزای نیروها (نه فقط کشیدن)
رانش، کشیدن، بلند کردن و وزن
این پالایش قدیمی «راندگی برابر است با کشش. فرمول لیفت مساوی وزن است» توضیح می دهد که بخشی از رانش در صعود و پرواز آهسته به سمت بالا هدایت می شود و به گونه ای عمل می کند که گویی بلند شده است در حالی که بخشی از وزن به سمت عقب بر خلاف جهت پرواز هدایت می شود و به گونه ای عمل می کند که گویی در حال کشیدن است. در پرواز آهسته، رانش یک جزء رو به بالا دارد. اما از آنجایی که هواپیما در حال پرواز است، وزن به کشش کمکی نمی کند.
نیروهای فعال در هواپیما
در سر خوردن ها، بخشی از بردار وزن در امتداد مسیر پرواز رو به جلو هدایت می شود و بنابراین به عنوان رانش عمل می کند. به عبارت دیگر، هر زمان که مسیر پرواز هواپیما افقی نباشد، بردارهای لیفت، وزن، رانش و درگ هر کدام باید به دو جزء تقسیم شوند.
مفهوم مهم دیگر برای درک زاویه حمله (AOA) است. از همان روزهای اولیه پرواز، AOA برای درک بسیاری از جنبه های عملکرد، ثبات و کنترل هواپیما ضروری است. AOA به عنوان زاویه حاد بین خط وتر ایرفویل و جهت باد نسبی تعریف می شود.
بحث در مورد مفاهیم قبلی اغلب در متون / کتابهای راهنما / راهنماهای هوانوردی حذف می شود. دلیل این نیست که آنها بی اهمیت هستند، بلکه به این دلیل است که ایده های اصلی در رابطه با نیروهای آیرودینامیکی که بر روی هواپیما در حال پرواز تأثیر می گذارند، می توانند در ضروری ترین عناصر خود بدون درگیر شدن با نکات فنی آیرودینامیک ارائه شوند. در واقع، تنها با در نظر گرفتن پرواز در سطح، و صعودهای معمولی و سر خوردن در حالت ثابت، همچنان درست است که بالابر ارائه شده توسط بال یا روتور نیروی اولیه رو به بالا و وزن نیروی اولیه رو به پایین است.
رانش
برای اینکه هواپیما شروع به حرکت کند، نیروی رانش باید بیشتر از کشش باشد. هواپیما به حرکت و افزایش سرعت ادامه می دهد تا زمانی که رانش و درگ برابر شوند. برای حفظ سرعت هوای ثابت، رانش و پسا باید برابر باشند، همانطور که برای حفظ ارتفاع ثابت، وزنه و بلند کردن باید برابر باشند. اگر در پرواز سطح، قدرت موتور کاهش یابد،
نیروی رانش کاهش می یابد و هواپیما کاهش می یابد. تا زمانی که نیروی رانش کمتر از نیروی پسا باشد، هواپیما به کاهش سرعت خود ادامه می دهد. تا حدی، با کاهش سرعت هواپیما، نیروی کشش نیز کاهش می یابد. هواپیما به کم شدن سرعت خود ادامه می دهد تا زمانی که رانش دوباره برابر با کش شود که در آن نقطه سرعت هوا تثبیت می شود.
به همین ترتیب، اگر قدرت موتور افزایش یابد، رانش بیشتر از درگ می شود و سرعت هوا افزایش می یابد. تا زمانی که نیروی رانش بیشتر از نیروی پسا باشد، هواپیما به شتاب خود ادامه می دهد. هنگامی که درگ برابر با رانش باشد، هواپیما با سرعت ثابت پرواز می کند.
پرواز مستقیم و همسطح ممکن است در طیف وسیعی از سرعت ها حفظ شود. اگر قرار باشد هواپیما در پرواز هم سطح نگه داشته شود، خلبان AOA و رانش را در تمام رژیم های سرعت هماهنگ می کند. یک واقعیت مهم مربوط به اصل بالابر (برای یک شکل ایرفویل معین) این است که بالابر با AOA و سرعت هوا متفاوت است. بنابراین، یک AOA بزرگ در سرعت های هوایی کم، مقدار مساوی بالابر را در سرعت های هوایی بالا با AOA پایین ایجاد می کند. رژیم های سرعت پرواز را می توان در سه دسته دسته بندی کرد: پرواز کم سرعت، پرواز کروز و پرواز با سرعت بالا.
هنگامی که سرعت هوا کم است، برای حفظ تعادل بین وزنه و بلند کردن، AOA باید نسبتاً بالا باشد. اگر رانش کاهش یابد و سرعت هوا کاهش یابد، وزنه بالابر کمتر از وزن می شود و هواپیما شروع به فرود می کند. برای حفظ سطح پرواز، خلبان می تواند AOA را به میزانی افزایش دهد که نیروی بالابری دوباره برابر با وزن هواپیما ایجاد کند. در حالی که هواپیما آهسته تر پرواز می کند، همچنان پرواز خود را حفظ می کند. AOA برای حفظ وزن مساوی بالابر تنظیم شده است. سرعت هوا به طور طبیعی تنظیم می شود تا زمانی که درگ برابر با رانش باشد و سپس آن سرعت هوا را حفظ می کند (فرض می کند که خلبان سعی در حفظ سرعت دقیق ندارد).
زاویه حمله در سرعت های مختلف
در پرواز هم سطح، هنگامی که رانش افزایش می یابد، هواپیما سرعت می گیرد و بالابر افزایش می یابد. هواپیما شروع به صعود می کند مگر اینکه AOA به اندازه ای کاهش یابد که رابطه بین وزنه و بلند کردن را حفظ کند. زمان این کاهش در AOA باید با افزایش رانش و سرعت هوا هماهنگ شود. در غیر این صورت، اگر AOA خیلی سریع کاهش یابد، هواپیما فرود می آید و اگر AOA خیلی آهسته کاهش یابد، هواپیما صعود می کند.
از آنجایی که سرعت هوا به دلیل رانش تغییر می کند، AOA نیز برای حفظ سطح پرواز باید تغییر کند. در سرعت های بسیار بالا و پرواز در سطح، حتی ممکن است AOA کمی منفی باشد. با کاهش رانش و کاهش سرعت هوا، AOA باید برای حفظ ارتفاع افزایش یابد. اگر سرعت به اندازه کافی کاهش یابد، AOA مورد نیاز به AOA بحرانی افزایش می یابد. هر گونه افزایش بیشتر در AOA منجر به توقف بال خواهد شد. بنابراین، هشیاری بیشتری در تنظیمات رانش کاهش یافته و سرعت های پایین مورد نیاز است تا از زاویه بحرانی حمله تجاوز نشود. اگر هواپیما به نشانگر AOA مجهز است، باید به آن اشاره کرد تا نزدیکی به AOA مهم را کنترل کند.
برخی از هواپیماها توانایی تغییر جهت رانش را به جای تغییر AOA دارند. این کار یا با چرخاندن موتورها یا با بردار کردن گازهای خروجی انجام می شود.
خلبان می تواند آسانسور را کنترل کند. هر زمان که یوغ یا چوب کنترل به جلو یا عقب حرکت می کند، AOA تغییر می کند. با افزایش AOA، لیفت افزایش می یابد (همه عوامل دیگر برابر هستند). هنگامی که هواپیما به حداکثر AOA می رسد، بالابر به سرعت شروع به کاهش می کند. این AOA در حال توقف است که به نام CL-MAX بحرانی AOA شناخته می شود. این نکته توجه کنید که چگونه CL تا رسیدن به AOA بحرانی افزایش می یابد، سپس با افزایش بیشتر AOA به سرعت کاهش می یابد.
ضرایب لیفت و کشش در زوایای مختلف حمله
قبل از ادامه بیشتر با موضوع بالابر و نحوه کنترل آن، سرعت باید مورد بحث قرار گیرد. شکل بال یا روتور نمی تواند موثر باشد مگر اینکه به طور مداوم به هوای جدید "حمله" کند. اگر قرار است هواپیما به پرواز ادامه دهد، ایرفویل تولید کننده بالابر باید به حرکت خود ادامه دهد. در هلیکوپتر یا جایروپلن، این کار با چرخش پره های روتور انجام می شود. برای انواع دیگر هواپیما، مانند هواپیما، کنترل تغییر وزن یا گلایدر، هوا باید در سطح بالابر حرکت کند. این با سرعت رو به جلو هواپیما انجام می شود. بالابر با مجذور سرعت هواپیما متناسب است.معادله بالابر بالا از نظر ریاضی این را مثال می‌زند و تأیید می‌کند که دو برابر شدن سرعت هوا منجر به افزایش چهار برابری می‌شود. در نتیجه، می توان دید که سرعت جزء مهمی برای تولید بالابر است که خود می تواند از طریق AOA متفاوت تحت تأثیر قرار گیرد. هنگام بررسی معادله، بالابر (L) از طریق رابطه چگالی هوا (ρ)، سرعت ایرفویل (V)، سطح بال (S) و ضریب بالابر (CL) برای ایرفویل معین تعیین می شود. .
اگر این معادله را جلوتر ببریم، می‌توان دید که یک هواپیما نمی‌تواند در پرواز هموار در ارتفاع ثابت به سفر ادامه دهد و در صورت افزایش سرعت، همان AOA را حفظ کند. بالابر افزایش می یابد و هواپیما در نتیجه افزایش نیروی بالابر یا افزایش سرعت بالا می رود. بنابراین، برای مستقیم و تراز نگه داشتن هواپیما (نه شتاب به سمت بالا) و در حالت تعادل، با افزایش سرعت، بالابر باید ثابت نگه داشته شود. این معمولاً با کاهش AOA با پایین آوردن بینی انجام می شود. در مقابل، با کاهش سرعت هواپیما، کاهش سرعت مستلزم افزایش AOA برای حفظ بالابر کافی برای حفظ پرواز است. البته محدودیتی برای افزایش AOA وجود دارد، اگر بخواهیم از استال اجتناب کنیم.
همه عوامل دیگر ثابت هستند، برای هر AOA یک سرعت هوایی متناظر برای حفظ ارتفاع در پرواز ثابت و بدون شتاب لازم است (فقط در صورت حفظ پرواز در سطح صحیح). از آنجایی که یک ایرفویل همیشه در همان AOA متوقف می شود، در صورت افزایش وزن، بالابر نیز باید افزایش یابد. اگر AOA درست کمتر از AOA "بحرانی" یا متوقف شده ثابت نگه داشته شود (با فرض عدم وجود فلپ یا سایر وسایل بالابر بالا) تنها روش افزایش لیفت افزایش سرعت است.
بلند کردن و کشیدن نیز مستقیماً با چگالی هوا متفاوت است. چگالی تحت تأثیر عوامل مختلفی است: فشار، دما و رطوبت. در ارتفاع 18000 پایی، چگالی هوا نصف چگالی هوا در سطح دریا است. برای حفظ بالابر خود در ارتفاع بالاتر، یک هواپیما باید با سرعت واقعی بیشتری برای هر AOA معین پرواز کند.
هوای گرم نسبت به هوای سرد چگالی کمتری دارد و هوای مرطوب نسبت به هوای خشک چگالی کمتری دارد. بنابراین، در یک روز گرم و مرطوب، یک هواپیما باید با سرعت واقعی بیشتر برای هر AOA معینی نسبت به یک روز خنک و خشک پرواز کند.
اگر ضریب چگالی کاهش یابد و کل بالابر باید با وزن کل برابر باشد تا در پرواز باقی بماند، نتیجه آن این است که یکی از عوامل دیگر باید افزایش یابد. عاملی که معمولاً افزایش می‌یابد سرعت هوا یا AOA است زیرا مستقیماً توسط خلبان کنترل می‌شود.
لیفت مستقیماً با ناحیه بال متفاوت است، مشروط بر اینکه تغییری در شکل پلان بال ایجاد نشود. اگر بالها دارای تناسب و بخشهای ایرفویل یکسان باشند، بال با مساحت پلان 200 فوت مربع در همان AOA دو برابر بال با مساحت 100 فوت مربع بلند می شود.
دو عامل مهم آیرودینامیکی از نظر خلبان، بلند کردن و سرعت هوا هستند زیرا می توان آنها را به راحتی و با دقت کنترل کرد. البته خلبان می تواند تراکم را با تنظیم ارتفاع نیز کنترل کند و در صورتی که هواپیما دارای فلپ هایی باشد که منطقه بال را بزرگ می کند، می تواند منطقه بال را کنترل کند. با این حال، در بیشتر موقعیت‌ها، خلبان برای مانور دادن هواپیما، بالابر و سرعت هوا را کنترل می‌کند. به عنوان مثال، در پرواز مستقیم و همسطح، کروز در امتداد یک ارتفاع ثابت، ارتفاع با تنظیم بالابر برای مطابقت با سرعت هواپیما یا سرعت هوای کروز حفظ می‌شود، در حالی که تعادلی حفظ می‌شود که در آن بالابری برابر وزن است. در رویکرد فرود، زمانی که خلبان می خواهد به آرامی فرود بیاید، لازم است AOA را نزدیک به حداکثر افزایش دهد تا وزن هواپیما برابر باشد.
نسبت بالابر/کشش
نسبت بالابر به درگ (L/D) مقدار بالابر تولید شده توسط یک بال یا ایرفویل در مقایسه با درگ آن است. نسبت L/D نشان دهنده کارایی ایرفویل است. هواپیماهایی که نسبت L/D بالاتری دارند، کارآمدتر از هواپیماهایی با نسبت L/D کمتر هستند. در پرواز بدون شتاب با داده های بالابر و درگ ثابت، نسبت ضریب بالابر (CL) و ضریب پسا (CD) را می توان برای AOA خاص محاسبه کرد.
ضریب لیفت بدون بعد است و به بالابر ایجاد شده توسط بدنه بالابر، فشار دینامیکی جریان سیال در اطراف بدن و منطقه مرجع مرتبط با بدنه مربوط می شود. ضریب درگ نیز بدون بعد است و برای تعیین کمیت کشش یک جسم در یک محیط سیال مانند هوا استفاده می شود و همیشه با یک سطح خاص مرتبط است.
نسبت L/D با تقسیم CL بر CD تعیین می شود، که همان تقسیم معادله لیفت بر معادله درگ است، زیرا همه متغیرها، به غیر از ضرایب، لغو می شوند. معادلات لیفت و درگ به شرح زیر است (L = لیفت بر حسب پوند؛ D = کشیدن؛ CL = ضریب برآمدگی؛ ρ = چگالی (بیان شده در راب بر فوت مکعب)؛ V = سرعت (بر حسب فوت بر ثانیه)؛ q = دینامیک فشار بر فوت مربع (q = 1⁄2 ρv2)؛ S = مساحت بدنه بالابر (بر حسب فوت مربع)؛ و CD = نسبت فشار پسا به فشار دینامیکی)
نیروهای وارد بر هواپیما
به طور معمول در AOA پایین، ضریب درگ پایین است و تغییرات کوچک در AOA تنها تغییرات جزئی در ضریب درگ ایجاد می‌کند. در AOA بالا، تغییرات کوچک در AOA باعث تغییرات قابل توجهی در درگ می شود. شکل ایرفویل و همچنین تغییرات در AOA بر تولید بالابر تاثیر می گذارد.
که ضریب منحنی لیفت برای این بخش بال خاص در 20 درجه AOA به حداکثر خود می رسد و سپس به سرعت کاهش می یابد. بنابراین 20 درجه AOA زاویه بحرانی حمله است. ضریب منحنی درگ به سرعت از 14 درجه AOA افزایش می یابد و به طور کامل بر منحنی لیفت در 21 درجه AOA غلبه می کند. نسبت بالابر / درگ در 6 درجه AOA به حداکثر خود می رسد، به این معنی که در این زاویه، بیشترین افزایش برای کمترین مقدار پسا به دست می آید.
توجه داشته باشید که حداکثر نسبت بالابر/کشش (L/DMAX) در یک CL و AOA خاص رخ می‌دهد. اگر هواپیما در پرواز ثابت در L/DMAX کار کند، کشش کل به حداقل می رسد. هر AOA کمتر یا بالاتر از آن برای L/DMAX، L/D را کاهش می دهد و در نتیجه کشش کل را برای بالابر هواپیما افزایش می دهد. L/DMAX را با پایین ترین قسمت خط آبی با برچسب "کشش کل" نشان می دهد. پیکربندی یک هواپیما تأثیر زیادی بر L/D دارد.
درگ نیرویی است که در برابر حرکت هواپیما در هوا مقاومت می کند. دو نوع اساسی وجود دارد: کشش انگل و درگ القایی. اولی انگل نامیده می شود زیرا به هیچ وجه به پرواز کمک نمی کند، در حالی که دومی، کشش القایی، نتیجه یک بالابر در حال توسعه ایرفویل است.
کشیدن انگل
کشش انگل شامل تمام نیروهایی است که برای کند کردن حرکت هواپیما کار می کنند. همانطور که از اصطلاح انگل پیداست، این کشش است که با تولید بالابر مرتبط نیست. این شامل جابجایی هوا توسط هواپیما، تلاطم ایجاد شده در جریان هوا، یا مانع حرکت هوا بر روی سطح هواپیما و ایرفویل است. سه نوع کشش انگل وجود دارد: کشش فرم، کشش تداخلی و اصطکاک پوست.
کشیدن فرم
درگ فرم بخشی از کشش انگل است که توسط هواپیما به دلیل شکل و جریان هوا در اطراف آن ایجاد می شود. به عنوان مثال می توان به پوشش های موتور، آنتن ها و شکل آیرودینامیکی سایر اجزا اشاره کرد. هنگامی که هوا برای حرکت در اطراف هواپیمای در حال حرکت و اجزای آن باید جدا شود، در نهایت پس از عبور از بدنه دوباره به آن می پیوندد. اینکه چقدر سریع و روان دوباره به هم می پیوندد، نشان دهنده مقاومتی است که ایجاد می کند، که برای غلبه بر آن به نیروی اضافی نیاز دارد.
کشش تداخلی از تقاطع جریان‌های هوا ایجاد می‌شود که جریان‌های گردابی، آشفتگی، یا جریان صاف هوا را محدود می‌کند. به عنوان مثال، تقاطع بال و بدنه در ریشه بال دارای کشش تداخلی قابل توجهی است. هوایی که در اطراف بدنه جریان دارد با هوایی که بر روی بال جریان دارد برخورد می کند و به جریانی از هوا که متفاوت از دو جریان اصلی است ادغام می شود. بیشترین درگ تداخل زمانی مشاهده می شود که دو سطح در زوایای عمود بر هم برسند. برای کاهش این تمایل از فیرینگ استفاده می شود. اگر یک جت جنگنده دو تانک بال یکسان را حمل کند، کشش کلی بیشتر از مجموع تانک‌های منفرد است، زیرا هر دوی این تانک‌ها باعث ایجاد و ایجاد کشش تداخلی می‌شوند. فیرینگ ها و فاصله بین سطوح بالابر و اجزای خارجی (مانند آنتن های رادار آویزان از بال ها) کشش تداخل را کاهش می دهد.
. یک ریشه بال می تواند باعث درگ تداخلی شود
کشیدن اصطکاک پوست
کشش اصطکاک پوستی مقاومت آیرودینامیکی ناشی از تماس هوای متحرک با سطح هواپیما است. هر سطحی، صرف نظر از اینکه چقدر به ظاهر صاف باشد، در زیر میکروسکوپ دارای سطحی ناهموار و ناهموار است. مولکول های هوا که در تماس مستقیم با سطح بال هستند، عملاً بی حرکت هستند. هر لایه از مولکول ها در بالای سطح کمی سریعتر حرکت می کند تا زمانی که مولکول ها با سرعت حرکت هوا در اطراف هواپیما حرکت می کنند. این سرعت را سرعت جریان آزاد می نامند. سطح بین بال و سطح سرعت جریان آزاد تقریباً به اندازه یک کارت بازی است و لایه مرزی نامیده می شود. در بالای لایه مرزی، مولکول ها سرعت را افزایش می دهند و با همان سرعت مولکول های خارج از لایه مرزی حرکت می کنند. سرعت واقعی حرکت مولکول ها به شکل بال، ویسکوزیته (چسبندگی) هوایی که بال یا ایرفویل از طریق آن در حال حرکت است و تراکم پذیری آن (چقدر می توان آن را متراکم کرد) بستگی دارد.
جریان هوا در خارج از لایه مرزی به شکل لبه لایه مرزی درست مانند سطح فیزیکی یک جسم واکنش نشان می دهد. لایه مرزی a می دهدشیء یک شکل "موثر" است که معمولاً کمی با شکل فیزیکی متفاوت است. لایه مرزی نیز ممکن است از بدن جدا شود، بنابراین شکل موثری بسیار متفاوت از شکل فیزیکی جسم ایجاد می کند. این تغییر در شکل فیزیکی لایه مرزی باعث کاهش چشمگیر لیفت و افزایش درگ می شود. وقتی این اتفاق می افتد، ایرفویل متوقف شده است.
به منظور کاهش اثر کشش اصطکاک پوست، طراحان هواپیما از پرچ های هموار استفاده می کنند و هر گونه بی نظمی را که ممکن است بالای سطح بال بیرون بزند، حذف می کنند. علاوه بر این، پرداخت صاف و براق به انتقال هوا در سطح بال کمک می کند. از آنجایی که کثیفی روی هواپیما جریان آزاد هوا را مختل می کند و نیروی پسا را ​​افزایش می دهد، سطوح هواپیما را تمیز و واکس نگه دارید.
کشیدن القا شده
دومین نوع اصلی درگ، درگ القایی است. این یک واقعیت فیزیکی ثابت است که هیچ سیستمی که به معنای مکانیکی کار می کند نمی تواند 100 درصد کارآمد باشد. این بدان معناست که ماهیت سیستم هر چه باشد، کار مورد نیاز به هزینه کارهای اضافی خاصی که در سیستم پراکنده یا گم می شود، به دست می آید. هر چه سیستم کارآمدتر باشد، این ضرر کمتر است.
در پرواز هم سطح، خواص آیرودینامیکی یک بال یا روتور بالابر مورد نیاز را ایجاد می کند، اما این می تواند تنها با هزینه جریمه خاصی به دست آید. نامی که به این پنالتی داده شده است درگ القایی است. درگ القایی هر زمان که ایرفویل در حال تولید بالابر باشد ذاتی است و در واقع این نوع درگ از تولید بالابر جدایی ناپذیر است. در نتیجه، اگر بالابر تولید شود، همیشه وجود دارد.
یک ایرفویل (بال یا تیغه روتور) با استفاده از انرژی جریان هوای آزاد نیروی بالابر را تولید می کند. هر گاه ایرفویل در حال ایجاد بالابر باشد، فشار روی سطح پایینی آن بیشتر از سطح بالایی است (اصل برنولی). در نتیجه، هوا تمایل دارد از ناحیه پرفشار زیر نوک به سمت بالا به ناحیه کم فشار در سطح بالایی جریان یابد. در مجاورت نوک ها، تمایل به یکسان شدن این فشارها وجود دارد که در نتیجه یک جریان جانبی به سمت بیرون از سطح زیرین به سطح بالایی ایجاد می شود. این جریان جانبی یک سرعت چرخشی به هوا در نوک ها می دهد و گرداب هایی را ایجاد می کند که در پشت ایرفویل دنبال می شوند.
هنگامی که هواپیما از دم مشاهده می شود، این گرداب ها در خلاف جهت عقربه های ساعت در نوک سمت راست و در جهت عقربه های ساعت در نوک چپ گردش می کنند. همانطور که هوا (و گرداب ها) از پشت بال شما می غلتد، به سمت پایین زاویه پیدا می کنند که به عنوان downwash شناخته می شود. تفاوت میزان شستشو در ارتفاع از سطح زمین را نشان می دهد. با در نظر گرفتن جهت چرخش این گرداب ها، می توان مشاهده کرد که آنها یک جریان هوای رو به بالا را فراتر از نوک و یک جریان رو به پایین در پشت لبه عقب بال ایجاد می کنند. این شستشوی القایی هیچ شباهتی با داونشوی لازم برای ایجاد لیفت ندارد. در واقع منبع درگ القایی است.
گرداب نوک بال از گردگیر محصول
. تفاوت اندازه گرداب نوک بال در ارتفاع در مقابل نزدیک زمین
داون واش باد نسبی را به سمت پایین نشان می دهد، بنابراین هر چه میزان داون واش بیشتر باشد، باد نسبی شما به سمت پایین تر می رود. این به یک دلیل بسیار خوب مهم است: بالابر همیشه عمود بر باد نسبی است. زمانی که میزان پایین‌شویی کمتری دارید، بردار بالابر شما عمودی‌تر است و با جاذبه مخالف است. و هنگامی که میزان پایین‌شویی بیشتری دارید، بردار لیفت شما بیشتر به عقب برمی‌گردد و باعث کشش القایی می‌شود. علاوه بر این، برای بال‌های شما انرژی لازم است تا واشر و گرداب ایجاد کنند، و این انرژی باعث ایجاد کشش می‌شود.
تفاوت در پایین‌شویی در ارتفاع نسبت به نزدیکی زمین
هر چه اندازه و استحکام گرداب ها و در نتیجه جزء ریزش در جریان هوای خالص روی ایرفویل بیشتر باشد، اثر کشش القایی بیشتر می شود. این شستشوی پایین روی قسمت بالای ایرفویل در نوک، همان اثر خم کردن بردار بالابر را به سمت عقب دارد. بنابراین، بالابر کمی عقب عمود بر باد نسبی است و یک جزء بالابر عقب را ایجاد می کند. این کشش القا شده است.
به منظور ایجاد فشار منفی بیشتر در بالای ایرفویل، می توان ایرفویل را به AOA بالاتر متمایل کرد. اگر AOA یک ایرفویل متقارن صفر بود، هیچ اختلاف فشار و در نتیجه، هیچ جزء downwash و هیچ کشش القایی وجود نداشت. در هر صورت، با افزایش AOA، درگ القایی به نسبت افزایش می یابد. برای بیان این موضوع به روشی دیگر - هرچه سرعت هوا کمتر باشد، AOA مورد نیاز برای بالا بردن برابر با وزن هواپیما و بنابراین، نیروی پسا القایی بیشتر است. مقدار درگ القایی برعکس مجذور سرعت هوا متفاوت است.
برعکس، کشش انگل با مربع سرعت هوا افزایش می یابد. بنابراین، در حالت پایدار، با کاهش سرعت هوا تا نزدیک به سرعت توقف، کشش کل بیشتر می شود که عمدتاً به دلیل افزایش شدید درگ القایی است. به طور مشابه، همانطور که هواپیما به سرعت هرگز تجاوز نمی کند(VNE)، کشش کل به دلیل افزایش شدید درگ انگل به سرعت افزایش می یابد. برخی از سرعت های هوایی معین، کشش کل در حداقل مقدار خود است. در محاسبه حداکثر برد هواپیما، نیروی رانش مورد نیاز برای غلبه بر درگ در حداقل است اگر نیروی پسا در حداقل باشد. حداقل قدرت و حداکثر استقامت در یک نقطه متفاوت رخ می دهد.
وزن
گرانش نیروی کششی است که تمام اجسام را به مرکز زمین می کشاند. CG ممکن است به عنوان نقطه ای در نظر گرفته شود که تمام وزن هواپیما در آن متمرکز است. اگر هواپیما در CG دقیق خود پشتیبانی می شد، در هر حالتی تعادل برقرار می کرد. لازم به ذکر است که CG در یک هواپیما از اهمیت زیادی برخوردار است، زیرا موقعیت آن تأثیر زیادی بر پایداری دارد. محل مجاز CG با طراحی کلی هر هواپیمای خاص تعیین می شود. طراحان تعیین می کنند که مرکز فشار (CP) چقدر مسافت را طی کند. درک این نکته مهم است که وزن هواپیما در CG متمرکز است و نیروهای آیرودینامیکی بالابر در CP رخ می دهد. وقتی CG جلوتر از CP قرار می گیرد، تمایل طبیعی هواپیما برای پایین آوردن دماغه وجود دارد. اگر CP جلوتر از CG باشد، یک لحظه نوسان بینی به بالا ایجاد می شود. بنابراین، طراحان حد عقب CG رو به جلو CP را برای سرعت پرواز مربوطه به منظور حفظ تعادل پرواز تعیین می کنند.
وزن رابطه مشخصی با بلند کردن دارد. این رابطه ساده است، اما در درک آیرودینامیک پرواز مهم است. لیفت نیروی رو به بالا روی بال است که عمود بر باد نسبی و عمود بر محور جانبی هواپیما عمل می کند. برای مقابله با وزن هواپیما به بالابر نیاز است. در پرواز در سطح تثبیت شده، زمانی که نیروی بالابر برابر با نیروی وزنی باشد، هواپیما در حالت تعادل است و هیچ یک به سمت بالا یا پایین شتاب نمی‌گیرد. اگر وزنه بردار کمتر شود، سرعت عمودی کاهش می یابد. هنگامی که وزنه بالابر بیشتر از وزن باشد، سرعت عمودی افزایش می یابد.
تصویر

ارسال پست