موشک و هواپیما؟ تفاوت در تیک آف؟

مدیران انجمن: parse, javad123javad

ارسال پست
نمایه کاربر
rohamavation

نام: roham hesami radرهام حسامی راد

محل اقامت: 100 مایلی شمال لندن جاده آیلستون، لستر، لسترشر. LE2

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 3222

سپاس: 5492

جنسیت:

تماس:

موشک و هواپیما؟ تفاوت در تیک آف؟

پست توسط rohamavation »

یک هواپیما برای ماندن در هوا به لیفت آیرودینامیکی اتکا داره. این بسیار کارآمدتر از استفاده از رانش عمودی خام مانند موشکه. نکته منفی این که هواپیماها همیشه باید عمود بر جهت گرانش حرکت کنند.تقریباً همه هواپیماها به جز جت های جنگنده نیروی رانش کافی برای بلند شدن عمودی ندارن.
برای سفر از نقطه A به B در خشکی خوبه زیرا به هر حال مسیر بر گرانش عموده. اگر می خواستید مستقیم به بالا بروید، یک هواپیما مجبور می شد در یک مارپیچ بزرگ پرواز کنه درسته فکر کنید
بنابراین پاسخ کوتاه من اینکه: هواپیماها به صورت افقی بلند می شوند زیرا مجبور هستند. راکت ها می توانند در هر جهتی پرواز کنند، اما کارآمد نیستند.
اره هواپیماهای برخاست عمودی وجود دارن اما همه آنها به یک نتیجه منتهی شدند: هیچ مورد تجاری برای هواپیماهای جت با برخاست عمودی وجود نداره من که تا حالا ندیدم .
VTOL (برخاست و فرود عمودی) به تولید رسیده اند: هریر، F-35 (فقط نسخه B)، V-22 Osprey و Yak-38. اینها همه هواپیماهای نظامی هستند که برای یک جایگاه خاص ایجاد شده اند: نیاز به عملیات از پایگاه های کوچک چه در خشکی و چه در کشتی.
این نمونه ای از طراحی VTOL غیرنظامی است:تصویر
همانطور که می بینید، تعداد موتورها در مقایسه با هواپیماهای معمولی افزایش یافته است. همه این موتورها فقط برای چند دقیقه در هر پرواز مورد استفاده قرار می گیرند، وزن آنها مرده است و بقیه زمان راهدر میدن ، و کار یک هواپیمای مسافربری VTOL را بسیار گرانتر از یک هواپیمای معمولی می کند.
عملیات VTOL نیز بسیار بلند است، بنابراین تنها مزیت یک هواپیمای VTOL (نیازی به فرودگاه بزرگ ندارد تا بتواند نزدیک‌تر به شهر مقصد فرود بیاد
راکت‌ها برعکس هستند: آنها برای رسیدن به سرعت مورد نیاز برای مدار، به نیروی رانش عظیم نیاز دارن. همچنین معلوم می شود که نیروی رانش کافی برای بلند شدن عمودیه.
یک موشک فقط چند دقیقه در جو می گذرد. بنابراین، در حالی که می‌توان بال‌هایی را به موشک اضافه کرد تا به صورت افقی بلند شود، آن بال‌ها در بیشتر پرواز وزن هدر شده دارن . راکت ها نزدیک به لبه آنچه از نظر فیزیکی ممکن است عمل می کنند و وزن هدر شده یا بی فایده اصطلاح هوافضا وزن مرده آخرین چیزی است که می خواهید.
موشک ها حامل اکسیژن خود هستند. هواپیماها به اکسیژن موجود در جو متکی هستند.تفاوت دیگر اینکه هواپیماهای جت دارای بال برای بالا بردن هستن و موشک ها فاقد بالند چگالی هوا و سرعت هواپیما بر روی بالابر روی بال ها تأثیر میزاره. برای راکت ها، نیروی بالابر (تراست) تنها توسط گازهای خارج شده تامین می شود. بنابراین، یک موشک می تواند در خلاء فضای خالی از هوا حرکت کنه، اما یک موتور جت نمیتونه
، موتورهای هواپیما برای پرواز در جو با قدرت مداوم اما رانش نسبی بسیار کم، با دامنه ای بین 20 تا 30 درصد وزن هواپیما بهینه شده اند. در حالی که راکت ها باید 100+٪ نیروی رانش را برای بلند کردن فراهم کنند.
فن‌آوری‌های جدیدی مانند موشک‌های بادی خورشیدی یا هواپیماهای برخاست عمودی با بال‌های چرخان یا جت‌های نظامی که قابلیت شناور دارند، در حال شکستن این قالبند
اما دو تفاوت عمده در اکثر موارد این است که موشک‌ها به هوا برای توسعه بالابر یا اکسیژن نیاز ندارند، در حالی که هواپیماها برای تولید بالابر به هوا نیاز دارند و از اکسیژن آن برای سوزاندن سوخت خود استفاده می‌کنند.آیا پروژه/طرح فعلی برای هواپیمای مسافربری VTOL وجود داردتصویر
تصویردر مجموع، پرتاب یک شاتل فضایی با برخاستن آن از باند فرودگاه مانند هواپیما ایده کاملاً خنده دار نیست ممکنه اما ، اما پیچیده و گران تمام میشه ببینید تو فضا میگن صرفه اقتصادی اون شرکت سرمایه گذاری به دنبال ان هست فنی چنین پرتابی بسیار پیچیده است درک اینکه چرا موشک ها مانند هواپیماها از باند فرودگاه بلندنمیشن ساده هست ، بسیار ساده است. چند دلیل پشت آن وجود داره در درجه اول این که سرعت یک هواپیما بیشتر از 500-600 مایل در ساعت نیست. یک شاتل فضایی در اسرع وقت عملاً از جو خارج بشه و برای آن، به سرعت بسیار بالایی نیاز داره. به همین دلیله که پرتاب‌های شاتل فضایی از مخازن هیدروژنی خارجی و تقویت‌کننده‌های سوخت استفاده می‌کنن، زیرا می‌خوان در عرض چند ثانیه به سرعت زیادی برسن طبیعیه .فقط یک رانش بسیار قوی میتونه شاتل را با سرعتی فوق العاده بالا به هوا پرتاب کنه. صعود عمودی در ابتدا آهسته هست . 8 ثانیه طول می کشد تا شاتل به سرعت 100 مایل در ساعت (161 کیلومتر در ساعت) برسد. اما از آنجایی که سوخت با سرعتی سریع دمیده میشه، شاتل به سرعت حرکت می کنه و در پایان دقیقه اول پرواز، به سرعت خیره کننده 1000 مایل در ساعت (1609 کیلومتر در ساعت) می رسهه خوب چرا فضاپیماها به جای اینکه فقط مانند یک هواپیما صعود کنند تا زمانی که به فضا برسن با موشک بلند میشن
برای رسیدن به مدار یک وسیله نقلیه یا باید به سرعت کافی بالا، یا ارتفاع کافی بالا مثل یک تفنگ نگاه کنید
در مورد سوال من هیچ دلیل فیزیکی اساسی وجود نداره که چرا یک "هواپیما نمی تونه به فضا پرواز کنه. هواپیما سوخت خود را حمل می کنه
هنگام پرواز هوا را از جو می گیره ودارای بالهایی است که می توانند بالابر ایجاد کنه
بچعه های هوپا دقت کنید که هر دو هواپیما و موشک نیروی رانش خود را دقیقاً از یک اصل فیزیکی ایجاد می کنن - با شتاب دادن و پرتاب مقداری جرم.
دلایلی که نمی بینید یک وسیله نقلیه مانند هواپیما شتاب می گیره و به فضا صعود می کنه، دلایل مهندسی عملی است، نه محدودیت های فیزیکی اساسی. هواپیما در مدار هست که قوانین فیزیک اجازه میده :
از باند فرودگاه بلند بشه، شتاب بگیره و با سرعت 40000 پا تا 500 مایل در ساعت صعود کنه
داشتن ارتفاع 40000 فوتی، شتاب گیری از 500 مایل در ساعت به 20000 مایل در ساعت خوب بحث مانع عملی هست
با ماندن در جو به این صورت هر چه وسیله نقلیه سریعتر حرکت کنه، کشش بیشتری را بدست میاره. موتور باید نیروی رانش کافی برای غلبه بر درگ ایجاد کنه، به علاوه مقداری بیشتر برای شتاب دادن به موشک یا هواپیما موتورهای جت معمولی به اندازه کافی قدرتمند هستند که می توانند یک هواپیمای جت معمولی را با سرعت 500 مایل در ساعت در 40000 پا پرواز کنند. برای رفتن به سرعت 20000 مایل در ساعت 40 برابر سریعتره که به نیروی رانش 40 * 40 برابر نیاز دارن که به موتوری با قدرت 40 * 40 * 40 برابر نیاز دارد. قانون فیزیک که کشش با مجذور سرعت افزایش می‌یابه (در واقع این ساده‌سازی است که امواج ضربه‌ای را نادیده می‌گیرد، واقعیت حتی بدتره و قدرت مورد نیاز با مکعب سرعت افزایش می‌یابه.حالا فکر ساخت چنین موتوری با وزن کم باشین و مصرف سوخت
ساخت یک موتور تنفس هوای معمولی که از سرعت 500 تا 2000 مایل در ساعت کار می کند یک شاهکار مهندسی بزرگه (SR-71 Blackbird می تواند این کار را انجام بده). کارکردن یک موتور تنفس هوا با سرعت 4000 یا 5000 مایل در ساعت هنوز عملاً محقق نشده من ندیدم "scramjets". رسیدن به سرعت 20000 مایل در ساعت بسیار سخته
حتی اگر بتوانید اینگونه شتاب بگیرین با مشکل گرمایش آیرودینامیکی غیرقابل حل مواجه میشیم. درست همانطور که یک فضاپیما یا شهاب سنگی که وارد جو میشه دفع این گرما رو چکار کنیم از چه بدنه ای استفاتده کنیم فکر بدنه سنگین شانل نکنید تصویر
سوخت‌های شیمیایی (هیدروکربن‌ها، هیدروژن و غیره) مقدار معینی انرژی در واحد جرم دارن و موتورها بخشی از این انرژی را به نیروی رانش تبدیل می‌کنن 1 ژول سوخت انرژی همیشه به کمتر از 1 ژول انرژی پیشرانه تبدیل میشه (تراست ضربدر سرعت)).
هواپیمای راکتی یا هواپیمای راکتی از موتور موشک برای رانش گاهی اوقات علاوه بر موتورهای جت تنفسی استفاده می کنه. هواپیماهای راکتی می‌تونن به سرعت‌های بسیار بالاتری نسبت به هواپیماهای جت هم‌اندازه دست یابند، اما معمولاً حداکثر برای چند دقیقه کار با موتور و به دنبال آن یک پرواز با سر و صدا. بدون نیاز به اکسیژن از جو، آنها برای پرواز در ارتفاع بسیار بالا مناسبندآنها همچنین قادر به ارائه شتاب بسیار بالاتر و برخاست کوتاه تر هستند.معمولا از روی هواپیمای ترابری پرتاب میشن اینم دقت کردین
تاینجا لیت واحدهای درسی رو اوردم
سمینار EAS 199 UB
EE 202 انالیز مدار
EAS 202 تأثیر مهندسی بر جامعه
EAS 207 استاتیک 1
EAS 208دینامیک 1
EAS 209 مکانیک جامدات
مقاومت مصالح EAS 210
ازمایشگاه مقاومت مصالح EAS 215
محاسبات مهندسی EAS 230
EAS 360 STEM ارتباطات
MAE 177 مقدمه ای بر نقشه کشی مهندسی و CAD**
ترمودینامیک1 MAE 204
ترمودینامیک2 MAE 205
MAE 278 مقدمه ای بر تمرین مهندسی هوافضا***
MAE 315 تجزیه و تحلیل سازه ها
سازه های هوافضا MAE 316
آزمایشگاه مهندسی مکانیک در هوافضا MAE 334 I
MAE 335 مکانیک سیالات 1
انتقال حرارت MAE 336
آزمایشگاه مهندسی هوافضا MAE 339
سیستم های دینامیک MAE 340
MAE 376 ریاضی کاربردی برای MAE
مواد مهندسی MAE 381
آزمایشگاه مواد مهندسی MAE 385
MAE 422 Gas Dynamics
MAE 423 مقدمه ای بر پیشرانه
MAE 424 آیرودینامیک
دینامیک و کنترل فضاپیما MAE 425
MAE 436 دینامیک پرواز1
فرآیند و روش های طراحی MAE 451
MTH 306 مقدمه ای بر معادلات دیفرانسیل
PHY 107 فیزیک عمومی I
PHY 108 فیزیک عمومی II
PHY 158 آزمایشگاه فیزیک عمومی II
یک درس انتخابی فنی SEAS
آزمایشگاه آیرودینامیک کم سرعت ASE 120K 1
ASE 320 ازمایشگاه آیرودینامیک کم سرعت
آزمایشگاه مواد هوافضا ASE 324L 3
تحلیل سیستم خطی ASE 330M 3
جریان تراکم پذیر ASE 362K 3
ASE 366K دینامیک فضا پیما
ASE 367K دینامیک پرواز 2
سیستم های کنترل بازخورد ASE 370C 3
ASE 375 سیستم های الکترومکانیکی
ASE 376K اصول پیشرانه
اصول احتراق ASE 377
CH 301 اصول شیمی احتراق
مهندسی محاسبات MTH304
COE 301 مقدمه ای بر برنامه نویسی کامپیوتر
COE 311K محاسبات مهندسی
E M 306 استاتیک
E M 311M دینامیک
E M 319 مکانیک جامدات
M 408C حساب دیفرانسیل و انتگرال
M 408Dدنباله ها، سری ها، و حساب دیفرانسیل و انتگرال چند متغیره4
معادلات دیفرانسیل M 427J با جبر خطی
حساب دیفرانسیل و انتگرال پیشرفته M 427L برای برنامه های کاربردی
آزمایشگاه فیزیک1 PHY 105M برای فیزیک
آزمایشگاه فیزیک 2 PHY 105N برای فیزیک
PHY 303K فیزیک مهندسی I (بخش اول علم و فناوری
PHY 303L مهندسی فیزیک 2 (بخش اول علم و فناوری
RHE 306 بلاغت و نگارش (ترکیب انگلیسی)
ارتباطات مهندسی E S 333T 3
عمومی
E 316L ادبیات بریتانیا
یا E 316M ادبیات آمریکا
یا E 316N ادبیات جهان
یا E 316P شاهکارهای ادبیات
دولت آمریکا و تگزاس
تاریخ آمریکا
علوم اجتماعی و رفتاری
هنرهای تجسمی و نمایشی
طراحی هوافضا AERO10301 اجباری
مکانیک سیالات 2برای مهندسین هوافضا اجباری
مبانی مهندسی برق AERO10492 اجباری
PASS (مهندسی هوافضا) AERO10930 اجباری
مقدمه ای بر مهندسی هوافضا AERO12001 اجباری
ابزار برای مهندسین (هوا فضا) AERO12101 اجباری
علم مواد 1 (هوا فضا)اجباری
مدلسازی و شبیه سازی 2 (هوا فضا) AERO20062 اجباری
رشته هوافضا AERO20230 اجباری
عملکرد و طراحی هواپیما AERO20400 اجباری
عملکرد و طراحی هواپیما2 AERO20410 اجباری
کارگاه موتور و بدنه هواپیما AERO20412 اجباری
سیستم های فضایی AERO21111 اجباری
مدیریت پروژه (Aero/Mech) ENGM22491 اجباری
تمرین کارگاهی MECH20020 0 اجباری
ترمودینامیک کاربردی (هوا فضا) MECH20432 اجباری
مکانیک پرواز کنترل اتوماتیک 1(هوا فضا) AERO30481 اجباری
مکانیک پرواز کنترل اتوماتیک 2 AERO30482 اجباری
پروژه انفرادی (هوا فضا) AERO31030 30 اجباری
پیشرانه هوافضا AERO31212 اجباری
آیرودینامیک هواپیما AERO31321 اجباری
ارتعاشات و هواالاستیسیته (هوا فضا) AERO31441 اجباری
طراحی مفهومی سیستم های هوافضا AERO31521 اجباری
مدیریت عملیات ENGM30461 اجباری
مدلسازی و شبیه سازی AERO30052 اختیاری
واحدهای زیادی با درسهای دانشگاه قبلی ام تطبیق دااده شده و قبول شده همچنین نمرات ازمون ورودی ام
این ترم من کنترل دینامیک پرواز و آویونیک - EG4321/7040 کد
آزمایشگاه مکانیک سیالات
دینامیک سیالات محاسباتی پیشرفته کد درسEG4122
طراحی موتور هوائی کد درس EG442
عملکرد و طراحی هواپیما2 AERO20410
کارگاه موتور و بدنه هواپیما AERO20412 برداشتم
آزمایش و تجزیه و تحلیل مهندسی EG1006 BEng/MEng برداشتم
ناپایداری سیال، انتقال و آشفتگی -
پروژه EG3005 BEng/MEng برداشتم
درس ادبیات امریکا هم برداشتمE 316M
تصویر

ارسال پست