پرسش و پاسخ های هوافضايی و هوانوردی

[CAPTAIN PILOT]

درود و عرض ادب خدمت دوستان گرامی

همانطور که میدانید در اکثر هواپیماهای مسافربری و ترابری و همچنین برخی هواپیماهای آموزشی و تفریحی, در محل اتصال سکان افقی به سازه دم (Empinage) شاهد یک فرورفتگی محسوس میباشیم.

حال سوال در این است که دلیل این فرورفتگی چه میباشد ؟ و کاربرد آن در چیست ؟

به محل اتصال سکان افقی در تصاویر زیر توجه نمایید :


 [External Link Removed for Guests] 

 [External Link Removed for Guests] 


موفق باشید

[salam_2407]

دوستان از وقتی CAPTAIN PILOT عزیز این سوال را مطرح کردن من خیلی فکر کردم و تو اینترنت هم کمی کشتم اما چیزی نصیبم نشد
اما به فکر خودم یه چیزی رسید . (من اطلاعات هوانوردی زیادی ندارم فقط به جوابم نخندین )
در مورد اولین هواپیمای یا بالهای رو به جلو که توسط آلمان ساخته شده نقل کردند که یکی از خوبیهاش این بوده که انتهای بالها که کنترل فرامین هواپیما هم اونجاست در سرعتهای نزدیک صوت دیرتر استال میشده و کنترلش راحت تر بوده
من فکر میکنم شاید در سرعتهای نزدیک صوت برای استال نشدن و کنترل بهتر هواپیما این فرورفتگی را ایجاد کردند چون در محل فرورفتگی فشار کمتره

[CAPTAIN PILOT]

دوست عزیزم, جناب salam_2407
درود بر شما

من اطلاعات هوانوردی زیادی ندارم

دوست عزیزم قبل از هر سخنی این نکته را عرض مینمایم که علاقه و اطلاعات هوانوردی شما بسیار عالی و ستودنی میباشند.

البته متاسفانه پاسخ ارسالی شما در خصوص سوال فوق صحیح نمیباشد, اما نکاتی در پاسخ شما وجود دارند که با توجه به علاقه وافر شما دوست عزیز آنها را خدمت شما و سایر علاقه مندان گرامی عرض مینمایم.

هواپیمای یا بالهای رو به جلو که توسط آلمان ساخته شده نقل کردند که یکی از خوبیهاش این بوده که انتهای بالها که کنترل فرامین هواپیما هم اونجاست در سرعتهای نزدیک صوت دیرتر استال میشده و کنترلش راحت تر بوده

عمل فوق در صورت تمایل بال به سمت جلو Wash In و در صورت تمایل به سمت عقب Wash Out نامیده میشود که یکی از دلایل اصلی آن جلوگیری از Stall میباشد اما در اکثر هواپیماهای امروزی هدف اصلی طراحان از ساخت این نوع بال ها در واقع بحث تقارن محورهای طولی, عرضی و عمودی هواپیما میباشد که در پایداری و Stability هواپیما نقش بسیار مهمی دارند.

 [External Link Removed for Guests]   رابطه زاویه حمله بال با Stall
 

شاید در سرعتهای نزدیک صوت برای استال نشدن و کنترل بهتر هواپیما این فرورفتگی را ایجاد کردند

توجه داشته باشید که Stall در سرعت های کم صورت میگیرد و اتفاقا" یکی از عوال بازیابی (Recovery) هواپیما در این شرایط بحرانی, افزایش سرعت میباشد. به طور کلی Stall با جداشدن (Seperate) نامتوازن الیاف هوا از روی سطح بال آغاز میشود و سپس تمام سطح بال را فرا میگیرد و در این شرایط نیروی Lift عملا" توان مقابله با نیروی وزن (Weight) و گرانش (Gravity) زمین, وارده به هواپیما را ندارد و در این شرایط هواپیما بدون اختیار خلبان شروع به کاهش ارتفاع و حرکت شیرجه (Dive) به سمت زمین مینماید که بسیار خطرناک میباشد !

 [External Link Removed for Guests] 


به طور کلی بروز Stall با 2 عامل بسیار مهم رابطه مستقیم دارد که عبارت هستند از :

1- سرعت (Velocity)
2- زاویه حمله (Angle of Atach)
  میتوان اینگونه نتیجه گرفت که در سرعت های بالا Stall به وجود نمی آید و همچنین سکان افقی و سطح مقطع آن نیز تاثیر چندانی بر روی بروز پدیده Stall ندارند.

 
 [External Link Removed for Guests]   مراحل بروز و بازیابی Stall
  
  سوال :  

دلیل ایجاد فرورفتگی در محل اتصال سکان افقی به بدنه چه میباشد ؟ و کاربرد آن در چیست ؟

        موفق باشید  

[sokuteasemuni]

دلیل ایجاد فرورفتگی در محل اتصال سکان افقی به بدنه چه میباشد ؟ و کاربرد آن در چیست ؟

سلام

مطلبي كه بنده پيدا كردم ، مربوط هست به قانون سطح يا Area Rule در آيروديناميك.

بدنه ي هواپيما به طور كلي توليد كننده ي نيروي مقاوم يا پسا(درگ) هست. اين نيروي مقاوم در جلوترين نقطه ي هواپيما ، صفر بوده(به طور كلي نه فلسفي) و هر چه در راستاي محور طولي بدنه به سمت عقب مي رويم ،با افزايش سطح مقطع بدنه ، اين پسا هم افزايش مي يابد.
بنابراين مي توانيم اين سطح مقطع را بر حسب طول هواپيما در نموداري نمايش دهيم كه سطح زير اين نمودار ، ضريبي از پسا مي باشد.

 [FONT=arial,helvetica]  
حال اگر سطح مقطع بدنه كاهش يابد ، اين پسا هم كاهش خواهد يافت. اما توجه داريم كه حفره ها و فرورفتگي ها در سطح ، به طور كلي ايجاد پسا مي كنند. پس در نواحي خاصي ، ايجاد انحنا به داخل(براي كاهش مقطع بدنه) منجر به كاهش پسا مي شود كه در اين نواحي اقدام به ايجاد انحنا و فرورفتگي مي كنند.

 [FONT=arial,helvetica]

 [External Link Removed for Guests] 
منتظر پاسخ ساير دوستان يا خود رامين عزيز هستيم

[CAPTAIN PILOT]

درود و عرض ادب خدمت دوستان گرامی
با تشکر از محمد حسین عزیز

ابتدا به بررسی یک نکته در خصوص رابطه Drag و Area Rule در محل اتصال بال ها میپردازیم :

همیشه یکی از بزرگترین مشکلات سازندگان و طراحان هواپیما در جهان, بحث مشکلات اتصال موتور به بال و بال به بدنه هواپیما میباشد که هریک از سازندگان روش و Metod خاصی برای خود دارند که آن نیز به عنوان یکی از اسرار و ترفندهای محرمانه ان کمپانی تلقی میشود. عمدتا" در محل اتصال بال هواپیماهای مسافربری یک انحنا و قوس وجود دارد که ممکن است بر روی آن تعداد زیادی پرچ نصب شده باشد که همگی مانع عبور یکنواخت الیاف هوا از روز بال میشوند و از این رو ایجاد نیروی پسا یا همان Drag مینمایند که در علم هوانوردی به آن Interference Drag گفته میشود.

 [External Link Removed for Guests] 
حال کمپانی های مختلف هواپیماسازی در صدد استفاده از روش های جدید و نوین برای کاهش این نوع Drag در هواپیماهای تولیدی خود میباشند که در این بین هواپیمای A 380 تا پیش از معرفی B 747-8 پیشتاز این رده در خصوص کاهش Interference Drag Ratio بود!

 [External Link Removed for Guests] 

حال به سراغ پاسخ سوال اصلی میرویم :

  ایجاد فرورفتگی در محل اتصال سکان افقی به بدنه چه میباشد ؟ و کاربرد آن در چیست ؟

 
دلیل اصلی انجام این عمل ایجاد فضای مناسب جهت حرکت پیچشی سکان افقی حول محور عرضی خود و هواپیما میباشد. در هواپیماهای سنگین برای بالا بردن بازدهی Elevator ها در زمان های خاص و شرایط نامساعد, اقدام به افزایش سطح مقع آنها مینمایند. به طور مثال حداکثر سرعت اوجگیری (Vertical Speed) یک بوئینگ 737 در زمان Take Off و شرایط ایده آل 3 متر بر ثانیه میباشد که این عدد میتواند با توجه به شرایط محیطی همچون: جهت باد, ارتفاع فرودگاه از سطح دریا, دمای هوا, میزان رطوبت هوا و .... تغییر نماید و گاهی کاهش و گاهی نیز افزایش یابد که هر 2 عامل باید در کنترل کامل خلبان باشند.

 [External Link Removed for Guests] 
اما گاهی ممکن است به دلیل نوع شرایط خاص, مقدار سرعت عمودی هواپیما کاهش یابد که این نکته میتواند خطرات زیادی به همراه داشته باشد. طبق قانون سطح و فشار در آیرودینامیک تنها راه چاره برای مقابله با این پدیده, افزایش سطح مقطع (Surface) در Elevator ها میباشد که در لبه فرار (T.E) سکان افقی قرار دارند. برای این منظور خلبان از داخل کابین (Cockpit) سوئیچ Elevator Trim Tab را در حالت Complex قرار میدهد و سپس با کشیدن سکان (Yoke) هواپیما به سمت عقب, تمام سطح سکان افقی (Horizontal Stabilizer) در جهت پایین گردش مینماید و هواپیما با قدرت چند برابر حالت استاندارد از زمین بلند میشود!

 [External Link Removed for Guests] 
در این حالت فشار G وارده بر هواپیما و مسافران کمی از حالت استاندار فراتر میرود که آن هم با توجه به افزایش چند برابری کارایی (Performance) هواپیما کاملا" طبیعی به نظر میرسد. دوستانی که با نرم افزارهای Flight Simulator کار میکنند میتوانند با افزایش و کاهش میزان Elevator Trim بر روی زمین شاهد حرکت چرخشی سکان افقی هواپیمای خود باشند. فقط حتما" توجه داشته باشید که انجام این آزمایش در روی هوا, عواقب بدی به همراه دارد !!

 [External Link Removed for Guests] 



موفق باشید

[iman856]

با سلام می خواستم بدونم درهواپیماهای مسافربری هم از پس سوز استفاده میشه یا نه و اگراستفاده میشه در کدام مدلها.وپس سوز چنددرصد راندمان را افزایش میده

[saied tomcat]

نه عزیز دلم هواپیما مسافر بری پس سوزش کجا بود اون اصلا به گروه خونیش این حرفا نمیخوره. ...
...
تو مسافر بری ها فقط کنکورد پس سوز داشته به خاطر اینکه میخواسته از دیوار صوتی رد بشه اونم که دیدین به مزاجش خوش نیومد

[Mahdi Mahdavi]

[FONT=Tahoma, Tahoma, Tahoma, Tahoma][COLOR=#NaNNaNNaN][FONT=Tahoma, Tahoma, Tahoma, Tahoma][COLOR=#NaNNaNNaN]با اجازه اساتید هوانوردی:
دوست عزیز.تا اونجایی که میدونم پس سوز فقط برای موتورهای جت از نوع ramjet و screamjet هست که داخلشون فن نداره.اما موتوهای هواپیمای مسافربری از نوع توربوفن و توربوپراپ و ... هست که فکر کنم قابلیت پس سوز نداشته باشه.

[FONT=tahoma, tahoma, tahoma, tahoma, tahoma, tahoma, tahoma][COLOR=#3366cc]تاریخچه تکامل پس سوزها به جنگ جهانی دوم باز میگردد زمانی که مهندسان المانی وامریکایی ودیگر کشور ها به دنبال راههایی برای افزایش رانش موتور های جت بدون افزایش وزن بودند.امریکایی ها نخستین موتور دارای پس سوز خود رادر سال های 1943 ازمایش کردند وبا گذشت شش دهه از ان زمان هنوز هم پس سوز ها درجدیدترین نسل جنگنده های امریکایی به چشم می خورند.البته این جنگنده ها بدون پس سوز هم می توانند به سرعت های مافوق صوت دست یابند اما برای انجام مانورهای بحرانی هنوز هم از پس سوز استفاده می شود.یک موتور جت معمولی تنها نیمی از اکسیزنی که می سوزاند را مصرف می کند بنابر این حجم زیادی از انرزی بالقوه بدون مصرف باقی می ماند.پس سوز در واقع یک امتداد بلند در قسمت عقبی موتور است که حجم زیادی از اکسیزن باقیمانده را با سوخت جت وارد شده به خروجی پرسرعت از توربین موتور مخلوط می کند واین مخلوط را می سوزاند .شعله حاصل حاصل از این احتراق از طریق یک خروجی در عقب موتور به بیرون رانده شده ورانش بیشتری تولید می شود.
میزان این افزایش رانش متفاوت است .پس سوز موتورهای الیمپوس که نیروی رانش هواپیمای مسافربری مافوق صوت کنکورد راتامین می کردند تنها 17 درصد به رانش موتور می افزو.د.این درحالی است که در جنگنده های روز امد این میزانبه 40تا70درصدمی رسد .اما استفاده از پس سوز با محدودیتهایی نیز روبه رواست پرا که با به کار گیری ان مصرف سوخت تا سه برابر افزایش می یابد وبنابر این خلبانان نمی توانند به مدت زیادی از ان استفاده کنند.اگر چه طرح کلی پس سوز ساده است ولی اشفتگی های بسیار حساس ان مشکلات بسیاری رابرای طراحان ایجاد میکند .حفظ یک شعله ثابت وپیوسته نخستین چالش است چراکه احتراق باید در داخل هوایی که با اهنگ چند صد پابر ثانیه از توربین وارد پس سوز می شود انجام شود .
سوخت وارد یک سری لوله کوچک (10یابیشتر)می شود که یک حلقه رادر اطراف موتور تشکیل می دهند .سوخت از صدها سوراخ ریز روی لوله ها وارد جریان هوا می شود ومعمولا به وسیله یک طرح جرقه زنی الکتریکی کوپک محترق می شود.
لوییس پووینلی رییس بخش سامانه های ماشین کاری وپیشرانه در مرکز تحقیقاتی گلن ناسا می گوید:شما باید مطمئن شوید که وقتی سوخت را به داخل جریان پر سرعت هوا تزریق می کنید در خارج از موتور محترق نمی شود .فرایند احتراق در پس سوزها هنوز جزو فناوریهای محرمانه تلقی می شود.پس سوز به گونه ای طراحی می شود که شعله در راستای محور ان جریان یابد .تعیین دقیق محل لوله های تزریق سوخت وسامانه ایجاد احتراق در نقطه پایانی بخش جلویی لوله جت (یک لوله چهر تا پنج پایی در عقب موتور) باعث میشود یک ناحیه پایدار وثابت در داخل جریان هوایی که مخلوط هوا وسوخت رادربرداردتشکیل شود.
این جریان پایدار تضمین می کند که شعله به سرعت ایجاد می شود ودر یک نقطه ثابت می سوزد.اگر شعله به اطراف حرکت کند نوساناتی ایجاد می کند که ممکن است در نهایت سبب ایجاد احتراق در داخل لوله جت ویا صدمه دیدن نازل خروجی شود.
طراحان تدبیری می اندیشیند که مطمئن شوند شعله ها در محل وزمان مناسب قرار داشته باشند وتمامی سوختی که در داخل پس سوز جریان می یابد مصرف شود .یک مشکل دیگر اتخاذ تدبیری است برای خنک سازی لوله جت فلزی در دماهای بالای داخل پس سوز که گاهی به 3000درجه فارنهایت میرسد.
سوخت خنکی که از لوله های واقع در بالای پس سوز عبور می نماید قسمتی از گرما راجذب می کند.موتورهای توربینی جدیدتر یک جریان هوای سرد راازطریق یک حلقه دراطراف موتور عبور میدهند.این هوای سرد از محفظه احتراق نیز می گذرد.در ارتفاعات بالا دما زیر صفر درجه است وجریان هوای سرد در داخل لوله پس سوز از ان در برابر شعله خروجی محافظت میکند.
وقتی جریان خروجی به عقب می رود نازل موتور بازتر می شودتا حجم بیشتری از گازهای داغ رادربرگیردواز افزایش فشار در داخل موتور جلوگیری کند.مهندسان خاطر نشان می سازند که یکی از مشکلات این ترکیب وجود تضاد بین مواد خوب برای احتراق ومواد خوب برای پنهان کاری است .یعنی موادی که برای احتراق مناسب هستند معمولا با خواص پنهان کاری ساز گار نیستند .از سوی دیگر با به کار گیری پس سوز قسمت اگزوز(خروجی)موتور باز تر می شود وبنابر این تشعشعات وبازتاب راداری افزایش می یابد چرا که امواج راداری بیشتری وارد خروجی می شوند وامواج راداری بیشتری نیز توسط ان انعکاس می یابند .بنابر این حتی اگر پس سوز روشن نباشد میزان علایم راداری افزایش می یابد .
پنهان کردن تشعشعاتن فروسرخ یک پس سوز روشن تقریبا غیر ممکن است وبنابر این جنگنده های پنهان کاری همچون بی -2واف-117از این ساز وکار استفاده نمی کنند البته استفاده از یک موتور توربوفن که مواد سرد راباگازهای خروجی توربین مخلوط کند تا حدودی به کاهش ای علایم کمک میکند گرچه ممکن است مشکل تشعشعات فروسرخ در جنگنده های اینده حل شود .یکی از رهکارهای پیش بینی شده قرار دادن پس سوز در داخل بدنه وخنک کردن ان با هوای کنار گذر است .مهندسان همچنین در حال بررسی موادی هستند که گرما راجذب می کنند(مثل سرامیک های گرمایی شاتل فضایی).اما (دست کم درحال حاضر)هیچ راهی برای مخفی سازی کامل توده هوای گرمی که از عقب یک جنگنده بیرون می رود وجود ندارد وتنها راه حفظ پنهان کتری کاهش میزان وابستگی به پس سوز است.برای نمونه جنگنده اف-22 می تواند بدون روشن کردن پس سوز به 1/5برابر سرعت صوت دست یابد.مهندسان صنعت هوانوردی عقیده دارند که فناوری پس سوزها در قرن بیست ویکم همچنان مورد استفاده قرارخواهد گرفت .اگرچه پرواز از روی ناو هواپیمابر معمول ترین کاربرد پس سوز است سرعت بیشتر حاصل از به کارگیری ان نیز می تواند در جریان رزمهای هوایی کارساز باشد.تازمانی که خلبانان نظامی به نیروی رانش بیشتر نیاز داشته باشند پس سوز ها هم به عنوان یک راه حل احتمالی وجود خواهند داشت 
منبع: [External Link Removed for Guests]

     

[parsss]

یه سوال ممکنه جاش اینجا نباشه
ولی با اجازه صاحب تاپیک میپرسم


من کلیپی از نیروی دریایی آمریکا دیدم که در اون F_14D در ارتفاع پایین بالای سر ناو و با سرعت کم بصورت بال های کاملا بسته پرواز میکرد
اصلاوجود بالهای متجرک آیا برای قابلیت مانور یک جنگنده هستش یا فقط برای این که بتوان هواپیمای بیشتری از نظر کم بودن فضا در ناو نیروی دریایی قرار داد

[SAMAN]

من کلیپی از نیروی دریایی آمریکا دیدم که در اون F_14D در ارتفاع پایین بالای سر ناو و با سرعت کم بصورت بال های کاملا بسته پرواز میکرد
اصلاوجود بالهای متجرک آیا برای قابلیت مانور یک جنگنده هستش یا فقط برای این که بتوان هواپیمای بیشتری از نظر کم بودن فضا در ناو نیروی دریایی قرار داد

سلام

تاریخچه هواپیماهای بال متغیر به جنگ جهانی دوم بر می گردد.
وجود بال متغیر برای تصحیح بال و بدنه هواپیما در پرواز هست. در سرعت های بالا جنگنده ها بالهایشان را جمع و در سرعت پایین بالها را باز می کنند. وجود بال متغیر به خلبان اجازه شکل صحیح بال را برای سرعت مورد نظر در پروازش را می دهد. به اف-14 / میگ-23 و تورنادو به عنوان چند هواپیمای بال متغیر نظامی می توان اشاره کرد.

بال متغیر ها بیشتر برای هواپیماهای مفید است که انتظار هر دو کار کرد سرعت بالا و سرعت پایین را داشته باشند.

بحث اشغال فضا هم شاید جزئی از ایده ساخت باشد اما دلایل اصلی مطلب بالاست.

اگر توضیحات کاملتری هم لازم بود دوستان بفرمایند.

[hamed_713]

تاریخچه هواپیماهای بال متغیر به جنگ جهانی دوم بر می گردد.

جنگنده X-5 نخستین جت بال متغیر

[N@VID]

من کلیپی از نیروی دریایی آمریکا دیدم که در اون F_14D در ارتفاع پایین بالای سر ناو و با سرعت کم بصورت بال های کاملا بسته پرواز میکرد
اصلاوجود بالهای متجرک آیا برای قابلیت مانور یک جنگنده هستش یا فقط برای این که بتوان هواپیمای بیشتری از نظر کم بودن فضا در ناو نیروی دریایی قرار داد

با سلام
فلسفه ی طراحی بالهای متحرک بر اساس بهبود شرایط ایرودینامیکی در سرعت های زیر صوت(Sub sonic) و بالای صوت(Super sonic) شکل گرفته. شکل بال در هر حالت دارای مزایا و معایبی است. بالهای معمولی(Unsweep wing) در سرعت های Sub sonic موثرترند. زیرا نیروی برا(Lift) بیشتری تولید میکنند و همچنین ضریب برا/پسا (Lift/drag ratio) برای انها بیشتر است. این قابلیت به هواپیما کمک میکند در سرعت های پایین راحت تر تیک اف و لندینگ کند و پایداری بیشتری در سرعت های پایین به هواپیما می دهد.
اما در سرعت های بالا: بالهای جمع شده(Sweep wing) موثر تر عمل میکنند. این شکل بال ضمن انکه پایداری عرضی مناسبتری به هواپیما می بخشد باعث بالا بردن عدد ماخ بحرانی(Critical mach number) و کاهش shock wave ها نیز می شود . همچنین به طور کلی Sweep کردن بال موجب منحرف کردن جریان هوا و دور شدن ان از دم و در نتیجه پایداری بیشتر هواپیما نیز میشود.
معمولا شکل بالها و زاویه Sweep شدن ان در سرعت های مختلف نیز توسط کامپیوتر هواپیما تعیین می شود البته تنظیم شکل بالها به صورت دستی نیز برای خلبان امکان پذیر است. یکی از معایب اصلی بالهای متغییر هزینه بالای ان است

هر چند ایده ی بالهای متحرک به مشکل کمبود جا در ناوهای هواپیمابر نیز کمک می کند ولی برای حل این مشکل ایده ی مناسب تری نیز وجود دارد. بالهای تا شونده( folding wing) ایده ی بسیار مناسبی است که در هواپیماهای ناو نشین زیادی اعمال شده از جمله Su-33 , F/A18, MiG-29K و ...
موفق باشید