ყველანაირად ფრთა ჯვარი სექციები

Source: http://www.eng.famu.fsu.edu/~dommelen/research/airfoil/airfoil.html

სამუშაო შესრულებული Szu-Chuan Wang. ეს ნამუშევარი გახდა შესაძლებელი მხარდაჭერით  საჰაერო ძალა ოფისის სამეცნიერო კვლევითი.


ფრთა ჩერდება

შეჩერდი არის არასასურველი მოვლენაა, რომელიც თვითმფრინავის ფრთები გამოცდილება გაიზარდა ჰაერის წინააღმდეგობა და შემცირდა ლიფტით. ეს შეიძლება გამოიწვიოს თვითმფრინავის ავარიული.

შეჩერდი ხდება, როდესაც თვითმფრინავი ქვეშ ძალიან დიდი კუთხე თავდასხმა (კუთხე თავდასხმა არის კუთხე შორის თვითმფრინავი და მიმართულებით ფრენა). ეს შეიძლება მოხდეს დროს მიიღოს-დან ან სადესანტო, როდესაც ფრენის სიჩქარე შედარებით დაბალი: დაბალი სიჩქარით აეროდინამიკური ძალები შესაბამისად პატარა და ერთადერთი გზა მიიღოს საკმარისი მოხსნას შეასრულოს წონის თვითმფრინავი ფრენა თვითმფრინავით ზე დიდი კუთხე თავდასხმა. თუ უყურადღებო პილოტი საშუალებას სიჩქარე ძალიან დაბალია, თვითმფრინავი უნდა აღემატებოდეს კრიტიკულ კუთხე თავდასხმა და ჩერდება ხდება.

იმის გამო, რომ ჩერდება ფრთის აწარმოებს ნაკლები ლიფტით და უფრო გადაადგილება; გაზრდილი გადაადგილება იწვევს სიჩქარე შემცირდება ისე, რომ ფრთის აწარმოებს კიდევ უფრო ნაკლები ლიფტით. ფაქტობრივად, თვითმფრინავი მოდის გარეთ საჰაერო. ადგილზე ელოდება ქვემოთ.

რატომ ჩერდება ხდება

რატომ ფრთები შეაფერხოს? ეს არის იმის გამო, რომ პროცესები სასაზღვრო ფენის, ფენის შეანელა საჰაერო ახლოს ზედაპირზე ფრთა. იმისათვის, რომ ფრთის იქნება ეფექტური, ჰაერში უნდა ხდებოდეს სრულიად გარშემო წამყვანი (წინა) ზღვარზე ფრთა. ამავე ძალიან დიდი კუთხე თავდასხმა, საჰაერო სასაზღვრო ფენის ახლოს წამყვანი ზღვარზე არ წარმატების მიღწევა და ეს ჰყოფს ფრთის ზედაპირზე.

ქვემოთ რიცხვითი მოდელირება, რომელშიც შეფერხების ფრთის ჩანს ჯვარი მონაკვეთზე. წამყვანი ზღვარზე დარჩა, არასასურველი პირას არის სწორი. სიმულაციური, სასაზღვრო ფენის წარმოდგენილია როგორც მასიური წვიმის სითხე (მინიატურული გრიგალი), რომელიც გამოისახება შავი ან თეთრი წერტილები, დამოკიდებულია მიმართულებით როტაცია. ფრთის მოედანი მდე კუთხე თავდასხმა 30 გრადუსი, რამაც ჩერდება:

t = 1 (starts pitching)

პირველ სურათზე ფრთის მოძრაობს პატარა კუთხე თავდასხმა (აქ მიღებული, როგორც ნულოვანი). გაითვალისწინეთ, რომ სასაზღვრო ფენის ჰაერის მასა დარჩეს ფრთის სანამ ისინი გარეცხილი ქვემოთ. ნულოვანი კუთხე თავდასხმა, არ არსებობს ლიფტით, და არის პატარა გადაადგილება.

 

t = 2

 

 

    t = 3

ფრთის დაიწყო დაგვეწერა, მაგრამ სასაზღვრო ფენის ჰაერის მასა დარჩეს ახლოს ფრთა. ფრთის ახლა მწარმოებელ მნიშვნელოვან ლიფტით ძალა და ჯერ კიდევ ცოტა გადაადგილება.

t = 4.25

 

 

 t = 5 (ends pitching)

კუთხე თავდასხმა გახდა ძალიან დიდი. სასაზღვრო ფენის ჰაერის მასა გამოეყო ზედა ზედაპირზე ფრთა, და შემომავალი ნაკადების აღარ წარმართვა მთლიანად გარშემო წამყვანი ზღვარზე. ფრთის ჩიხშია, რამაც მნიშვნელოვანი გადაადგილება. თუმცა, ბევრი ლიფტით რჩება მას შემდეგ, რაც გამოყოფილი ჰაერის მასა კვლავ ზემოთ ფრთა.
 t = 6

როდესაც გამოყოფილი ჰაერის მასა მიმდინარეობს ააფეთქეს წარსულში არასასურველი ზღვარი, ლიფტით იწყება ვარდნა -დან.

 t = 7

ფრთის ახლა მწარმოებელ პატარა ლიფტით, და უამრავი drag. თუმცა, ეს არ არის ადვილი საჰაერო ნაკადის გარშემო წამყვანი ზღვარზე ფრთის გარეშე ლიფტით, და ნაკადი იწყება თავიდან მიბმა.

 t = 7.5

 t = 7.75

 t = 8

ნაკადი დიდწილად კვლავ მიმაგრებულია და ლიფტით კოეფიციენტი (მოხსნას ეფექტურობის ფრთა) დროებით აღდგა. სამწუხაროდ, ეს იქნება ახალი ციკლი გამოყოფა; ამასთან, გაიზარდა გადაადგილება ამცირებს საჰაერო ხომალდის თვითმფრინავის სიჩქარე ძალიან ბევრი გაცილებით ლიფტით, თუნდაც კარგი ლიფტით კოეფიციენტი.
 t = 8.

 t = 8.75

 t = 9

აქ არის ევოლუცია ლიფტით, გადაიტანეთ და მომენტში კოეფიციენტები:

როგორ ფეხზე

ფეხზე ჩერდება, პილოტი უნდა შეამციროს კუთხე თავდასხმის უკან საკმარისად დაბალი ღირებულება. მიუხედავად იმისა, რომ თვითმფრინავი უკვე დაცემა მიმართ ადგილზე ქვეშ ციცაბო კუთხე, პილოტი უნდა დააყენებს ჯოხი წინ დააყენებს ცხვირი კიდევ უფრო ქვემოთ. ეს ამცირებს კუთხე თავდასხმა, და აქედან გამომდინარე, დასაბამი.

თვითმფრინავი იწყებს კრეფა მდე სიჩქარე, აპირებს ქვემოთ კიდევ უფრო სწრაფად. მაგრამ როგორც კი თვითმფრინავი აიყვანეს საკმარისი სიჩქარე ისე, რომ ფრთის შეიძლება კვლავ შეუწყოს წონის თვითმფრინავი, პილოტი გაიყვანს უკან ჯოხი გაზრდის კუთხე თავდასხმა ისევ (ამ დროს დარჩენის დასაშვები დიაპაზონი), და აღადგენს ლიფტით ფრთა.

ცხადია, რომ აღადგინონ ჩერდება მოიცავს რამდენიმე დაკარგვა სიმაღლე. სადგომის ყველაზე საშიში დაბალ სიმაღლეზე. ძრავის სიმძლავრე შეიძლება დაეხმაროს შეამციროს დაკარგვა სიმაღლე, გაზრდის სიჩქარე უფრო სწრაფად და ასევე ეხმარება მიბმა ნაკადის მეტი ფრთა.

როგორ რთულია ფეხზე ჩერდება დამოკიდებულია თვითმფრინავი. ზოგიერთი თვითმფრინავები, რომლებიც რთული ფეხზე არ გამყარებაში კლასიფიკატორები: შერყევისკენ ჯოხი შეტყობინებები პილოტი, რომელიც ჩერდება გარდაუვალია. ჩერდება მახასიათებლები ასევე დამოკიდებული, თუ რამდენად თვითმფრინავით დატვირთული; სიმძიმის ცენტრი თვითმფრინავი უნდა იყოს საკმარისად შორს წინ.

ტრიალებს

უარესი მობილური ჩერდება არის დატრიალება, რომელშიც თვითმფრინავი სპირალების ქვემოთ. შეაფერხოს შეუძლია განავითაროს დატრიალება მეშვეობით დაძაბვას ერთი ერთად მომენტში არასწორ დროს.

მექანიკის დატრიალება კომპლექსი. დამოკიდებულია თვითმფრინავი, (და სხვათა შორის, ეს არის დატვირთული!) ეს შეიძლება იყოს უფრო რთული ან შეუძლებელი აღადგინონ დატრიალება. აღდგენა მოითხოვს კარგი ეფექტურობის კუდი ზედაპირზე თვითმფრინავი; როგორც წესი, აღდგენა მოიცავს გამოყენება საჭესთან, რათა შეწყდეს დატრიალება მოძრაობის გარდა, ლიფტი შესვენება ჩერდება. თუმცა შეტევა შეიძლება დაბლოკოს ჰაერის, რომ კუდი. იმ შემთხვევაში, თუ სიმძიმის ცენტრის თვითმფრინავი არის ძალიან შორს უკან, ეს ტენდენცია, რათა აღდგენა უფრო რთულია. პილოტი შეგიძლიათ მიიღოთ დაბნეულია თავბრუსხვეული ეფექტი დატრიალება და ვრცელდება არასწორი შესწორებები.

მაშინაც კი, თუ თვითმფრინავი მოფიქრებული, დატვირთული ფარგლებში დასაშვები დიაპაზონი და აღდგენა შესრულებულია უნაკლოდ, სიმაღლე ზარალის დატრიალება შეიძლება იყოს ძალიან დიდი. მას შემდეგ, რაც დახლებსა და ტრიალებს სავარაუდოდ დროს მიიღოს- დან და სადესანტო, შეიძლება უბრალოდ არ უნდა იყოს, რომ ბევრი სიმაღლე არის შესაძლებელი. ქვეშ FAA წესების შეტყობინების პილოტები, ჩერდება ტრენინგი საჭირო, მაგრამ დატრიალება აღდგენა არ არის. შეჩერდი სასწავლო საშუალებას აძლევს საპილოტე აღიარებს მოსალოდნელ ჩერდება და მაკორექტირებელ ღონისძიებებს, სანამ ნამდვილი ჩერდება და იქნებ დატრიალება შეიძლება მოხდეს.