پس :
این محاسبه به ما میگه که در فاصله ی مثلا 100 کیلومتری ، رادار از چه ارتفاعی به پایین رو نمیتونه اصلا کشف کنه ... (با کسینوس میریم ...)

و میگه که اگر ما تو ارتفاع n از سطح زمین باشیم از چه فاصله ای به پایین دیگه نمیتونن کشف کنن ما را :)
(اینو با کسینوس وارون میریم ...)

سه نکته هم داشت که مجدد میگم :
1- ماشین حساب رو درجه باشه نه رادیان
2- هیچ وقت اعشار رو نزنید (همه رقم های اعشار رو در نظر بگیرید) و اعداد رو کپی کنید بزنید تو توابع و چیزی رو رُند نکنید در کل چون بحث سر چند متر ، توی 6370 کیلومتر هست و حتی مقدار 0.0000001 هم تاثیر گذار هست ...
3- برای در نظر گرفتن ارتفاع رادار از زمین ، چند متر رو برای کف آنتن تا وسط اون در نظر بگیرید (یعنی همیشه رادار شما یک ارتفاعی داره بالاخره و 0 متر نیست)

به جز روش اصولی فوق ، یک روش ساده تر محاسبه در کامنت ها گفته میشه ...

تصویر هم متعلق به B-52 (sea skimming)

این جاست که تاثیر آواکس ها بیشتر حس میشه (برای پوشش ارتفاع پست در برد بالا)

چالش :
هدفی در ارتفاع 3m حرکت می‌کند و رادار ما در ارتفاع 20m قرار دارد ، هدف حد اکثر در چه فاصله ای کشف می‌شود؟
👉@Hadi_Notes✍

تاثیر سطح مقطع راداری (RCS) روی برد کشف رادار ها چگونه است ؟!

سطح مقطع طبق معادله رادار (تصویر بالا) یک پارامتر موثر در برد کشف رادار است و میخواهیم ببینیم چگونه به ساده ترین روش میتوان برد کشف رادار ها را بر ضد اهدافی با سطح مقطع های مختلف را محاسبه کرد (البته توجه کنید که این عدد به طور میانگین است و بر اساس عدد گفته شده یا اعلامی ، میتوان آن را تخمین زد و به معنای عدد کاملا دقیق برد کشف نیست)

روش ساده ی ما ابتدا برد کشف را بر ضد سطح مقطع 1 متر مربع محاسبه میکند :
- عدد RCS : همان سطح مقطع راداری داده شده
- عبارت ( RCS^1/4 ) یعنی ریشه چهارم RCS
- عدد R1 : همان برد داده شده است .
- عدد R2 : همان برد به دست آمده یا برد کشف رادار در مقابل سطح مقطع 1 متر مربع می‌باشد ‌.

( R1 ) ÷ ( RCS^1/4 ) = R2

* برد کشف رادار در مقابل RCS یک متر را داریم ؛

سپس میتوانید به روش زیر آن را به برد کشف در مقابل هر سطح مقطعی تبدیل کنید ‌:
- عدد R2 : برد کشف مقابل RCS یک متر مربع
- عدد R3 : همان برد کشف رادار در مقابل سطح مقطع خواسته شده ی شما می‌باشد ‌.

( R2 ) × ( RCS^1/4 ) = R3

👉@Hadi_Notes✍

برای مثال یک رادار توان کشف هدف با سطح مقطع راداری 3 متر مربع (m^2) در فاصله ی 280km را دارد .

این رادار هدفی با سطح مقطع 0.01m^2 را در چه فاصله ای کشف خواهد کرد ؟

- عدد RCS داده شده : 3 متر
- ریشه چهارم سطح مقطع داده شده (1/4^3 یا 3 به توان 4÷1) : 1.316
- عدد R-1 یا برد کشف داده شده : 280 km

280 ÷ 1.316 = 213 km

حال برد کشف رادار در مقابل سطح مقطع یک متر مربع را به شکل حدودی و تخمین زده شده داریم (در واقعیت، شرایط روی کاغذ ، متفاوت خواهد بود اما این عدد میتواند تخمین مناسبی باشد)

و به دست آوردن برد کشف بر ضد سطح مقطع 0.01 که خواسته ایم :

- عدد RCS به متر مربع : 0.01
- ریشه چهارم آن (برای ریشه چهارم میتوانید دوبار عدد را زیر رادیکال ساده (√) یا همان ریشه دوم ببرید ) : 0.316
- برد کشف در مقابل RCS یک متر : 213 km

213 × 0.316 = 67 km

یعنی سطح مقطع 0.01 متر مربع را از فاصله ی حدودی 67km کشف میکند.
👉@Hadi_Notes✍

چالش :
راداری با توان کشف سطح مقطع راداری 5 متر در 360 کیلومتری ، جسمی با سطح مقطع راداری 0.001 متر را در بردی کشف خواهد کرد؟(جواب را در بخش کامنت ها بگید)

البته عدد به دست آمده بیشترین برد خواهد بود و نیز تخمینی می‌باشد در نتیجه این تنها یک مقیاس برای مقایسه به نسبت است و نه یک ملاک قطعی در همه ی شرایط ... عدد برد کشف ، با اخلال الکترونیک یا استفاده از مدولاسیون LPI تغییر میکند البته این کاهش برد در رادار های مختلف درصد متفاوتی دارد .

یک مقیاس دیگر برای بیان RCS ، استفاده از دسی بل است :
20 دسی بل : 100 متر مربع
10 دسی بل : 10 متر مربع
0 دسی بل : 1 متر مربع
منفی 10 دسی بل : 0.1 متر مربع
منفی 20 دسی بل : 0.01 متر مربع
منفی 30 دسی بل : 0.001 متر مربع

تبدیل دسی بل (db) به متر مربع :
1 ضرب در 10 به توانِ (db تقسیم بر 10)
برای مثال (مرحله تقسیم) :
-30db >> -30/10 = -3
حال مرحله توان
10 ^(-3) = 0.001 m^2
مثال دیگر :
0 db = ?! >> 0/10 = 0
10 به توان 0 = 1 متر مربع

👉@Hadi_Notes✍

سرعت صوت ثابت نیست !

این یکی از مهم ترین نکات هوانوردی است که میخواهیم بررسی کنیم ...

ماخ (Mach) = سرعت صوت

سرعت صوت طبق فرمول زیر وابسته به دما است :
V = V0 + 0.6TC

در این فرمول V0 سرعت صوت در دمای صفر درجه که برابر با 331.2 متر بر ثانیه است و TC برابر است با دمای ارتفاع مورد نظر ... خود دما نیز وابسته به ارتفاع است به شکلی که با افزایش ارتفاع شاهد کاهش دما هستیم .

در پست های بعد میبینیم که چرا حرکت با سرعت 0.9 Mach در نزدیک سطح دریا (ارتفاع پست) ، سریع تر از 1 Mach در ارتفاع بالا (40kf+) است!

1 فوت = 30.5~ سانتی متر یا 0.305 متر
1000 فوت = یک کیلو فوت = 1kf
1 متر بر ثانیه (m/s) = 3.6 km/h
#Speed_of_sound
#Mach_number
👉@Hadi_Notes✍

سوال این جاست که در محاسبه قبلی برای افق دید رادار چه تغییری رخ خواهد داد ؟

برد کشف یک رادار در مقابل یک هدف پست پرواز چقدر تفاوت خواهد داشت ؟

همان طور که میدانید تاثیر بحث انکسار موج بر افزایش افق دید رادار وابسته به موج رادار (فرکانس و طول موج) و شرایط آب و هوایی می‌باشد که سعی میکنیم در آینده روابط کامل مرتبط با انکسار را در کانال ارائه کنیم .

در حال حاضر آنچه به طور کلی میتوان در اختیار داشت تغییر محاسبه قبلی به شرح زیر است :
شعاع زمین را 8500km~ در نظر بگیرید و در معادله ی قبلی جاگذاری کنید .

البته از نظر انکسار موج آنچه توضیح دادیم مشابه رادار های OTH است اما عملکرد این رادار ها به کلی متفاوت است همچنین لازم به ذکر است که خطای کشف در فاصله و ارتفاع هدف در محدوده ی افق دید رادار خصوصا با فرکانس های پایین قابل توجه خواهد بود . (در کمتر از 3MHz با رادار های Surface_wave روبرو هستیم...)

مطالب تکمیلی پیوست خواهد شد .
👉@Hadi_Notes✍

از سرعت بگوییم ...

پس از آشنایی کلی با ماخ در اینجا ، حال بررسی میکنیم که چه عواملی روی حد اکثر سرعت یک هواپیما تاثیر گذار است .

ابتدا شناخت تعاریف :

حد اکثر تعداد ماخ : حد اکثر سرعت در ارتفاع بهینه* با حد اکثر رانش ... از آنجا که با افزایش ارتفاع تا 12km~، با کاهش دما و سرعت صوت روبرو هستیم و همچنین حداکثر سرعت هواپیما به واحد km/h نیز افزایش می یابد در نتیجه میتوان گفت سرعتی بالاتر از حد اکثر تعداد ماخ قابل دسترسی برای یک هواپیما متصور نیست .

حد اکثر سرعت مطلق : در این حالت هواپیما با یک شیب ملایم شروع به شیرجه میکند و در عین حال از حد اکثر قدرت موتور ها استفاده میکند در نتیجه بیشترین سرعت ممکن به دست خواهد آمد .

حد اکثر سرعت level flight : این حالت با حفظ و ثابت نگه داشتن ارتفاع پرواز اندازه گیری میشود ...
حداکثر سرعت در این حالت کمتر از حداکثر سرعت مطلق خواهد بود زیرا حفظ ارتفاع پروازی -با افزایش مقاومت هوا- آن را کاهش میدهد .

ارتفاع بهینه برای حد اکثر سرعت : جایی که میتوان به حد اکثر تعداد ماخ رسید . (معمولا 35 تا 45 هزار پا که یا به اصطلاح ارتفاع cruise یا vacuum یا high)
👉@Hadi_Notes✍

رابطه ی فوق* عوامل موثر در حد اکثر سرعت (Vmax) در حالت level flight را نشان میدهد .

W : وزن (lb) و S : مساحت بال (ft^2)
T : رانش (lb) و CD,0 : اینجا
همچنین رو نیز چگالی و T/W رانش به وزن و W/S بارگذاری بال است .

از آنجا که بررسی طراحی و دست یابی به Cd,0 از حوصله مطلب خارج است ، نمیتوان حد اکثر سرعت جنگنده ها را بر مبنای رانش به وزن یا موارد دیگر محاسبه کرد در نتیجه هر هواپیما با طراحی متفاوت دارای سرعت متفاوتی خواهد بود برای مثال Sr-71 با رانش به وزنی حدود نیمی از یک جنگنده ی برتری هوایی ، از تمامی آن ها سریع تر است .

نتایج :
- افزایش رانش به وزن = افزایش Vmax
- افزایش بارگذاری بال = افزایش Vmax
- افزایش CD,0 یا چگالی هوا (کاهش ارتفاع به کمتر از ارتفاع بهینه) = کاهش Vmax

* : پرفورمنس اندرسون صفحه 231
Aircraft performance and design
(لینک دانلود) (John D. Anderson)
👉@Hadi_Notes✍

تاثیر تغییرات وزن روی حد اکثر سرعت (حد اکثر تعداد ماخ) در حالت level flight را بررسی میکنیم :

مطابق رابطه قبل با افزایش وزن شاهد کاهش T/W و افزایش W/S هستیم پس دامنه ی تغییرات باید محدود باشد زیرا این دو یکدیگر را خنثی می‌کنند اما افزایش وزن در یک پرواز level flight یعنی نیاز به افزایش نیروی برآ (تغییرات AOA و ...) که در نهایت باعث افزایش CD,0 و کاهش نسبی سرعت می‌شود اما به دلیل تغییرات محدود CD,0 ، کاهش Vmax نیز اندک است .

در تصویر فوق متعلق به F-16 شاهد همین نکته هستیم که افزایش وزن تاثیر محدودی بر حد اکثر تعداد ماخ دارد (البته بدون افزایش drag) برای مثال این تفاوت در وزن 20000 پوند با 36000 پوند تنها کمتر از 1.5 درصد (2.015 تا 2.04 ماخ) است !

هر چند در ارتفاع بالاتر از بهینه این تفاوت به 10~ درصد نیز می‌رسد اما حد اکثر تعداد ماخ در ارتفاع بهینه حاصل میشود همچنین در ارتفاع کمتر از بهینه تقریبا می‌توان گفت وزن تاثیری در حد اکثر تعداد ماخ یا سرعت ندارد و مهم ترین عامل ، طراحی آیرودینامیکی سازه است (design limit)

نکات تصویر :
- Drag index = 0
- GW : Gross weight (وزن)
- MIL : حد اکثر رانش خشک
👉@Hadi_Notes✍

سریع ترین ها !

با توجه به توضیحات قبلی میدانیم که تاثیر وزن روی حد اکثر سرعت (حد اکثر تعداد ماخ) قابل دسترسی ، برای اکثر جنگنده های امروزی اندک است .

در اینجا میخواهیم سرعت تعدادی از جنگنده های مشهور را بررسی کنیم و فقط آنچه در منابع رسمی و معتبر آورده شده را ملاک قرار میدهیم .

نکته : در این قیاس حالت استاندارد و ایمن بررسی میشود و جنگنده ها در حالت Clean یا بدون درگ ایندکس سلاح یا مخازن خارجی بررسی میشوند .
همچنین : در مطلب امروز ، حد اکثر سرعت را حد اکثر تعداد ماخ قابل دسترسی بخوانید و معادل قرار دهید .

در بخش کامنت ها جدولی در این زمینه قرار میدهم که به مرور موارد دیگری به آن اضافه خواهد شد از جمله بمب افکن ها و ...
(بنا به درخواست مخاطب)
توضیحات و پرسش و پاسخ و انتقاد مرتبط نیز در بخش کامنت در دسترس است .
👉@Hadi_Notes✍