تصویر 1 : جدول دما-ارتفاع مشخص می‌کنه که در هر ارتفاعی دما چقدر هست و حالا میتونیم بر اساس اون سرعت صوت در ارتفاع پست و ارتفاع بالا رو بررسی کنیم :
در ارتفاع پست نزدیک سطح دریا با دمای 20 درجه سرعت صوت : 343m/s
در ارتفاع بالا (در ارتفاع 12-20km دما و سرعت صوت ثابت است!) و دمای تقریبا -57 درجه سرعت صوت : 297m/s
وقتی میگیم جسمی با سرعت 0.9 ماخ در ارتفاع پست از 1 ماخ در ارتفاع بالا سریع تر هست :
343 × 0.9 = ~309m/s
297 × 1 = 297m/s
در زمان برابر ، جسمی با سرعت 0.9 ماخ در ارتفاع پایین ، مسافت بیشتری طی کرده :)
از اون جایی که همیشه یک راه ساده تر برای محاسبه وجود داره ، به جدول تصویر شماره 2 ستون نرخ سرعت صوت نگاه کنید ...
نسبتی میان سرعت صوت بیان شده به شکلی که 1.0 معیار در ارتفاع پست گرفته (343m/s) سپس بقیه به نسبت این سرعت ذکر شده برای مثال در ارتفاع بالا نسبت 0.8671 برای سرعت صوت آمده یعنی :
343 × 0.8671 = ~297m/s
یک نکته مهم : توضیحات برای یک روز استاندارد بود ... دما در روز استاندارد تعریف شده هست اما ممکنه دما 10+- درجه تغییرات داشته باشه هر چند نسبت ها (نرخ های جدول2) ثابته ...
👉@Hadi_Notes✍
در ارتفاع پست نزدیک سطح دریا با دمای 20 درجه سرعت صوت : 343m/s
در ارتفاع بالا (در ارتفاع 12-20km دما و سرعت صوت ثابت است!) و دمای تقریبا -57 درجه سرعت صوت : 297m/s
وقتی میگیم جسمی با سرعت 0.9 ماخ در ارتفاع پست از 1 ماخ در ارتفاع بالا سریع تر هست :
343 × 0.9 = ~309m/s
297 × 1 = 297m/s
در زمان برابر ، جسمی با سرعت 0.9 ماخ در ارتفاع پایین ، مسافت بیشتری طی کرده :)
از اون جایی که همیشه یک راه ساده تر برای محاسبه وجود داره ، به جدول تصویر شماره 2 ستون نرخ سرعت صوت نگاه کنید ...
نسبتی میان سرعت صوت بیان شده به شکلی که 1.0 معیار در ارتفاع پست گرفته (343m/s) سپس بقیه به نسبت این سرعت ذکر شده برای مثال در ارتفاع بالا نسبت 0.8671 برای سرعت صوت آمده یعنی :
343 × 0.8671 = ~297m/s
یک نکته مهم : توضیحات برای یک روز استاندارد بود ... دما در روز استاندارد تعریف شده هست اما ممکنه دما 10+- درجه تغییرات داشته باشه هر چند نسبت ها (نرخ های جدول2) ثابته ...
👉@Hadi_Notes✍
چند نکته ...
1 - ارتفاع بالا (high altitude) یا خلاء (vacuum) در هوانوردی به ارتفاع بیش از 40 هزار فوت یا بیش از 12 کیلومتر گفته میشود .
2 - معنی sea level ، ارتفاعی نزدیک به سطح دریا یا ارتفاع 0 است .
3 - با افزایش ارتفاع و کاهش چگالی هوا و مقاومت هوا و... در نهایت سرعت جنگنده ها به واحد m/s یا km/h نیز افزایش پیدا میکند اما سرعت صوت (ماخ) کاهش یافته است در نتیجه بیشترین تعداد ماخ هایی که یک جنگنده به دست می آورد در ارتفاع بالا است .
4 - بیشترین سرعت (هم به واحد m/s هم تعداد Mach) و همچنین کمترین مصرف سوخت نسبی (نسبت به ارتفاع) در ارتفاع بالا حدود 40 هزار فوتی حاصل میشود .
تصویر :
نمودار سرعت در حالت level flight envelope برای جنگنده F-15 ، بدون حمل محموله خارجی (Clean) با تریم 97.7 درصد موتور
همان طور که میتوان دید در ارتفاع پست سرعت بیش از 1.25 ماخ نخواهد شد در حالی که در ارتفاع بالا به 2.4+ ماخ نیز می‌رسد .
👉@Hadi_Notes✍
1 - ارتفاع بالا (high altitude) یا خلاء (vacuum) در هوانوردی به ارتفاع بیش از 40 هزار فوت یا بیش از 12 کیلومتر گفته میشود .
2 - معنی sea level ، ارتفاعی نزدیک به سطح دریا یا ارتفاع 0 است .
3 - با افزایش ارتفاع و کاهش چگالی هوا و مقاومت هوا و... در نهایت سرعت جنگنده ها به واحد m/s یا km/h نیز افزایش پیدا میکند اما سرعت صوت (ماخ) کاهش یافته است در نتیجه بیشترین تعداد ماخ هایی که یک جنگنده به دست می آورد در ارتفاع بالا است .
4 - بیشترین سرعت (هم به واحد m/s هم تعداد Mach) و همچنین کمترین مصرف سوخت نسبی (نسبت به ارتفاع) در ارتفاع بالا حدود 40 هزار فوتی حاصل میشود .
تصویر :
نمودار سرعت در حالت level flight envelope برای جنگنده F-15 ، بدون حمل محموله خارجی (Clean) با تریم 97.7 درصد موتور
همان طور که میتوان دید در ارتفاع پست سرعت بیش از 1.25 ماخ نخواهد شد در حالی که در ارتفاع بالا به 2.4+ ماخ نیز می‌رسد .
👉@Hadi_Notes✍
یک نکته در مورد افق دید رادار ها ...
مانند وقتی که نور خورشید از لیوان آب شما عبور میکند و پدیده ی انکسار (Refraction) را مشاهده میکنید ؛ امواج رادار (الکترومغناطیسی) در فرکانس های بیش از 100 مگاهرتز (اکثر رادار های نظامی امروزی) اثر مشابه نور را در عبور از لایه های متفاوت جوی نشان میدهند .
در تصویر سوم دسته بندی باند های راداری (طول موج - فرکانس) آورده شده است .
از آنجا که با تغییر ارتفاع در یک جو استاندارد* فشار ، رطوبت و چگالی متغییر است در نتیجه مسیر پرتو رادار به طور کلی به سمت پایین شکسته میشود علاوه بر این ، لایه‌هایی با روند معکوس دما یا وارونگی دمای پایدار (متفاوت با آنچه در تصویر 1 اینجا میتوان دید) یا رطوبت
(لایه نازک رطوبت بالا و پایدار) یک محیط ایده آل برای شکست موج به سمت پایین هستند .
* : تصویر دوم مشخصات یک جو استاندارد را نشان میدهد . (تصویر با کیفیت کامنت میشود)
👉@Hadi_Notes✍
مانند وقتی که نور خورشید از لیوان آب شما عبور میکند و پدیده ی انکسار (Refraction) را مشاهده میکنید ؛ امواج رادار (الکترومغناطیسی) در فرکانس های بیش از 100 مگاهرتز (اکثر رادار های نظامی امروزی) اثر مشابه نور را در عبور از لایه های متفاوت جوی نشان میدهند .
در تصویر سوم دسته بندی باند های راداری (طول موج - فرکانس) آورده شده است .
از آنجا که با تغییر ارتفاع در یک جو استاندارد* فشار ، رطوبت و چگالی متغییر است در نتیجه مسیر پرتو رادار به طور کلی به سمت پایین شکسته میشود علاوه بر این ، لایه‌هایی با روند معکوس دما یا وارونگی دمای پایدار (متفاوت با آنچه در تصویر 1 اینجا میتوان دید) یا رطوبت
(لایه نازک رطوبت بالا و پایدار) یک محیط ایده آل برای شکست موج به سمت پایین هستند .
* : تصویر دوم مشخصات یک جو استاندارد را نشان میدهد . (تصویر با کیفیت کامنت میشود)
👉@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✍
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✍
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✍
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✍
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✍
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✍
سریع تر و برتر ؟!
در تصویر 1 نمودار 1G envelope یا در حالت level flight برای جنگنده ی F-15 و در تصویر 2 نمودار حداکثر سرعت برای جنگنده ی Mig-25 آورده شده است .
در تصویر آخر این دو نمودار ترکیب و کنار یکدیگر قرار گرفته اند همچنین نمودار حداکثر سرعت F-15 (غیر level flight) نیز با خط سیاه مشخص شده است .
هر دو جنگنده طبق اعلام رسمی سازنده و به کار گیرنده ی آن ها دارای حداکثر سرعت استانداردی معادل 2.83 ماخ می‌باشند اما کدام یک عملکرد بهتری خواهد داشت ؟
در ارتفاع کمتر از 18km~ و به خصوص کمتر از 15km ، حداکثر سرعت F-15 به وضوح برتر از mig-25 است (حتی در level flight) و به طور کلی رسیدن به سرعت مشابه در ارتفاع کمتر یا سرعت بیشتر در ارتفاع برابر یک برتری محسوب خواهد شد زیرا شرایط وزنی روی سقف پرواز و شرایط اوج گیری و ... تاثیر کمتری خواهد داشت (برخی مواقع حتی زمان کافی برای اوج گیری وجود ندارد خصوصا از ارتفاع نسبتا پایین و با توجه به وزن و رانش به وزنِ Mig)
البته این موارد در Mig-31 بهبود یافته است ...
👉@Hadi_Notes✍
در تصویر 1 نمودار 1G envelope یا در حالت level flight برای جنگنده ی F-15 و در تصویر 2 نمودار حداکثر سرعت برای جنگنده ی Mig-25 آورده شده است .
در تصویر آخر این دو نمودار ترکیب و کنار یکدیگر قرار گرفته اند همچنین نمودار حداکثر سرعت F-15 (غیر level flight) نیز با خط سیاه مشخص شده است .
هر دو جنگنده طبق اعلام رسمی سازنده و به کار گیرنده ی آن ها دارای حداکثر سرعت استانداردی معادل 2.83 ماخ می‌باشند اما کدام یک عملکرد بهتری خواهد داشت ؟
در ارتفاع کمتر از 18km~ و به خصوص کمتر از 15km ، حداکثر سرعت F-15 به وضوح برتر از mig-25 است (حتی در level flight) و به طور کلی رسیدن به سرعت مشابه در ارتفاع کمتر یا سرعت بیشتر در ارتفاع برابر یک برتری محسوب خواهد شد زیرا شرایط وزنی روی سقف پرواز و شرایط اوج گیری و ... تاثیر کمتری خواهد داشت (برخی مواقع حتی زمان کافی برای اوج گیری وجود ندارد خصوصا از ارتفاع نسبتا پایین و با توجه به وزن و رانش به وزنِ Mig)
البته این موارد در Mig-31 بهبود یافته است ...
👉@Hadi_Notes✍
تمامی نسخه های F-15 توان رسیدن به حدود 2.8+ ماخ را خواهند داشت (بدون CFT) و در میان نسل چهارم ها تنها Mig-31 توانمندی لازم جهت برابری را خواهد داشت .
بر خلاف نمودار سرعت Mig-25 که در ارتفاعات پایین تر از 15 کیلومتری به طور قابل توجهی پایین تر از سرعت F-15 است ؛ در Mig-31 با موتور مدرن ، سرعت در ارتفاع پست به 1.2~ می‌رسد در نتیجه نمودار حداکثر سرعت F-15 و Mig-31 بسیار به هم نزدیک خواهد بود .
همچنین دیگر نسل چهارم ها به کمتر از 2.4 تا حتی کمتر از 2 ماخ محدود هستند ...
البته که باید توجه داشت اعداد فوق در حالت بدون حمل سلاح و حتی بدون حمل پایلون ها گفته میشود (Clean یا به روسی без подвесок) تا مقاومت هوا به کمترین سطح خود برسد در حالی که با نصب سلاح سرعت به مراتب کمتر خواهد بود برای مثال حداکثر سرعت F-15 با لود تهاجمی سنگین به 2> ماخ محدود میشود!
👉@Hadi_Notes✍
بر خلاف نمودار سرعت Mig-25 که در ارتفاعات پایین تر از 15 کیلومتری به طور قابل توجهی پایین تر از سرعت F-15 است ؛ در Mig-31 با موتور مدرن ، سرعت در ارتفاع پست به 1.2~ می‌رسد در نتیجه نمودار حداکثر سرعت F-15 و Mig-31 بسیار به هم نزدیک خواهد بود .
همچنین دیگر نسل چهارم ها به کمتر از 2.4 تا حتی کمتر از 2 ماخ محدود هستند ...
البته که باید توجه داشت اعداد فوق در حالت بدون حمل سلاح و حتی بدون حمل پایلون ها گفته میشود (Clean یا به روسی без подвесок) تا مقاومت هوا به کمترین سطح خود برسد در حالی که با نصب سلاح سرعت به مراتب کمتر خواهد بود برای مثال حداکثر سرعت F-15 با لود تهاجمی سنگین به 2> ماخ محدود میشود!
👉@Hadi_Notes✍
یکم در مورد چرخیدن صحبت کنیم !
خب یک سری کلیات رو درباره ی Lift و Drag و Thrust و ... میدونیم و امروز در مورد مفاهیم چرخش صحبت میکنیم ...
به طور کلی چرخیدن دو نوع داره یا دور یک محور که از داخل سازه رد میشه چرخش میکنیم یا حول یک محور که خارج از سازه هست مثل وقتی هست که بگیم همون جایی که ایستادیم دور خودمون بچرخیم بدون جا به جا شدن (حول محور داخلی خودمون) یا دور یک میدان راه بریم (چرخیدن حول یک محور خارجی که در وسط میدان قرار دارد)
متن های آبی رنگ حاوی لینک هستند و برای مطالعه بیشتر میتونید روشون ضربه بزنید
آشنایی اولیه با #مفاهیم_چرخش (1)
👉@Hadi_Notes✍
خب یک سری کلیات رو درباره ی Lift و Drag و Thrust و ... میدونیم و امروز در مورد مفاهیم چرخش صحبت میکنیم ...
به طور کلی چرخیدن دو نوع داره یا دور یک محور که از داخل سازه رد میشه چرخش میکنیم یا حول یک محور که خارج از سازه هست مثل وقتی هست که بگیم همون جایی که ایستادیم دور خودمون بچرخیم بدون جا به جا شدن (حول محور داخلی خودمون) یا دور یک میدان راه بریم (چرخیدن حول یک محور خارجی که در وسط میدان قرار دارد)
متن های آبی رنگ حاوی لینک هستند و برای مطالعه بیشتر میتونید روشون ضربه بزنید
آشنایی اولیه با #مفاهیم_چرخش (1)
👉@Hadi_Notes✍
در این متن ، چرخش حول محور داخلی رو (گردش) در نظر میگیریم و یک هواپیما سه محور برای گردش دارد :
- گردش در محور عمودی (yaw) ،
- گردش در محور طولی (roll) ،
- گردش در محور عرضی (pitch)
مطابق تصویر زاویه ی میان wingspan و تراز افق را زاویه ی Bank و زاویه میان chord بال و مسیر حرکت هواپیما را زاویه حمله یا AOA تعریف میکنیم و با توجه به این تعریف :
- تغییرات زاویه (Bank) = roll +
- تغییرات زاویه حمله (AOA) = pitch +
توجه : زاویه حمله را با توجه به مسیر حرکت در نظر میگیرند نه با توجه به خط تراز افق در نتیجه ممکن است یک پرنده در حال حرکت عمودی به سمت بالا باشد اما با زاویه حمله 0 درجه ...
👉@Hadi_Notes✍
- گردش در محور عمودی (yaw) ،
- گردش در محور طولی (roll) ،
- گردش در محور عرضی (pitch)
مطابق تصویر زاویه ی میان wingspan و تراز افق را زاویه ی Bank و زاویه میان chord بال و مسیر حرکت هواپیما را زاویه حمله یا AOA تعریف میکنیم و با توجه به این تعریف :
- تغییرات زاویه (Bank) = roll +
- تغییرات زاویه حمله (AOA) = pitch +
توجه : زاویه حمله را با توجه به مسیر حرکت در نظر میگیرند نه با توجه به خط تراز افق در نتیجه ممکن است یک پرنده در حال حرکت عمودی به سمت بالا باشد اما با زاویه حمله 0 درجه ...
👉@Hadi_Notes✍
چرخش به دور محور خارجی به طور کلی سه حالت دارد که دو حالت زیر معروف هستند :
- yaw turn
- banking turn
در yaw turn چرخش با استفاده از سکان عمودی صورت میگیرد و در banking turn با افزایش زاویه Bank و جهت دهی به بردار نیروی Lift ... اما ابتدا نیاز است به درک مفهوم Level flight و Level turn :
نیروی برآ (Lift) با غلبه بر وزن ، ارتفاع پرواز هواپیما را حفظ میکند حال اگر این نیرو کمتر از وزن شود ؛ شاهد کاهش ارتفاع هستیم و برعکس ... در مفهوم (Level) به ثابت بودن ارتفاع اشاره میشود به این معنی که هواپیما در هنگام چرخش و یا پرواز در خط مستقیم ، افزایش یا کاهش ارتفاع نداشته باشد .
((ثابت بودن ارتفاع)) ...
👉@Hadi_Notes✍
- yaw turn
- banking turn
در yaw turn چرخش با استفاده از سکان عمودی صورت میگیرد و در banking turn با افزایش زاویه Bank و جهت دهی به بردار نیروی Lift ... اما ابتدا نیاز است به درک مفهوم Level flight و Level turn :
نیروی برآ (Lift) با غلبه بر وزن ، ارتفاع پرواز هواپیما را حفظ میکند حال اگر این نیرو کمتر از وزن شود ؛ شاهد کاهش ارتفاع هستیم و برعکس ... در مفهوم (Level) به ثابت بودن ارتفاع اشاره میشود به این معنی که هواپیما در هنگام چرخش و یا پرواز در خط مستقیم ، افزایش یا کاهش ارتفاع نداشته باشد .
((ثابت بودن ارتفاع)) ...
👉@Hadi_Notes✍
بررسی banking turn در Level turn :
همون طور که در تصویر دیده میشه با roll زدن و افزایش زاویه bank ، بردار نیروی برآ به سمت راست متمایل شده در نتیجه بردار Lift ، جمع برداری دو بردار است :
۱- بردار نیروی عمودی (vertical force)
۲- بردار نیروی جانبی (side force)
بردار عمودی مثل گذشته سعی در مقابله با وزن و حفظ ارتفاع هواپیما دارد در حالی که بردار نیروی جانبی هواپیما را به سمت راست میکشد در نتیجه این نیرو باعث چرخیدن هواپیما حول محور چرخش واقع در سمت راست پرنده میشود . (تصویر بالا)
مفهوم Level turn را به یاد آورید ...
حفظ ارتفاع ...
با افزایش زاویه Bank ، نیروی Lift به دو بخش تقسیم میشود در نتیجه نیروی عمودی کاهش پیدا میکند -نسبت به حالتی که تمام بردار نیروی Lift عمودی بود- و پرنده کاهش ارتفاع خواهد داشت زیرا نمی‌تواند نیروی وزن را خنثی کند ... برای حفظ ارتفاع در level turn ، هواپیما باید Lift بیشتری تامین کند تا بتواند نیروی Lift لازم برای حفظ ارتفاع و غلبه بر وزن را تامین کند ...
اما چگونه ؟!
👉@Hadi_Notes✍
همون طور که در تصویر دیده میشه با roll زدن و افزایش زاویه bank ، بردار نیروی برآ به سمت راست متمایل شده در نتیجه بردار Lift ، جمع برداری دو بردار است :
۱- بردار نیروی عمودی (vertical force)
۲- بردار نیروی جانبی (side force)
بردار عمودی مثل گذشته سعی در مقابله با وزن و حفظ ارتفاع هواپیما دارد در حالی که بردار نیروی جانبی هواپیما را به سمت راست میکشد در نتیجه این نیرو باعث چرخیدن هواپیما حول محور چرخش واقع در سمت راست پرنده میشود . (تصویر بالا)
مفهوم Level turn را به یاد آورید ...
حفظ ارتفاع ...
با افزایش زاویه Bank ، نیروی Lift به دو بخش تقسیم میشود در نتیجه نیروی عمودی کاهش پیدا میکند -نسبت به حالتی که تمام بردار نیروی Lift عمودی بود- و پرنده کاهش ارتفاع خواهد داشت زیرا نمی‌تواند نیروی وزن را خنثی کند ... برای حفظ ارتفاع در level turn ، هواپیما باید Lift بیشتری تامین کند تا بتواند نیروی Lift لازم برای حفظ ارتفاع و غلبه بر وزن را تامین کند ...
اما چگونه ؟!
👉@Hadi_Notes✍
پس باید با Lift اندکی بیشتر آشنا شویم ...
در تصویر بالا معادله Lift آورده شده :
- چگالی هوا (رو)
- سرعت (V^2)
- مساحت بال (S)
- ضریب برآ (CL)
با ثابت بودن ارتفاع ، چگالی و مساحت بال ، عوامل موثر در Lift به ضریب برآ و سرعت خلاصه میشود در نتیجه برای افزایش Lift میبایست یا سرعت را افزایش دهیم یا CL را ... سرعت بیشتر میتواند با افزایش رانش به دست آید و البته محدودیت هایی مانند پتانسیل موتور و ... نیز وجود دارد .
در مورد سرعت (اینجا) را مطالعه کنید .
اما ضریب برآ (CL) :
ضریب برا مطابق تصویر به پارامتر های زیر وابسته است :
- شیب CL ایرفویل 2 بعدی (CLa)
- نسبت منظری (AR)
- زاویه حمله AOA (آلفا)
نتیجه : افزایش AOA = افزایش CL
نکته : خب اینجا آمدیم به جای ایرفویل نازک از تئوری لیفت پراندل استفاده کردیم که نسبت منظری رو تاثیر بدیم و بال سه بعدی مد نظر باشه به اصطلاح ...
گوشه تصویر هم بال F-22 با یکی از کمترین نسبت های منظری در طراحی ...
👉@Hadi_Notes✍
در تصویر بالا معادله Lift آورده شده :
- چگالی هوا (رو)
- سرعت (V^2)
- مساحت بال (S)
- ضریب برآ (CL)
با ثابت بودن ارتفاع ، چگالی و مساحت بال ، عوامل موثر در Lift به ضریب برآ و سرعت خلاصه میشود در نتیجه برای افزایش Lift میبایست یا سرعت را افزایش دهیم یا CL را ... سرعت بیشتر میتواند با افزایش رانش به دست آید و البته محدودیت هایی مانند پتانسیل موتور و ... نیز وجود دارد .
در مورد سرعت (اینجا) را مطالعه کنید .
اما ضریب برآ (CL) :
ضریب برا مطابق تصویر به پارامتر های زیر وابسته است :
- شیب CL ایرفویل 2 بعدی (CLa)
- نسبت منظری (AR)
- زاویه حمله AOA (آلفا)
نتیجه : افزایش AOA = افزایش CL
نکته : خب اینجا آمدیم به جای ایرفویل نازک از تئوری لیفت پراندل استفاده کردیم که نسبت منظری رو تاثیر بدیم و بال سه بعدی مد نظر باشه به اصطلاح ...
گوشه تصویر هم بال F-22 با یکی از کمترین نسبت های منظری در طراحی ...
👉@Hadi_Notes✍