بریم سراغ کاهش شعاع چرخش ...
همون طور که دیدید در banking turn عامل چرخش نیروی side force بود که از مایل شدن بردار برآ حاصل میشد حالا اگر بخواهیم بردار نیروی برآ زاویه بیشتری پیدا کند (نیروی جانبی بیشتر و درنتیجه شعاع چرخش کمتر) باید زاویه Bank را افزایش دهیم البته اگر بتوانیم Lift عمودی یکسانی با وزن هواپیما را همچنان تامین کنیم تا در Level turn بمانیم و کاهش ارتفاع نداشته باشیم ... (با افزایش سرعت یا زاویه حمله که البته محدودیت های خود را دارد ...)
اما افزایش زاویه Bank ساده نیست !
تصویر بالا رابطه ی ضریب بار (Load factor) و سرعت استال را با زاویه Bank نشان میدهد در نتیجه برای شعاع چرخش کمتر باید سریع تر بود و بدنه مقاوم تری داشت که محدودیت های طراحی را به دنبال دارد (با توجه به نکته ی زیر)
نکته بسیار مهم : این تصویر فقط برای پرواز Level turn است پس :
ضریب بار و استال در اینجا بر مبنای تامین لیفت عمودی (برابر با وزن هواپیما) تعریف میشوند ...
خب حالا یکم استراحت بدیم به خودمون :)
👉@Hadi_Notes✍
همون طور که دیدید در banking turn عامل چرخش نیروی side force بود که از مایل شدن بردار برآ حاصل میشد حالا اگر بخواهیم بردار نیروی برآ زاویه بیشتری پیدا کند (نیروی جانبی بیشتر و درنتیجه شعاع چرخش کمتر) باید زاویه Bank را افزایش دهیم البته اگر بتوانیم Lift عمودی یکسانی با وزن هواپیما را همچنان تامین کنیم تا در Level turn بمانیم و کاهش ارتفاع نداشته باشیم ... (با افزایش سرعت یا زاویه حمله که البته محدودیت های خود را دارد ...)
اما افزایش زاویه Bank ساده نیست !
تصویر بالا رابطه ی ضریب بار (Load factor) و سرعت استال را با زاویه Bank نشان میدهد در نتیجه برای شعاع چرخش کمتر باید سریع تر بود و بدنه مقاوم تری داشت که محدودیت های طراحی را به دنبال دارد (با توجه به نکته ی زیر)
نکته بسیار مهم : این تصویر فقط برای پرواز Level turn است پس :
ضریب بار و استال در اینجا بر مبنای تامین لیفت عمودی (برابر با وزن هواپیما) تعریف میشوند ...
خب حالا یکم استراحت بدیم به خودمون :)
👉@Hadi_Notes✍
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~،…
حداکثر سرعت (max speed یا top speed) وابسته به ارتفاع است و میتواند در هر ارتفاعی بیان شود و برای یک جنگنده در بازه ی ارتفاع 0 تا سقف پرواز آن بیشمار عدد به عنوان حداکثر سرعت وجود دارد.
برای مثال حداکثر سرعت (top/max speed) F-16 را بررسی میکنیم :
F-16 at sea level (h=~0): ~1.2 M
F-16 at 6000 feet : 1.35 M
F-16 at 9700 feet : 1.40 M
.
.
.
F-16 at 36000 feet : 1.96 M
F-16 at 54000 feet : 1.78 M
* : تصویر گویای شرایط آزمایش است .
مراجع مختلف برای بیان حداکثر سرعت می‌توانند ارتفاع دلخواه را مد نظر بگیرند از این رو مثلا BAE برای تورنادو ادعا میکند MAX speed = 1.3M یعنی حدود 1000mph در حالی که موزه ملی حداکثر سرعت این جت را 1490mph اعلام میکند در واقع این دو گزاره تناقضی با هم ندارند فقط در دو ارتفاع مختلف بیان شده اند اما بیان حداکثر تعداد ماخ قابل دسترسی کار را ساده میکند زیرا در ارتفاع بهینه (ارتفاع کروز ، خلأ و ارتفاع بالا نیز به اصطلاح میگویند) گفته شده و نمایان گر حد نهایی سرعت است برای مثال حداکثر تعداد ماخ توسط سازنده برای Su-35 حدود 2.25 ماخ و برای Su-30Mk حدود 1.9 ماخ است. (без подвесок)
👉@Hadi_Notes✍
برای مثال حداکثر سرعت (top/max speed) F-16 را بررسی میکنیم :
F-16 at sea level (h=~0): ~1.2 M
F-16 at 6000 feet : 1.35 M
F-16 at 9700 feet : 1.40 M
.
.
.
F-16 at 36000 feet : 1.96 M
F-16 at 54000 feet : 1.78 M
* : تصویر گویای شرایط آزمایش است .
مراجع مختلف برای بیان حداکثر سرعت می‌توانند ارتفاع دلخواه را مد نظر بگیرند از این رو مثلا BAE برای تورنادو ادعا میکند MAX speed = 1.3M یعنی حدود 1000mph در حالی که موزه ملی حداکثر سرعت این جت را 1490mph اعلام میکند در واقع این دو گزاره تناقضی با هم ندارند فقط در دو ارتفاع مختلف بیان شده اند اما بیان حداکثر تعداد ماخ قابل دسترسی کار را ساده میکند زیرا در ارتفاع بهینه (ارتفاع کروز ، خلأ و ارتفاع بالا نیز به اصطلاح میگویند) گفته شده و نمایان گر حد نهایی سرعت است برای مثال حداکثر تعداد ماخ توسط سازنده برای Su-35 حدود 2.25 ماخ و برای Su-30Mk حدود 1.9 ماخ است. (без подвесок)
👉@Hadi_Notes✍
پیمایش یا پرواز بهینه (optimum cruise)
یک هواپیما دارای ایرفویل (بال) را تصور کنید که عامل اصلی پرواز آن نیروی برآ ایی است که بال ها تولید میکنند اما این نیرو نیز به سرعت هواپیما وابسته است که توسط پیشرانی تامین میشود که بر مقاومت هوای کل سازه غلبه میکند .
اگر این نیرو بتواند با وزن هواپیما یکسان باشد؛ یک Level flight یا پرواز بدون کاهش/افزایش ارتفاع خواهیم داشت .
هنگامی که به هواپیما محموله ی خارجی متصل می‌گردد؛ این محموله وزن هواپیما را افزایش میدهد و این یعنی نیاز به تولید نیروی برآ بیشتری که در سرعت ثابت به معنی افزایش مقاومت هوا است همچنین خود محموله به مقاومت هوای هواپیما می افزاید.
حالت پیمایش بهینه :
هر هواپیمایی دارای سرعتىست که در آن به نسبتِ طی مسافت، کمترین مصرف سوخت را دارد برای مثال تصور کنید یک پیشران با سه سرعت زیر ، سه مصرف سوخت را ارائه میکند (واحد/ساعت : P/H)
1- سرعت 80 P/H، مصرف 10 P/H
2- سرعت 90 P/H، مصرف 11 P/H
3- سرعت 95 P/H، مصرف 12 P/H
در سه حالت بالا بدیهی به نظر می‌رسد که حالت دوم میتواند به برد بیشتر با مصرف سوخت کمتر (در زمان یکسان) برسد .
👉@Hadi_Notes✍
یک هواپیما دارای ایرفویل (بال) را تصور کنید که عامل اصلی پرواز آن نیروی برآ ایی است که بال ها تولید میکنند اما این نیرو نیز به سرعت هواپیما وابسته است که توسط پیشرانی تامین میشود که بر مقاومت هوای کل سازه غلبه میکند .
اگر این نیرو بتواند با وزن هواپیما یکسان باشد؛ یک Level flight یا پرواز بدون کاهش/افزایش ارتفاع خواهیم داشت .
هنگامی که به هواپیما محموله ی خارجی متصل می‌گردد؛ این محموله وزن هواپیما را افزایش میدهد و این یعنی نیاز به تولید نیروی برآ بیشتری که در سرعت ثابت به معنی افزایش مقاومت هوا است همچنین خود محموله به مقاومت هوای هواپیما می افزاید.
حالت پیمایش بهینه :
هر هواپیمایی دارای سرعتىست که در آن به نسبتِ طی مسافت، کمترین مصرف سوخت را دارد برای مثال تصور کنید یک پیشران با سه سرعت زیر ، سه مصرف سوخت را ارائه میکند (واحد/ساعت : P/H)
1- سرعت 80 P/H، مصرف 10 P/H
2- سرعت 90 P/H، مصرف 11 P/H
3- سرعت 95 P/H، مصرف 12 P/H
در سه حالت بالا بدیهی به نظر می‌رسد که حالت دوم میتواند به برد بیشتر با مصرف سوخت کمتر (در زمان یکسان) برسد .
👉@Hadi_Notes✍
به حالت دوم ، پیمایش بهینه در طی مسافت با سرعت بهینه میگوییم زیرا به بیشترین مسافت دست پیدا میکند.
همان طور که گفتیم تغییرات وزن بسیار مهم است زیرا برای پرواز باید نیروی برآ وابسته به وزن تغییر کند و خود باعث تغییر مقاومت هوای کل و در نتیجه رانش پیشران شده تا سرعت مناسب را حفظ کند.
* : پس میتوان این طور نتیجه گرفت که متناظر با وزن کل هواپیما در هر لحظه، یک میزان مصرف سوخت بهینه برای پیمایش بهینه داریم یعنی بر این اساس در ارتفاع پروازی خاصی، سرعت و مصرف سوخت رابطه ای دارند که ضرب آن ها پیمودن بیشترین مسافت ممکن را در آن وزن کل و آن لحظه حاصل میکند .
نکته : وزن هواپیما همواره در حال تغییر است زیرا از ابتدای پرواز با سوزاندن سوخت، هواپیما سبک میشود پس چطور محاسبه کنیم ؟
یک معادله خطی (le) ساده را در نظر بگیرید؛ ورودی تابع را وزن و خروجی را مصرف سوخت در نظر بگیرید و سرعت تغییرات ورودی را ثابت تصور کنید؛ بدیهی به نظر می‌رسد که برای داشتن میانگین مصرف سوخت باید میانگین حداکثر/حداقل مصرف سوخت را متصور شویم .
👉@Hadi_Notes✍
همان طور که گفتیم تغییرات وزن بسیار مهم است زیرا برای پرواز باید نیروی برآ وابسته به وزن تغییر کند و خود باعث تغییر مقاومت هوای کل و در نتیجه رانش پیشران شده تا سرعت مناسب را حفظ کند.
* : پس میتوان این طور نتیجه گرفت که متناظر با وزن کل هواپیما در هر لحظه، یک میزان مصرف سوخت بهینه برای پیمایش بهینه داریم یعنی بر این اساس در ارتفاع پروازی خاصی، سرعت و مصرف سوخت رابطه ای دارند که ضرب آن ها پیمودن بیشترین مسافت ممکن را در آن وزن کل و آن لحظه حاصل میکند .
نکته : وزن هواپیما همواره در حال تغییر است زیرا از ابتدای پرواز با سوزاندن سوخت، هواپیما سبک میشود پس چطور محاسبه کنیم ؟
یک معادله خطی (le) ساده را در نظر بگیرید؛ ورودی تابع را وزن و خروجی را مصرف سوخت در نظر بگیرید و سرعت تغییرات ورودی را ثابت تصور کنید؛ بدیهی به نظر می‌رسد که برای داشتن میانگین مصرف سوخت باید میانگین حداکثر/حداقل مصرف سوخت را متصور شویم .
👉@Hadi_Notes✍
خب البته در هواپیما ها پیچیده تر از یک معادله خطی ساده است زیرا تغییرات سرعت هواپیما و میزان مصرف سوخت ثابت نیست در نتیجه مانند تصویر فوق نمودار پیمایش بهینه (مصرف سوخت - مسافت) حاصل میشود !
برای سادگی کار میتوانید با پذیرش درصد اندکی خطا در محاسبه ، نمودار را یک نمودار خطی تصور کنید به این شکل که ورودی (وزن کل) را وزن ثابت + نیمی از وزن متغییر در نظر بگیرید .
توجه کنید که عددی که به دست می آورید همواره کمتر از عدد حقیقی است زیرا با کاهش وزن، به نسبت مصرف سوخت در برد مشابه کمتر میشود برای مثال یک هواپیما با پر بودن تنها 50 درصد سوخت داخلی برد بیشتری دارد تا همان هواپیما که سوخت داخلی آن 100 درصد پر باشد و صرفا تا 50 درصد از آن استفاده کند. (مقدار سوخت یکسان، برد متفاوت)
مثال های بعدی استفاده از این نمودار را نشان میدهد و توجه کنید که در نمودار ها، سرعت و ارتفاع پرواز به شکل بهینه محاسبه شده و تنها یک نسبت میان مصرف سوخت و برد مبتنی بر میزان وزن کل سازه به ما میدهد برای مثال nmi (مایل دریایی) بر lb (پوند) سوخت یعنی با داشتن هر 1 پوند سوخت چه مسافتی را میتوان طی کرد (با توجه به وزن)
👉@Hadi_Notes✍
برای سادگی کار میتوانید با پذیرش درصد اندکی خطا در محاسبه ، نمودار را یک نمودار خطی تصور کنید به این شکل که ورودی (وزن کل) را وزن ثابت + نیمی از وزن متغییر در نظر بگیرید .
توجه کنید که عددی که به دست می آورید همواره کمتر از عدد حقیقی است زیرا با کاهش وزن، به نسبت مصرف سوخت در برد مشابه کمتر میشود برای مثال یک هواپیما با پر بودن تنها 50 درصد سوخت داخلی برد بیشتری دارد تا همان هواپیما که سوخت داخلی آن 100 درصد پر باشد و صرفا تا 50 درصد از آن استفاده کند. (مقدار سوخت یکسان، برد متفاوت)
مثال های بعدی استفاده از این نمودار را نشان میدهد و توجه کنید که در نمودار ها، سرعت و ارتفاع پرواز به شکل بهینه محاسبه شده و تنها یک نسبت میان مصرف سوخت و برد مبتنی بر میزان وزن کل سازه به ما میدهد برای مثال nmi (مایل دریایی) بر lb (پوند) سوخت یعنی با داشتن هر 1 پوند سوخت چه مسافتی را میتوان طی کرد (با توجه به وزن)
👉@Hadi_Notes✍
در اولین مثال برای سادگی کار یک سوپر هورنت (F-18) را در نظر میگیریم که وزن خشک (empty weight) آن به طور پیش فرض 32250 پوند و تمام ظرفیت سوخت داخلی آن 14700 پوند تصور میشود .
32250 + (14700/2) = 39600
در نتیجه در نمودار این وزن را به عنوان ورودی انتخاب میکنیم و نموداری با درگ ایندکس (DI) - 0 - را در نظر میگیریم زیرا بدون لود یا محموله ی خارجی ، هیچ مقاومت هوایی به سازه اضافه نشده است .
مسافت قابل پیمایش :
14700 lb × 0.121 = 1778 nmi
یعنی سوپر هورنت میتواند با سوخت داخلی بدون محموله خارجی و سوخت گیری هوایی ، چیزی حدود 3200km+ پرواز کند که البته در هنگام برخاست و اوج گیری مصرف سوخت بیشتری دارد اما به همین شکل در هنگام فرود و کاهش ارتفاع مصرف سوخت کمتر و همچنین تخمین ما نیز کمتر از عدد حقیقی بود در نتیجه میتوان گفت عدد حاصل تخمین مناسبی از برد جنگنده بدون در نظر گرفتن نمودار های دیگر و پیچیدگی محاسباتی خواهد بود .
اما این پایان ماجرا نیست ... :)
👉@Hadi_Notes✍
32250 + (14700/2) = 39600
در نتیجه در نمودار این وزن را به عنوان ورودی انتخاب میکنیم و نموداری با درگ ایندکس (DI) - 0 - را در نظر میگیریم زیرا بدون لود یا محموله ی خارجی ، هیچ مقاومت هوایی به سازه اضافه نشده است .
مسافت قابل پیمایش :
14700 lb × 0.121 = 1778 nmi
یعنی سوپر هورنت میتواند با سوخت داخلی بدون محموله خارجی و سوخت گیری هوایی ، چیزی حدود 3200km+ پرواز کند که البته در هنگام برخاست و اوج گیری مصرف سوخت بیشتری دارد اما به همین شکل در هنگام فرود و کاهش ارتفاع مصرف سوخت کمتر و همچنین تخمین ما نیز کمتر از عدد حقیقی بود در نتیجه میتوان گفت عدد حاصل تخمین مناسبی از برد جنگنده بدون در نظر گرفتن نمودار های دیگر و پیچیدگی محاسباتی خواهد بود .
اما این پایان ماجرا نیست ... :)
👉@Hadi_Notes✍
درگ ایندکس (DI)...
نسبت مقاومت هوای خارجی اضافه شده به سازه ی اصلی که بر روی سرعت کروز و مصرف سوخت و در کل بر پیمایش بهینه (optimum cruise) تاثیر گذار است.
تصاویر بالا درگ ایندکس برخی محموله های خارجی را برای سوپر هورنت نشان میدهد و باید گفت نصب سلاح ها در جایگاه های مختلف تاثیر متفاوتی دارد برای مثال نصب مخزن سوخت در جایگاه اول بال (ib)، مقاومت هوای بیشتری از جایگاه دوم(mb) یا جایگاه مرکزی(CL) ایجاد میکند و نصب AIM-9 در نوک بال تقریبا هیچ مقاومت هوایی نمی افزاید... حال آنکه خود محموله ها روی یکدیگر و مقاومت هوای کل تاثیر دارند برای مثال نصب مخازن سوخت در جایگاه اول بال میتواند روی مخزن سوخت متصل در جایگاه مرکزی تاثیر گذاشته و درگ ایندکس آن را از 19 به 22 افزایش دهد.
باز هم محاسبات کسالت آور...
در اینجا نیز سعی بر به دست آوردن یک تقریب است نه یک محاسبه ی بسیار دقیق همچنین تاثیر تمامی این موارد به طور کلی زیر 5% تا بلکه زیر 2% خطا را حاصل میکند هر چند باید توجه داشت همه اینها در جو استاندارد است و تغییرات آب و هوایی خود متغیری دیگر که البته باز هم نتایج را زمین تا آسمان تغییر نمی‌دهد.
👉@Hadi_Notes✍
نسبت مقاومت هوای خارجی اضافه شده به سازه ی اصلی که بر روی سرعت کروز و مصرف سوخت و در کل بر پیمایش بهینه (optimum cruise) تاثیر گذار است.
تصاویر بالا درگ ایندکس برخی محموله های خارجی را برای سوپر هورنت نشان میدهد و باید گفت نصب سلاح ها در جایگاه های مختلف تاثیر متفاوتی دارد برای مثال نصب مخزن سوخت در جایگاه اول بال (ib)، مقاومت هوای بیشتری از جایگاه دوم(mb) یا جایگاه مرکزی(CL) ایجاد میکند و نصب AIM-9 در نوک بال تقریبا هیچ مقاومت هوایی نمی افزاید... حال آنکه خود محموله ها روی یکدیگر و مقاومت هوای کل تاثیر دارند برای مثال نصب مخازن سوخت در جایگاه اول بال میتواند روی مخزن سوخت متصل در جایگاه مرکزی تاثیر گذاشته و درگ ایندکس آن را از 19 به 22 افزایش دهد.
باز هم محاسبات کسالت آور...
در اینجا نیز سعی بر به دست آوردن یک تقریب است نه یک محاسبه ی بسیار دقیق همچنین تاثیر تمامی این موارد به طور کلی زیر 5% تا بلکه زیر 2% خطا را حاصل میکند هر چند باید توجه داشت همه اینها در جو استاندارد است و تغییرات آب و هوایی خود متغیری دیگر که البته باز هم نتایج را زمین تا آسمان تغییر نمی‌دهد.
👉@Hadi_Notes✍
خب حالا بریم سراغ یک سوپر هورنت مسلح به 8 عدد AIM-120 و 2 عدد AIM-9X و یک مخزن سوخت در سنتر لاین (480gal) در حالی که تا انتهای پرواز فرض میکنیم این محموله باقی بماند .
وزن کل برای محاسبه :
نیمی از سوخت مخزن خارجی + نیمی از سوخت مخازن داخلی + وزن محموله (8 امرام و 2 سایدویندر به همراه پایلون و ریل ها...)
چیزی قریب به 45000lb
مقاومت هوای کل :
مقاومت هوای موشک ها + ریل و ...
به کل چیزی حدود 75 واحد DI
برد :
مقدار سوخت × مصرف سوخت ویژه
17800 lb × 0.092 = 1637 nmi
نکته : مقدار سوخت یعنی کل سوخت داخلی + کل سوخت خارجی
در نتیجه سوپر هورنت با این لود میتواند 3000km~ پرواز کند .
آنچه تا اینجا گفتیم ، تلاش جنگنده برای رسیدن به بیشترین برد یا بیشترین طی مسافت ممکن بود ... (Optimum cruise)
شیطونه میگه مداومت پروازی رو هم بررسی کنیم ... 🤔😁
👉@Hadi_Notes✍
وزن کل برای محاسبه :
نیمی از سوخت مخزن خارجی + نیمی از سوخت مخازن داخلی + وزن محموله (8 امرام و 2 سایدویندر به همراه پایلون و ریل ها...)
چیزی قریب به 45000lb
مقاومت هوای کل :
مقاومت هوای موشک ها + ریل و ...
به کل چیزی حدود 75 واحد DI
برد :
مقدار سوخت × مصرف سوخت ویژه
17800 lb × 0.092 = 1637 nmi
نکته : مقدار سوخت یعنی کل سوخت داخلی + کل سوخت خارجی
در نتیجه سوپر هورنت با این لود میتواند 3000km~ پرواز کند .
آنچه تا اینجا گفتیم ، تلاش جنگنده برای رسیدن به بیشترین برد یا بیشترین طی مسافت ممکن بود ... (Optimum cruise)
شیطونه میگه مداومت پروازی رو هم بررسی کنیم ... 🤔😁
👉@Hadi_Notes✍
در راهنمای هواپیما های مختلف، روش های متفاوتی برای توضیح این بحث وجود داره در نتیجه همه ی نمودار ها مثل هم نیست مثلا تصاویر بالا مرتبط با AV-8 , A-10 , F-4 هست که طراحی نمودار و پارامتر های آن متفاوتند ...
در این مطلب همه ی تلاشم رو کردم تا با کمترین محاسبه و به ساده ترین و سریع ترین شکل به تخمین مناسبی برسیم ...
توضیح نمودار های اوج گیری و فرود بماند برای وقتی دیگر :)
👉@Hadi_Notes✍
در این مطلب همه ی تلاشم رو کردم تا با کمترین محاسبه و به ساده ترین و سریع ترین شکل به تخمین مناسبی برسیم ...
توضیح نمودار های اوج گیری و فرود بماند برای وقتی دیگر :)
👉@Hadi_Notes✍
جداول بررسی مقاومت هوای محموله ها برای F-15E (درگ ایندکس)
سوال : F-15E با 3 مخزن سوخت 600 گالنی خارجی و 4 بمب 2000 پوندی و 2 پاد و CFT چقدر درگ ایندکس دارد ؟
پاسخ :
خب تصور کنیم این جنگنده رو به 3 مخزن سوخت مجهز میکنیم یعنی 12.2+6+6 واحد به همراه دو پاد و CFT یعنی 9.5+7.4+20.1 واحد درگ مضاعف و در نهایت 4 بمب 2000 پوندی یعنی حدود 23+ واحد که در مجموع در چنین لودی جنگنده دارای 85 واحد درگ ایندکس خواهد بود که البته اینا روی یکدیگر نیز اثر دارند و در مجموع میتونید حدود 100 واحد درگ ایندکس رو تصور کنید .
محاسبه ی حدودی و ساده ی درگ ایندکس کل (یعنی نسبت مقاومت هوای افزایش یافته در این لود به حالت بدون حمل سلاح ...) رو شاهد بودید .
تو حالت مد نظر با سه مخزن 600 گالن و CFT ها به همراه مخازن سوخت داخلی، در مجموع جنگنده 35500 پوند سوخت حمل می‌کنه هر چند بین سوخت ها تفاوت وزنی وجود داره و درستش اینه که با ظرفیت حجمی بریم جلو نه ظرفیت جرمی اما کار رو ساده میکنیم و وارد پیچیدگی های تبدیل نمیشم 🙃
بریم ادامه ی داستان 👇👇
👉@Hadi_Notes✍
سوال : F-15E با 3 مخزن سوخت 600 گالنی خارجی و 4 بمب 2000 پوندی و 2 پاد و CFT چقدر درگ ایندکس دارد ؟
پاسخ :
خب تصور کنیم این جنگنده رو به 3 مخزن سوخت مجهز میکنیم یعنی 12.2+6+6 واحد به همراه دو پاد و CFT یعنی 9.5+7.4+20.1 واحد درگ مضاعف و در نهایت 4 بمب 2000 پوندی یعنی حدود 23+ واحد که در مجموع در چنین لودی جنگنده دارای 85 واحد درگ ایندکس خواهد بود که البته اینا روی یکدیگر نیز اثر دارند و در مجموع میتونید حدود 100 واحد درگ ایندکس رو تصور کنید .
محاسبه ی حدودی و ساده ی درگ ایندکس کل (یعنی نسبت مقاومت هوای افزایش یافته در این لود به حالت بدون حمل سلاح ...) رو شاهد بودید .
تو حالت مد نظر با سه مخزن 600 گالن و CFT ها به همراه مخازن سوخت داخلی، در مجموع جنگنده 35500 پوند سوخت حمل می‌کنه هر چند بین سوخت ها تفاوت وزنی وجود داره و درستش اینه که با ظرفیت حجمی بریم جلو نه ظرفیت جرمی اما کار رو ساده میکنیم و وارد پیچیدگی های تبدیل نمیشم 🙃
بریم ادامه ی داستان 👇👇
👉@Hadi_Notes✍
قبلا یک مروری داشتیم؛ (اینجا) رو ببینید حتما
خب این بار ما یک مسیر رفت داریم و یک مسیر برگشت که باید جوری محاسبه بشه که مسافتشون با هم یکسان باشه اما نکته اینجاست که جنگنده پس از طی شعاع رزمی، با جدایش محموله درگ ایندکس و وزن کل رو کاهش میده پس باید در دو مرحله حساب کنیم.
سوخت مرحله رفت رو 23000 پوند گرفتم در نتیجه داریم :
37500 + 1000 + 11500 + 8000 + 12500 = 70000 lb
به ترتیب وزن جنگنده با CFT + پاد ها + نصف سوخت 23000 پوندی مصرفی + 4 بمب 2000 پوندی + محموله ی 12500 پوند باقی مانده ی سوخت که باید مثل سلاح حمل بشه تا برای فاز برگشت استفاده بشه
حالا با توجه به درگ ایندکس و وزن جنگنده به عدد 0.045 مصرف سوخت ویژه میرسیم و ضرب در میزان سوخت این مرحله یعنی 23000 پوند، چیزی حدود 1030nmi برد خواهیم داشت برای مرحله ی رفت
برای مرحله برگشت :
37500 + 6250 fuel + 1000 pod
یعنی 12500/2
و البته درگ ایندکس کاهش یافته
در نتیجه ضریب مصرف سوخت ویژه مطابق تصویر در مرحله برگشت با رنگ آبی نشون داده شده میشه 0.085 یعنی برد برگشت 1060nmi هست
برد رفت و برگشت یکسان ، پس شعاع رزمی جنگنده در این لود 1800km+ هست.
👉@Hadi_Notes✍
خب این بار ما یک مسیر رفت داریم و یک مسیر برگشت که باید جوری محاسبه بشه که مسافتشون با هم یکسان باشه اما نکته اینجاست که جنگنده پس از طی شعاع رزمی، با جدایش محموله درگ ایندکس و وزن کل رو کاهش میده پس باید در دو مرحله حساب کنیم.
سوخت مرحله رفت رو 23000 پوند گرفتم در نتیجه داریم :
37500 + 1000 + 11500 + 8000 + 12500 = 70000 lb
به ترتیب وزن جنگنده با CFT + پاد ها + نصف سوخت 23000 پوندی مصرفی + 4 بمب 2000 پوندی + محموله ی 12500 پوند باقی مانده ی سوخت که باید مثل سلاح حمل بشه تا برای فاز برگشت استفاده بشه
حالا با توجه به درگ ایندکس و وزن جنگنده به عدد 0.045 مصرف سوخت ویژه میرسیم و ضرب در میزان سوخت این مرحله یعنی 23000 پوند، چیزی حدود 1030nmi برد خواهیم داشت برای مرحله ی رفت
برای مرحله برگشت :
37500 + 6250 fuel + 1000 pod
یعنی 12500/2
و البته درگ ایندکس کاهش یافته
در نتیجه ضریب مصرف سوخت ویژه مطابق تصویر در مرحله برگشت با رنگ آبی نشون داده شده میشه 0.085 یعنی برد برگشت 1060nmi هست
برد رفت و برگشت یکسان ، پس شعاع رزمی جنگنده در این لود 1800km+ هست.
👉@Hadi_Notes✍
خب واسه فالکن هم مشابه هست ...
22000 پوند وزن خشک جت با پاد و CFT ...
در کل با دو مخزن 370 گالنی با هر یک 2400 پوند سوخت به همراه 7000 پوند سوخت داخلی و 3000 پوند ظرفیت CFT، در مجموع 14800 پوند سوخت حمل میشود
برای فاز رفت 9000 پوند سوخت در نظر بگیریم یعنی 4500 پوند رو باید حساب کنیم ...
22000 + 4500fuel + 4000weapon + 5800(سوخت رزرو مرحله بعد)
میشه در مجموع 36500~ پوند ...
درگ ایندکس محاسبه شده و سپس ضریب مصرف سوخت ویژه 0.12 یعنی شعاع رزمی 1080nmi به دست می‌آید
برای فاز برگشت هم 5800 پوند سوخت و دوباره همون محاسبه یعنی
22000 + 2900 = 25000lb
ضریب مصرف سوخت ویژه برای خط برگشت یا آبی رنگ : 0.187 یعنی فاز برگشت مسافت 1084nmi داره ...
برابری برد رفت و برگشت و در نتیجه اعلام شعاع رزمی جنگنده با لود 2 بمب 2000 پوندی ...
به همین شکل میتونید برای مخازن 600 گالن و اضافه شدن مخزن سنتر لاین 300 گالنی محاسبه کنید .
اگر سوالی هست در بخش کامنت یا پی وی در خدمتم .
👉@Hadi_Notes✍
22000 پوند وزن خشک جت با پاد و CFT ...
در کل با دو مخزن 370 گالنی با هر یک 2400 پوند سوخت به همراه 7000 پوند سوخت داخلی و 3000 پوند ظرفیت CFT، در مجموع 14800 پوند سوخت حمل میشود
برای فاز رفت 9000 پوند سوخت در نظر بگیریم یعنی 4500 پوند رو باید حساب کنیم ...
22000 + 4500fuel + 4000weapon + 5800(سوخت رزرو مرحله بعد)
میشه در مجموع 36500~ پوند ...
درگ ایندکس محاسبه شده و سپس ضریب مصرف سوخت ویژه 0.12 یعنی شعاع رزمی 1080nmi به دست می‌آید
برای فاز برگشت هم 5800 پوند سوخت و دوباره همون محاسبه یعنی
22000 + 2900 = 25000lb
ضریب مصرف سوخت ویژه برای خط برگشت یا آبی رنگ : 0.187 یعنی فاز برگشت مسافت 1084nmi داره ...
برابری برد رفت و برگشت و در نتیجه اعلام شعاع رزمی جنگنده با لود 2 بمب 2000 پوندی ...
به همین شکل میتونید برای مخازن 600 گالن و اضافه شدن مخزن سنتر لاین 300 گالنی محاسبه کنید .
اگر سوالی هست در بخش کامنت یا پی وی در خدمتم .
👉@Hadi_Notes✍
📝 موضوع : آشنایی بیشتر با چگونگی واماندگی یا استال در هواپیما
جدایش لایه مرزی (BL) عامل اصلی بروز استال (Stall)
پیش از جدایش لایه مرزی لمینار و تبدیل شدن لایه مرزی به توربولانس، مرحله ای به نام انتقال یا transition وجود دارد.
انواع transition در لایه ی مرزی :
natural transition (طبیعی)
by pass transition (ناگهانی)
انتقال طبیعی زمانی رخ میدهد که توربولانس های جریان ازاد کمتر از 1 درصد باشد. انتقال طبیعی با تولید موج های ضعیف ناپایدار کننده TS یا Tollmien-Schlichting wave در جریان لمینار شروع میشود. این موج های دو بعدی همانطور که در سمت چپ تصویر (Region 1) مشخص هستند بصورت خطوط صاف بوده و در عرض (span wise) مجرا تغییری نکرده اند لذا این امواج پایدار هستند.
اما با رفتن به سمت راست ، بعلت ویسکوزیته شدت این امواج رفته رفته افزایش یافته تا به ناحیه دو (Region 2) میرسیم؛ چیزی مشابه به امواج (kelvin -helmholts) و در نهایت شدت این امواج انقدر زیاد میشود که ناپایدار شده و شکسته میشوند و حالت موج گونه و 2 بعدی خود را از دست میدهند (break down) و تبدیل به امواج 3 بعدی و ناپایدار V شکل شوند.
👉@Hadi_Notes✍
جدایش لایه مرزی (BL) عامل اصلی بروز استال (Stall)
پیش از جدایش لایه مرزی لمینار و تبدیل شدن لایه مرزی به توربولانس، مرحله ای به نام انتقال یا transition وجود دارد.
انواع transition در لایه ی مرزی :
natural transition (طبیعی)
by pass transition (ناگهانی)
انتقال طبیعی زمانی رخ میدهد که توربولانس های جریان ازاد کمتر از 1 درصد باشد. انتقال طبیعی با تولید موج های ضعیف ناپایدار کننده TS یا Tollmien-Schlichting wave در جریان لمینار شروع میشود. این موج های دو بعدی همانطور که در سمت چپ تصویر (Region 1) مشخص هستند بصورت خطوط صاف بوده و در عرض (span wise) مجرا تغییری نکرده اند لذا این امواج پایدار هستند.
اما با رفتن به سمت راست ، بعلت ویسکوزیته شدت این امواج رفته رفته افزایش یافته تا به ناحیه دو (Region 2) میرسیم؛ چیزی مشابه به امواج (kelvin -helmholts) و در نهایت شدت این امواج انقدر زیاد میشود که ناپایدار شده و شکسته میشوند و حالت موج گونه و 2 بعدی خود را از دست میدهند (break down) و تبدیل به امواج 3 بعدی و ناپایدار V شکل شوند.
👉@Hadi_Notes✍
در نهایت امواج 3 بعدی با رفتن به سمت راست (پایین دست) تبدیل به نقاط توربولانسی میشوند ( turbulent spots). نقاط توربولانسی نقطه آغاز تشکیل توربولانس ها در لایه مرزی هستند. علی رغم اینکه در نقاط توربولانسی (streak ها) رگه هایی از جریان لمینار وجود دارد اما بخش اعظم این نقاط را توربولانس تشکیل میدهد. توربولانس های تولید شده توسط این نقاط با پیشروی در طول (stream wise) و عرض (span wise) در نهایت باهم ترکیب شده و لایه مرزی از لمینار به توربولانس تبدیل میشود.
حال اگر توربولانس های جریاد ازاد بیشتر از 1 درصد باشد و یا عامل خارجی دیگری مانند تکانه های سطح ، امواج صوتی و شوک ، توربولانس های پشت بال وجود داشته باشد ، آنگاه امواج TS تشکیل نخواهد شد و عملا 3 ناپایداری اول (از Region 1 تا Region 3) بوجود نخواهد آمد و مستقیما نقاط توربولانسی بوجود می آیند. به این حالت از توربولانس شدن لایه مرزی ، انتقال ناگهانی یا by pass transition گفته میشود.
انتقال ناگهانی در رینولدز های بالا و توربولانس های بیش از 1 درصد و انتقال طبیعی در توربولانس های کمتر از 1 درصد و رینولدزهای بالا رخ میدهد.
👉@Hadi_Notes✍
حال اگر توربولانس های جریاد ازاد بیشتر از 1 درصد باشد و یا عامل خارجی دیگری مانند تکانه های سطح ، امواج صوتی و شوک ، توربولانس های پشت بال وجود داشته باشد ، آنگاه امواج TS تشکیل نخواهد شد و عملا 3 ناپایداری اول (از Region 1 تا Region 3) بوجود نخواهد آمد و مستقیما نقاط توربولانسی بوجود می آیند. به این حالت از توربولانس شدن لایه مرزی ، انتقال ناگهانی یا by pass transition گفته میشود.
انتقال ناگهانی در رینولدز های بالا و توربولانس های بیش از 1 درصد و انتقال طبیعی در توربولانس های کمتر از 1 درصد و رینولدزهای بالا رخ میدهد.
👉@Hadi_Notes✍
تصویر 1 :
نقاط توربولانسی و خط چین لمینار و ناحیه تیره رنگ توربولانس
از دو زاویه روبرو (a) و بالا (b)
تصویر 2 :
روند تبدیل لایه مرزی لمینار به توربولانس بصورت واضح تر
تصویر 3 :
مراحل transition لایه مرزی
- َسمت چپ مربوط به انتقال طبیعی
- سمت راست مربوط به انتقال ناگهانی
البته ناپایداری مرحله سوم نشان داده نشده است.
👉@Hadi_Notes✍
نقاط توربولانسی و خط چین لمینار و ناحیه تیره رنگ توربولانس
از دو زاویه روبرو (a) و بالا (b)
تصویر 2 :
روند تبدیل لایه مرزی لمینار به توربولانس بصورت واضح تر
تصویر 3 :
مراحل transition لایه مرزی
- َسمت چپ مربوط به انتقال طبیعی
- سمت راست مربوط به انتقال ناگهانی
البته ناپایداری مرحله سوم نشان داده نشده است.
👉@Hadi_Notes✍
لایه مرزی بعلت لزج بودن باعث القا سرعت زاویه ای به المان های جریان شده و کرل سرعت را مخالف صفر میکند لذا در لایه مرزی ، المان های جریان علاوه بر حرکت انتقالی ، دارای حرکت چرخشی یا زاویه ای نیز هستند و باعث تولید ورتیسیتی (vorticity) میشوند. انتشار یا diffusion ورتسیتی ها بعلت اتلاف لزجت صورت گرفته در لایه مرزی (نتیجتا تولید گرما) باعث افزایش ضخامت لایه مرزی میشود. مقدار ورتسیتی ها در طول لایه مرزی باهم برابر بوده و تنها پراکندگی این ورتسیتی ها در نقاط مختلف با یکدیگر برابر است. طبق طعوری استوکس و سرکیولیشن ، میتوان ثابت کرد وقتی سرعت جریان ازاد یکسان باشد انگاه ورتسیتی ها برای هر دو جریان لمینار و توربولانس یکسان هستند با این تفاوت که بخش اعظم و پر سرعت ورتسیتی ها در لایه مرزی توربولانس نزدیک به سطح بود ولی در لایه مرزی لمینار عکس این حالت وجود دارد. لذا لایه مرزی توربولانس مقاومت بیشتری در برابر گرادیان های فشار و ویسکوزیته از خود نشان میدهد و جدایش جریان (تشکیل حباب جدایش) را به تاخیر میندازد.
فرایند در لایه مرزی از نوع برگشت ناپذیر و نان آیزنتروپیک (افزایش انتروپی) است.
👉@Hadi_Notes✍
فرایند در لایه مرزی از نوع برگشت ناپذیر و نان آیزنتروپیک (افزایش انتروپی) است.
👉@Hadi_Notes✍