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✍
بنابراین هرچقدر فاصله بال و کانارد کمتر ، میزان توربولانس های پایین دست کانارد که به بال برخورد میکنند بیشتر خواهد بود و انتقال ناگهانی خواهیم داشت. انتقال ناگهانی باعث میشود تا نقطه ی انتقال ( transition point) به بالا دست حرکت کرده و طول transition کاهش پیدا کند و زودتر به توربولانس برسیم لذا جریان از روی بال دیرتر جدا شود و به طور کلی مانور پذیری میتواند با افزایش حداکثر AOA بدون استال بهبود یابد؛ برخورد شوک (shock wave) و لایه مرزی نیز از نوع ناگهانی است.
نکته 1 : ورتسیتی با ورتکس(گرداب) متفاوت است. در ورتسیتی خطوط جریان میتواند صاف باشد اما المان ها به دور خود میچرخند (دفورمه شدن) اما در ورتکس یا گرداب خطوط جریان دایره ای است و خود به دو نوع ازاد (بدون ورتسیتی) و اجباری (با ورتسیتی) تقسیم بندی میشود.
نکته 2 : نقاط توربولانسی زمانی تشکیل میشوند که سرعت جریان در streamwise لایه ی مرزی به بیش از یک پنجم سرعت جریان ازاد برسد.
نکته 3 : غیر از دو انتقال گفته شده، انتقال معکوس نیز داریم (تبدیل توربولانس به لمینار)
✍: AD
👉@Hadi_Notes✍
نکته 1 : ورتسیتی با ورتکس(گرداب) متفاوت است. در ورتسیتی خطوط جریان میتواند صاف باشد اما المان ها به دور خود میچرخند (دفورمه شدن) اما در ورتکس یا گرداب خطوط جریان دایره ای است و خود به دو نوع ازاد (بدون ورتسیتی) و اجباری (با ورتسیتی) تقسیم بندی میشود.
نکته 2 : نقاط توربولانسی زمانی تشکیل میشوند که سرعت جریان در streamwise لایه ی مرزی به بیش از یک پنجم سرعت جریان ازاد برسد.
نکته 3 : غیر از دو انتقال گفته شده، انتقال معکوس نیز داریم (تبدیل توربولانس به لمینار)
✍: AD
👉@Hadi_Notes✍
در ادامه :
اما در لایه مرزی توربولانس، همچنان یک لایه ی بسیار نازک لمینار وجود دارد که به آن viscous sub layer میگوییم. علی رغم مومنتوم زیاد ورتسیتی ها در لایه مرزی توربولانس (سرعت بالا در لایه مرزی توربولانس) اما بخشی از جریان توربولانسی که نزدیک به سطح حرکت میکند تحت تاثیر تنش برشی (اصطکاک) قرار گرفته و سرعت این لایه بسیار کاهش پیدا میکند و باعث کاهش رینولدز و لمینار شدن جریان میشود . کاهش رینولدز به معنای افزایش لزجت یا ویسکوزیته خواهد بود به همین خاطر به این لایه نازک لمینار ، viscous sub layer گفته میشود یعنی لایه ای که در آن اثرات لزجت برجسته خواهد بود.
علی رغم یونیفرم بودن بخش اعظمی از توزیع سرعت در جریان توربولانسی و تشابه به توزیع سرعت جریان آزاد(نتیجتا کم بودن گرادیان های سرعت در جریان توربولانسی) ، اما در نزدیکی سطح بعلت وجود sub layer لمینار ، عملا گرادیان سرعت بسیار خواهد بود. در این زیر لایه ، به علت افزایش لزجت ، تنش برشی افزایش خواهد یافت.
👉@Hadi_Notes✍
اما در لایه مرزی توربولانس، همچنان یک لایه ی بسیار نازک لمینار وجود دارد که به آن viscous sub layer میگوییم. علی رغم مومنتوم زیاد ورتسیتی ها در لایه مرزی توربولانس (سرعت بالا در لایه مرزی توربولانس) اما بخشی از جریان توربولانسی که نزدیک به سطح حرکت میکند تحت تاثیر تنش برشی (اصطکاک) قرار گرفته و سرعت این لایه بسیار کاهش پیدا میکند و باعث کاهش رینولدز و لمینار شدن جریان میشود . کاهش رینولدز به معنای افزایش لزجت یا ویسکوزیته خواهد بود به همین خاطر به این لایه نازک لمینار ، viscous sub layer گفته میشود یعنی لایه ای که در آن اثرات لزجت برجسته خواهد بود.
علی رغم یونیفرم بودن بخش اعظمی از توزیع سرعت در جریان توربولانسی و تشابه به توزیع سرعت جریان آزاد(نتیجتا کم بودن گرادیان های سرعت در جریان توربولانسی) ، اما در نزدیکی سطح بعلت وجود sub layer لمینار ، عملا گرادیان سرعت بسیار خواهد بود. در این زیر لایه ، به علت افزایش لزجت ، تنش برشی افزایش خواهد یافت.
👉@Hadi_Notes✍
بعد از sub layer به buffer layer یا buffer zone میرسیم که مرز بین زیر لایه لمینار و توربولانس است. علی رغم وجود گرادیان های سرعت زیاد در این لایه اما بخش زیادی از این لایه را جریانات توربولانسی تشکیل میدهد.
زیر لایه لمینار و buffer زمانی بوجود می آیند که سطح صاف باشد و یا اگر برآمدگی یا زبری روی سطح وجود داشته باشد، ارتفاع این برآمدگی کمتر از ضخامت زیر لایه لمینار باشد اما اگر ارتفاع برآمدگی یا زبری بیشتر از ضخامت زیر لایه باشد آنگاه زیر لایه و لایه buffer به وجود نخواهد آمد و جریان تماما توربولانس خواهد بود( مشابه به by pass transition) . و در اخر بعد از لایه buffer ، جریان کاملا توربولانس میشود.
👉@Hadi_Notes✍
زیر لایه لمینار و buffer زمانی بوجود می آیند که سطح صاف باشد و یا اگر برآمدگی یا زبری روی سطح وجود داشته باشد، ارتفاع این برآمدگی کمتر از ضخامت زیر لایه لمینار باشد اما اگر ارتفاع برآمدگی یا زبری بیشتر از ضخامت زیر لایه باشد آنگاه زیر لایه و لایه buffer به وجود نخواهد آمد و جریان تماما توربولانس خواهد بود( مشابه به by pass transition) . و در اخر بعد از لایه buffer ، جریان کاملا توربولانس میشود.
👉@Hadi_Notes✍
از انجایی که sub layer بعلت کاهش سرعت و در نتیجتا کاهش رینولدز و افزایش لزجت بوجود امده لذا در این زیر لایه ، لزجت جریان اهمیت دارد و نه چگالی جریان ( به رابطه رینولدز مراجعه شود) و در جریان توربولانسی که در رینولدزهای بالا رخ میدهد، چگالی جریان اهمیت دارد و نه لزجت جریان.
بنابراین ضخامت این زیر لایه با لزجت دینامیک p (و یا کینماتیک v) رابطه مستقیم و با سرعت رابطه عکس دارد. با افزایش سرعت و در نتیجه افزایش رینولدز جریان ازاد ، جریان ازاد به جریان پتانسیل (غیر لزج، غیر چرخشی و غیر تراکم پذیر) نزدیک تر شده و ضخامت لایه مرزی و زیر لایه لمینار کاهش پیدا میکند. با کاهش ضخامت لایه مرزی ، گرادیان های سرعت در لایه مرزی کاهش و توزیع سرعت در لایه مرزی به توزیع سرعت جریان ازاد نزدیک تر میشود.
👉@Hadi_Notes✍
بنابراین ضخامت این زیر لایه با لزجت دینامیک p (و یا کینماتیک v) رابطه مستقیم و با سرعت رابطه عکس دارد. با افزایش سرعت و در نتیجه افزایش رینولدز جریان ازاد ، جریان ازاد به جریان پتانسیل (غیر لزج، غیر چرخشی و غیر تراکم پذیر) نزدیک تر شده و ضخامت لایه مرزی و زیر لایه لمینار کاهش پیدا میکند. با کاهش ضخامت لایه مرزی ، گرادیان های سرعت در لایه مرزی کاهش و توزیع سرعت در لایه مرزی به توزیع سرعت جریان ازاد نزدیک تر میشود.
👉@Hadi_Notes✍
بصورت کلی میتوان گفت که اگر منحنی بسته ای را حول ضخامت لایه مرزی در نظر بگیریم و سرکیولیشن ( گامای بزرگ) را حول این منحنی حساب کنیم به این نتیجه میرسیم که بعلت یکسان بودن سرعت جریان آزاد ، میزان ورتیسیتی در طول سطح و طول لایه مرزی(نقاط 1 و 2) ثابت خواهد بود اما بعلت توزیع متفاوت این ورتیسیتی ها در طول سطح ، لایه مرزی ضخامت های بیشتری را در طول سطح تجربه میکند.
تفاوت ورتسیتی و ورتکس (گرداب) پیشتر گفته شده
اما بعلت گرادیان های سرعت درون لایه مرزی یعنی از سرعت صفر روی سطح ( no slip condition) تا رسیدن به سرعت جریان ازاد ( 99 درصد سرعت جریان ازاد که در موارد کاربردی 95 درصد سرعت جریان ازاد برای ضخامت لایه مرزی تعریف میشود) ، المان های جریان دچار تنش برشی و دفورمیشن میشوند یعنی علی رغم حرکت المان ها در طول جریان ( حرکت انتقالی) ، خود المان ها به دور خود میچرخند ( حرکت چرحشی) و باعث چرخشی شدن rotational جریان میشوند(کرل سرعت مخالف صفر).
👉@Hadi_Notes✍
تفاوت ورتسیتی و ورتکس (گرداب) پیشتر گفته شده
اما بعلت گرادیان های سرعت درون لایه مرزی یعنی از سرعت صفر روی سطح ( no slip condition) تا رسیدن به سرعت جریان ازاد ( 99 درصد سرعت جریان ازاد که در موارد کاربردی 95 درصد سرعت جریان ازاد برای ضخامت لایه مرزی تعریف میشود) ، المان های جریان دچار تنش برشی و دفورمیشن میشوند یعنی علی رغم حرکت المان ها در طول جریان ( حرکت انتقالی) ، خود المان ها به دور خود میچرخند ( حرکت چرحشی) و باعث چرخشی شدن rotational جریان میشوند(کرل سرعت مخالف صفر).
👉@Hadi_Notes✍
با تولید ورتسیتی درون لایه مرزی، میزان ورتسیتی ها یکسان اما توزیع آنها متفاوت خواهد بود. بعنوان مثال اگر 10 ورتسیتی در نقطه 1 داشته باشیم؛ این 10 ورتسیتی بصورت متراکم در نقطه 1 حضور دارند اما با رفتن به نقطه 2، همان 10 ورتسیتی را داریم اما دیگر متراکم نبوده و پراکنده (diffusion) شده اند. این پراکندگی ورتسیتی ها (molecular diffusion) باعث میشود تا ضخامت لایه مرزی در طول سطح افزایش پیدا کند. از انجایی که ضخامت لایه مرزی با رینولدز رابطه عکس دارد بنابراین با اتلاف ویسکوزیته درون لایه مرزی و افزایش دما در این لایه، طبق رابطه ساترلند که در گازها با افزایش دما لزجت نیز افزایش میابد (در مایعات برعکس)، افزایش لزجت باعث کاهش رینولدز و افزایش ضخامت لایه مرزی میشود یا به تعبیر دیگر با افزایش دما میزان پراکندگی یا diffusion ورتسیتی ها افزایش میابد (دلیل اصلی افزایش ضخامت لایه مرزی). میزان ورتسیتی ها برای لایه مرزی لمینار و توربولانس نیز باهم برابر است چراکه سرعت جریان ازاد برای هر دو لایه یکسان است اما تفاوت هایی وجود دارد ...
👉@Hadi_Notes✍
👉@Hadi_Notes✍
در لایه مرزی توربولانس بعلت زیاد بودن u/y (u∆ به y∆) لذا طبق رابطه تنش برشی، میزان درگ اصطکاکی برای لایه توربولانس بیشتر از لمینار خواهد بود. در لایه توربولانس بعلت حرکات رندوم و 3 بعدی ورتسیتی ها، جریان پر سرعت (مومنتوم بالا) در نزدیکی سطح و جریان کم سرعت دور از سطح قرار میگیرد لذا جریان توربولانس مقاومت بیشتری در برابر گرادیان فشار مثبت و لزجت (بعنوان دو عامل مکمل و اصلی جدایش لایه مرزی) از خود نشان میدهد و جدایش را به تاخیر می اندازد.
بعنوان نکته ی پایانی با افزایش رینولدز و نزدیک شدن جریان به جریان پتانسیل، ضریب درگ اصطکاکی برای هر دو لایه لمینار و توربولانس کاهش پیدا میکند.
نکته : افزایش دما در سرعت های زیر صوت ، باعث جدایش زودهنگام لایه مرزی و کاهش زاویه حمله بحرانی (استال) میشود درحالیکه این اثر در سرعت های هایپرسونیک کاملا برعکس خواهد بود!
غیر از نحوه ی اثر گذاری دما در افزایش ضخامت لایه مرزی، به علت اینکه با افزایش دما، چگالی کاهش میابد، لذا برای عبور دادن جریان(دبی جرمی) از داخل لایه مرزی برای چگالی کاهش یافته و انجام معادله پیوستگی (معادله بقاء جرم)، ضخامت لایه مرزی افزایش میابد.
👉@Hadi_Notes✍
بعنوان نکته ی پایانی با افزایش رینولدز و نزدیک شدن جریان به جریان پتانسیل، ضریب درگ اصطکاکی برای هر دو لایه لمینار و توربولانس کاهش پیدا میکند.
نکته : افزایش دما در سرعت های زیر صوت ، باعث جدایش زودهنگام لایه مرزی و کاهش زاویه حمله بحرانی (استال) میشود درحالیکه این اثر در سرعت های هایپرسونیک کاملا برعکس خواهد بود!
غیر از نحوه ی اثر گذاری دما در افزایش ضخامت لایه مرزی، به علت اینکه با افزایش دما، چگالی کاهش میابد، لذا برای عبور دادن جریان(دبی جرمی) از داخل لایه مرزی برای چگالی کاهش یافته و انجام معادله پیوستگی (معادله بقاء جرم)، ضخامت لایه مرزی افزایش میابد.
👉@Hadi_Notes✍
توضیحات قبل رو گفتیم تا بیشتر با مفاهیم مرتبط با زاویه حمله و فرایند جدا شدن لایه مرزی و استال آشنا بشیم .
و الان ، وقتشه سری به میلیتاری بزنیم و به اهمیت و تأثیرگذاری زاویه حمله نگاهی داشته باشیم
روابط تاثیر زاویه حمله در لیفت در اینجا
به عنوان پیش فرضی که قبلا توضیح داده شده در اینجا موارد زیر رو میدونیم:
- در چرخش پایدار لیفت کل بیشتر بهتره چون باعث افزایش لود فاکتور یا کوچک تر شدن دایره چرخش و با افزایش نرخ چرخش در واقع باعث چرخشی سریع تر میشه
- چرخش وابسته به لیفت و لیفت وابسته به زاویه حمله هست و این زاویه حمله باید بهینه باشه یعنی چی: یعنی زاویه حمله ای که در اون بیشترین لیفت ممکن رو داریم به شکل پایدار که طبیعتا وابسته به سرعت و توان پیشران هست.
چرا؟
اگر زاویه حمله بیشتر از حدِ بهینه بشه ولی کمتر از زاویه حمله بحرانی و در واقع جایی که هنوز لایه مرزی جدا نشده و وارد استال نشدیم ، لیفت زیاد میشه اما به همین شکل با افزایش درگ سرعت کم میشه (رانش ثابت همراه در حد اکثر کافی نیست) و با کاهش سرعت لیفت کل هم کم میشه...
اگر استال بشه هم که دیگه هیچی
پس زاویه حمله بهینه به شکل پایدار کجاست؟
👉@Hadi_Notes✍
و الان ، وقتشه سری به میلیتاری بزنیم و به اهمیت و تأثیرگذاری زاویه حمله نگاهی داشته باشیم
روابط تاثیر زاویه حمله در لیفت در اینجا
به عنوان پیش فرضی که قبلا توضیح داده شده در اینجا موارد زیر رو میدونیم:
- در چرخش پایدار لیفت کل بیشتر بهتره چون باعث افزایش لود فاکتور یا کوچک تر شدن دایره چرخش و با افزایش نرخ چرخش در واقع باعث چرخشی سریع تر میشه
- چرخش وابسته به لیفت و لیفت وابسته به زاویه حمله هست و این زاویه حمله باید بهینه باشه یعنی چی: یعنی زاویه حمله ای که در اون بیشترین لیفت ممکن رو داریم به شکل پایدار که طبیعتا وابسته به سرعت و توان پیشران هست.
چرا؟
اگر زاویه حمله بیشتر از حدِ بهینه بشه ولی کمتر از زاویه حمله بحرانی و در واقع جایی که هنوز لایه مرزی جدا نشده و وارد استال نشدیم ، لیفت زیاد میشه اما به همین شکل با افزایش درگ سرعت کم میشه (رانش ثابت همراه در حد اکثر کافی نیست) و با کاهش سرعت لیفت کل هم کم میشه...
اگر استال بشه هم که دیگه هیچی
پس زاویه حمله بهینه به شکل پایدار کجاست؟
👉@Hadi_Notes✍
زاویه حمله بهینه برای مانور پذیری در یک چرخش پایدار زمانی حاصل میشود که بیشترین لیفت کل رو داشته باشیم البته در سرعت پایدار و ثابت و اگر این مفهوم رو گسترش بدیم و چرخش برتر رو با نرخ چرخش بیشتر (در نظر گرفتن زمان و شعاع چرخش با هم) و نرخ چرخش رو با لود فاکتور مرتبط بدونیم ، میتوان گفت هر جنگنده ای با عملکرد آیرودینامیکی تعریف شده ، دارای سرعت و ارتفاع پرواز و در این جا زاویه حمله بهینه ای (حداکثر لیفت پایدار) هست (پیشران نیز با حداکثر توان) که در آن چرخش پایدار دارای بیشترین نرخ چرخش و یا بیشترین لود فاکتور هست
این یعنی مانور پذیری مبتنی بر چرخش در این حالت maximum هست .
خب حالا این مفهوم رو باید با یک تصویر نشون بدیم که تصویر بالا نشون میده !
جنگنده در هر ارتفاعی دارای سرعت خاصی هست که با افزایش یا کاهش اون سرعت نرخ چرخش و لود فاکتور کاهش پیدا می‌کنه . (در هر سرعت زاویه حمله بهینه تصور شده بر اساس سرعت و ارتفاع پرواز)
نکته دیگر این که بر اساس ارتباط لیفت با چگالی و دیگر موارد ، به طور کلی مانور پذیری در ارتفاع پایین بیشتر میشود .
👉@Hadi_Notes✍
این یعنی مانور پذیری مبتنی بر چرخش در این حالت maximum هست .
خب حالا این مفهوم رو باید با یک تصویر نشون بدیم که تصویر بالا نشون میده !
جنگنده در هر ارتفاعی دارای سرعت خاصی هست که با افزایش یا کاهش اون سرعت نرخ چرخش و لود فاکتور کاهش پیدا می‌کنه . (در هر سرعت زاویه حمله بهینه تصور شده بر اساس سرعت و ارتفاع پرواز)
نکته دیگر این که بر اساس ارتباط لیفت با چگالی و دیگر موارد ، به طور کلی مانور پذیری در ارتفاع پایین بیشتر میشود .
👉@Hadi_Notes✍
برای مثال نشون میده جنگنده با وزن 36000 پوند و محموله مشخص و حداکثر رانش پیشران ،
در ارتفاع پایدار (لول ترن پایدار) با توجه به نمودار بهترین عملکرد مانور پذیری رو در حدود 0.9 ماخ به دست می آورد که در آنجا میتواند به لود فاکتور بیش از 8 برسد .
در این ارتفاع و وزن ، بهترین سرعت برای دست یابی به بهترین عملکرد چرخشی مشخص است در حالی که زاویه حمله بهینه حفظ میشود و افزایش یا کاهش آن در آن شرایط باعث کاهش لودفاکتور خواهد شد .
تصویر نشان میدهد مانور پذیری جنگنده در فرایند طراحی برای چه سرعتی بهینه سازی بهینه سازی شده (high subsonic)
👉@Hadi_Notes✍
در ارتفاع پایدار (لول ترن پایدار) با توجه به نمودار بهترین عملکرد مانور پذیری رو در حدود 0.9 ماخ به دست می آورد که در آنجا میتواند به لود فاکتور بیش از 8 برسد .
در این ارتفاع و وزن ، بهترین سرعت برای دست یابی به بهترین عملکرد چرخشی مشخص است در حالی که زاویه حمله بهینه حفظ میشود و افزایش یا کاهش آن در آن شرایط باعث کاهش لودفاکتور خواهد شد .
تصویر نشان میدهد مانور پذیری جنگنده در فرایند طراحی برای چه سرعتی بهینه سازی بهینه سازی شده (high subsonic)
👉@Hadi_Notes✍
پیش فرض ها گفته شد ...
در نتیجه مروری هم کردیم بر قواعد چرخش البته همه چیز به شکل کلی بررسی میشه ...
اما سوال اینجاست که زاویه حمله به تنهایی اصلا به چه دردی میخوره ؟!
زاویه حمله یکی از پارامتر های دخیل در چرخش بود نه همه ی اون ها و میدونیم که مانور پذیری به چرخش بهتر یعنی نرخ چرخش بیشتر وابسته هست و زاویه حمله باید بهینه باشه تا بیشترین لیفت رو داشته باشیم اما این که زاویه حمله بهینه بیشتر باشه مهم است ؟
تصاویر بالا دو جنگنده با نرخ چرخش برابر رو در سرعت و ارتفاع و شرایط یکسان نشان میدهد تنها یک تفاوت وجود دارد و آن زاویه حمله است .
هر دو جنگنده نارنجی و طوسی به عنوان مهاجم در مکان و زمان یکسان پشت سر جت آبی به عنوان هدف در مکان و زمان یکسان قرار گرفته اند و برای شلیک به هدف باید خط آتش خود را روی آن بیاورند .
جنگنده ها سعی دارند از حداکثر زاویه حمله ممکن استفاده کنند تا خط آتش را روی هدف بیاورند اما کاهش لیفت یا استال باعث خروج آن ها از دایره چرخش و از دست دادن هدف میشود در نتیجه نمی‌توانند زاویه حمله را از حد مشخص بیشتر کنند
👉@Hadi_Notes✍
در نتیجه مروری هم کردیم بر قواعد چرخش البته همه چیز به شکل کلی بررسی میشه ...
اما سوال اینجاست که زاویه حمله به تنهایی اصلا به چه دردی میخوره ؟!
زاویه حمله یکی از پارامتر های دخیل در چرخش بود نه همه ی اون ها و میدونیم که مانور پذیری به چرخش بهتر یعنی نرخ چرخش بیشتر وابسته هست و زاویه حمله باید بهینه باشه تا بیشترین لیفت رو داشته باشیم اما این که زاویه حمله بهینه بیشتر باشه مهم است ؟
تصاویر بالا دو جنگنده با نرخ چرخش برابر رو در سرعت و ارتفاع و شرایط یکسان نشان میدهد تنها یک تفاوت وجود دارد و آن زاویه حمله است .
هر دو جنگنده نارنجی و طوسی به عنوان مهاجم در مکان و زمان یکسان پشت سر جت آبی به عنوان هدف در مکان و زمان یکسان قرار گرفته اند و برای شلیک به هدف باید خط آتش خود را روی آن بیاورند .
جنگنده ها سعی دارند از حداکثر زاویه حمله ممکن استفاده کنند تا خط آتش را روی هدف بیاورند اما کاهش لیفت یا استال باعث خروج آن ها از دایره چرخش و از دست دادن هدف میشود در نتیجه نمی‌توانند زاویه حمله را از حد مشخص بیشتر کنند
👉@Hadi_Notes✍
Hadi Notes
Photo
تصویر نشان میدهد که جت طوس با زاویه حمله ۳۵ درجه خط آتش را روی هدف آورده و میتواند آن را شکار کند اما جت نارنجی با زاویه حمله ۱۹ درجه نمی‌تواند خط آتش را روی هدف آورده و به آن شلیک کند و باید منتظر فرصت دیگری باشد .
این یک سناریو برای نشان دادن اهمیت زاویه حمله بود اما شاید بپرسید اگر جنگنده بخواهد خط آتش را روی هدف بیاورد میتواند با اعمال AOA بیشتر این کار را بکند و البته که به این شکل با گذر از AOA بهینه ، نرخ چرخش حداکثر را از دست میدهد و سپس با افزایش بیشتر AOA وارد استال میشود و .......
تصویر بعدی این سناریو را نشان میدهد .
دو جنگنده با نرخ چرخش برابر در حالت پایدار که یکی به عنوان مهاجم با زاویه حمله ای که نمی‌تواند خط آتش را روی هدف بیاورد قرار دارد و سعی میکند هر طور شده با افزایش زاویه حمله به هر قیمتی خط آتش را روی هدف بیاورد
آیا میتواند ؟
👉@Hadi_Notes✍
این یک سناریو برای نشان دادن اهمیت زاویه حمله بود اما شاید بپرسید اگر جنگنده بخواهد خط آتش را روی هدف بیاورد میتواند با اعمال AOA بیشتر این کار را بکند و البته که به این شکل با گذر از AOA بهینه ، نرخ چرخش حداکثر را از دست میدهد و سپس با افزایش بیشتر AOA وارد استال میشود و .......
تصویر بعدی این سناریو را نشان میدهد .
دو جنگنده با نرخ چرخش برابر در حالت پایدار که یکی به عنوان مهاجم با زاویه حمله ای که نمی‌تواند خط آتش را روی هدف بیاورد قرار دارد و سعی میکند هر طور شده با افزایش زاویه حمله به هر قیمتی خط آتش را روی هدف بیاورد
آیا میتواند ؟
👉@Hadi_Notes✍
تصویر دو جنگنده را در سه زمان 1 و 2 و 3 با t∆ یکسان نمایش میدهد
در t¹ :
مهاجم (آبی) نمی‌تواند هدف را شکار کند زیرا خط آتش آن به هدف نمیرسد.
اما تصمیم میگیرد با افزایش زاویه حمله به بیشترین مقدار ممکن هدف را هر طور شده در خط آتش بیاورد.
با این کار ابتدا نرخ چرخش کم میشود و سپس با استال از دایره چرخش اوت میشود ! و در واقع دیگر در دایره چرخش نمی‌چرخد در نتیجه مزیت زاویه ای چرخش در دایره را از دست میدهد.
در t² :
جنگنده آبی از دایره چرخش خارج شده اما زاویه حمله را بیشتر کرده و میتواند سایه ی جنگنده طوسی در زمان t¹ را بزند اما در حال حاضر جت طوسی در مکان x² قرار دارد و همچنان جت آبی نمی‌تواند خط آتش را روی هدف بیاورد.
همچنین توان کنترل خود را از دست میدهد و بدون تامین لیفت مناسب توان تنظیم دقیق و سریع خط آتش را ندارد زیرا تسلط کافی روی سطوح کنترلی ندارد...
در t³ :
مهاجم آبی حتی سرعت و انرژی خود را از دست میدهد و شروع به سقوط میکند و وارد فرایند ریکاوری میشود تا بتواند دوباره انرژی از دست رفته را بازیابی کند و جت طوسی نیز با ادامه چرخش آماده میشود تا مهاجم را دور زده و آن را شکار کند!
👉@Hadi_Notes✍
در t¹ :
مهاجم (آبی) نمی‌تواند هدف را شکار کند زیرا خط آتش آن به هدف نمیرسد.
اما تصمیم میگیرد با افزایش زاویه حمله به بیشترین مقدار ممکن هدف را هر طور شده در خط آتش بیاورد.
با این کار ابتدا نرخ چرخش کم میشود و سپس با استال از دایره چرخش اوت میشود ! و در واقع دیگر در دایره چرخش نمی‌چرخد در نتیجه مزیت زاویه ای چرخش در دایره را از دست میدهد.
در t² :
جنگنده آبی از دایره چرخش خارج شده اما زاویه حمله را بیشتر کرده و میتواند سایه ی جنگنده طوسی در زمان t¹ را بزند اما در حال حاضر جت طوسی در مکان x² قرار دارد و همچنان جت آبی نمی‌تواند خط آتش را روی هدف بیاورد.
همچنین توان کنترل خود را از دست میدهد و بدون تامین لیفت مناسب توان تنظیم دقیق و سریع خط آتش را ندارد زیرا تسلط کافی روی سطوح کنترلی ندارد...
در t³ :
مهاجم آبی حتی سرعت و انرژی خود را از دست میدهد و شروع به سقوط میکند و وارد فرایند ریکاوری میشود تا بتواند دوباره انرژی از دست رفته را بازیابی کند و جت طوسی نیز با ادامه چرخش آماده میشود تا مهاجم را دور زده و آن را شکار کند!
👉@Hadi_Notes✍
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
در سناریو بالا جت آبی با افزایش زاویه حمله نتوانست هدف را در خط آتش بیاورد (زیرا با استال از دایره چرخش خارج و مزیت حرکت دایره ای را از دست داد)
اما آیا همیشه این طور است ؟ خیر
این بستگی دارد به اختلاف خط آتش یا زاویه حمله فعلی جنگنده با آنچه به آن نیاز دارد تا هدف را در خط آتش بیاورد در واقع به فاصله ی دو جنگنده در چرخش همچنین به سرعت و ...
اما نکات دیگری وجود دارد و آن این که افزایش بیش از حد زاویه حمله تاثیر منفی قابل توجهی بر کنترل پذیری دارد زیرا سطوح کنترلی مانند گذشته رفتار نمی‌کنند همچنین در نهایت کاهش قابل توجه سرعت و لیفت باعث میشود مجبور به فرایند بازیابی شود زیرا جنگنده مانند یک آجر بدون لیفت مناسب در حال سقوط است !
این فرایند میتواند با از دست دادن رانش پیشران و مشکلات آن دو چندان شود و در صورت عدم زمان کافی یعنی ارتفاع پرواز مناسب میتواند به برخورد با زمین منجر شود .
👉@Hadi_Notes✍
اما آیا همیشه این طور است ؟ خیر
این بستگی دارد به اختلاف خط آتش یا زاویه حمله فعلی جنگنده با آنچه به آن نیاز دارد تا هدف را در خط آتش بیاورد در واقع به فاصله ی دو جنگنده در چرخش همچنین به سرعت و ...
اما نکات دیگری وجود دارد و آن این که افزایش بیش از حد زاویه حمله تاثیر منفی قابل توجهی بر کنترل پذیری دارد زیرا سطوح کنترلی مانند گذشته رفتار نمی‌کنند همچنین در نهایت کاهش قابل توجه سرعت و لیفت باعث میشود مجبور به فرایند بازیابی شود زیرا جنگنده مانند یک آجر بدون لیفت مناسب در حال سقوط است !
این فرایند میتواند با از دست دادن رانش پیشران و مشکلات آن دو چندان شود و در صورت عدم زمان کافی یعنی ارتفاع پرواز مناسب میتواند به برخورد با زمین منجر شود .
👉@Hadi_Notes✍