Yük faktörü (havacılık) - Load factor (aeronautics)

Havacılık olarak, yük faktörü olan oranı arasında asansör bir bir uçak onun için ağırlık ve genel bir ölçümünü temsil stres uçağın yapının bağlı olduğu için ( "yük"):

${\displaystyle n={\frac {L}{W}},}$

nerede

${\görüntüleme stili n}$ yük faktörüdür,

${\görüntüleme stili L}$ asansör mü

${\görüntüleme stili W}$ ağırlıktır.

Yük faktörü iki kuvvetin oranı olduğu için boyutsuzdur. Bununla birlikte, yük faktörü ile uçakta hissedilen görünür yerçekimi ivmesi arasındaki ilişkiden dolayı birimleri geleneksel olarak g olarak adlandırılır . Bir veya 1 g'lık bir yük faktörü, kaldırmanın ağırlığa eşit olduğu düz ve düz uçuş koşullarını temsil eder. Birden fazla veya daha az (hatta negatif) yük faktörleri, manevraların veya rüzgar esintilerinin sonucudur.

Yük faktörü ve g

Yük faktörünün genel olarak g birimleriyle ifade edilmesi, boyutsal olarak g ile gösterilen yerçekimi ivmesi ile aynı olduğu anlamına gelmez . Yük faktörü kesinlikle boyutsuzdur.

g birimlerinin kullanılması, bir uçaktaki bir gözlemcinin, yük faktörü çarpı yerçekimi ivmesine eşit bir görünür yerçekimi ivmesi (yani referans çerçevelerine göre) yaşayacağı gerçeğine atıfta bulunur . Örneğin, yük faktörü 2 (yani 2 g dönüş) olan bir dönüş gerçekleştiren bir uçakta bulunan bir gözlemci, nesnelerin normal yerçekimi ivmesinin iki katı hızla yere düştüğünü görecektir.

Genel olarak, yük faktörü terimi ne zaman kullanılsa, "maksimum yük faktörü 4"te olduğu gibi, onu yalnızca sayılarla ifade etmek biçimsel olarak doğrudur. Terimi ise yük faktörü göz ardı edilir gr olarak "3 g dönüş çekme" olarak, yerine kullanılır.

1'den büyük bir yük faktörü, durma hızının , yük faktörünün kareköküne eşit bir faktör kadar artmasına neden olacaktır . Örneğin, yük faktörü 2 ise, durma hızı yaklaşık %40 oranında artacaktır.

Pozitif ve negatif yük faktörleri

Koordineli bir dönüş sırasında yük faktörünün n yatış açısı θ ile değişimi . Pembe kuvvet, gemideki görünen ağırlıktır .

Yük faktörü ve özellikle işareti, yalnızca uçağa etki eden kuvvetlere değil, aynı zamanda dikey ekseninin yönüne de bağlıdır.

Düz ve düz uçuş sırasında, uçak "doğru yönde yukarı" uçurulursa yük faktörü +1, uçak "ters" (ters) uçurulursa -1 olur. Her iki durumda da kaldırma vektörü aynıdır (yerdeki bir gözlemci tarafından görüldüğü gibi), ancak ikinci durumda uçağın dikey ekseni aşağıyı gösterir ve kaldırma vektörünün işaretini negatif yapar.

Dönüş uçuşunda yük faktörü normalde +1'den büyüktür. Örneğin, 60° yatış açısına sahip bir dönüşte yük faktörü +2'dir. Yine, aynı dönüş uçak ters çevriliyken yapılırsa, yük faktörü -2 olur. Banka açısı olan dengeli bir sırayla, genel olarak θ , yük faktörü N ilgilidir kosinüs ve İçeride ISTV melerin RWMAIWi'nin olarak

${\displaystyle n={\frac {1}{\cos \theta }}.}$

+1'den önemli ölçüde daha yüksek yük faktörleri elde etmenin bir başka yolu, dalışın sonunda asansör kontrolünü çekmektir, ancak düz ve düz uçuş sırasında çubuğu güçlü bir şekilde ileri itmek, asansörün harekete geçmesine neden olarak negatif yük faktörleri üretmesi muhtemeldir. normalin tersi yönde, yani aşağı doğru.

Yük faktörü ve kaldırma

Yük faktörünün tanımında, kaldırma kuvveti basitçe uçağın kanadı tarafından üretilen değil, kanat, gövde ve kuyruk düzlemi tarafından oluşturulan kaldırmanın vektör toplamıdır , ya da başka bir deyişle , yüke dik olan bileşendir. uçağa etki eden tüm aerodinamik kuvvetlerin toplamının hava akışı.

Yük faktöründeki kaldırmanın ayrıca, kaldırma vektörü uçağın dikey ekseniyle aynı yöne veya aynı yöne işaret ediyorsa pozitif veya zıt yönü gösteriyorsa negatif olan bir işarete sahip olması amaçlanmıştır.

Tasarım standartları

Uçağın yapısal mukavemetini aşma olasılığı nedeniyle aşırı yük faktörlerinden kaçınılmalıdır.

Havacılık otoriteleri , farklı kategorilerdeki uçakların hasar görmeden çalışması gereken yük faktörü limitlerini belirler. Örneğin, ABD Federal Havacılık Düzenlemeleri aşağıdaki sınırları belirler (en kısıtlayıcı durum için):

• İçin taşıma kategorisi -1 +2.5 uçaklarda, (en +3.8 veya tasarım kalkış ağırlığına bağlı olarak)
• Normal kategori ve banliyö kategorisi uçaklar için, −1.52'den +3.8'e
• Fayda kategorisi uçaklar için, -1,76'dan +4,4'e
• Akrobatik kategorideki uçaklar için -3.0 ile +6.0 arası
• Helikopterler için, -1'den +3.5'e

Bununla birlikte, birçok uçak tipi, özellikle akrobasi uçakları, gereken minimumdan çok daha yüksek yük faktörlerini tolere edebilecek şekilde tasarlanmıştır. Örneğin, Sukhoi Su-26 ailesi, -10 ila +12 arasında yük faktörü sınırlarına sahiptir.

Bir uçağa uygulanabilen hem pozitif hem de negatif maksimum yük faktörleri genellikle uçak uçuş kılavuzunda belirtilir .

Yük faktörünün insan algısı

Yük faktörü +1 olduğunda, uçağın tüm yolcuları ağırlıklarının normal olduğunu hisseder. Yük faktörü +1'den büyük olduğunda, tüm yolcular normalden daha ağır hissederler. Örneğin, 2 g'lık bir manevrada, tüm yolcular ağırlıklarının normalin iki katı olduğunu hissederler. Yük faktörü sıfır veya çok küçük olduğunda, tüm yolcular kendilerini ağırlıksız hissederler. Yük faktörü negatif olduğunda, tüm yolcular baş aşağı olduklarını hissederler.

İnsanların, hem pozitif hem de negatif, 1'den önemli ölçüde daha büyük bir yük faktörüne dayanma yeteneği sınırlıdır. İnsansız hava araçları , geleneksel uçaklara göre hem pozitif hem de negatif çok daha fazla yük faktörü için tasarlanabilir ve bu araçların bir insan pilot için yetersiz kalabilecek manevralarda kullanılmasına izin verir.

Ayrıca bakınız

• g kuvveti
• G-LOC Aşırı G nedeniyle bilinç kaybı (karartma olarak da bilinir)
• Aşırı pozitif G nedeniyle Greyout Yetersizliği
• Aşırı negatif G nedeniyle Redout Yetersizliği
• görünen ağırlık

Notlar

Referanslar

Dış bağlantılar

• Banka Açısı ve G'ler , aerospaceweb.org