konuşma - Pitch-up

Beni 163 vardı kaburgalar hesap edilen açıklık yüklemesi kontrol. Bunları resmin üst kısmında görmek daha kolay

Olarak aerodinamik , zifiri kadar bir uçağın bir uncommanded burun yukarı dönüşüdür. Bu, çoğunlukla yüksek ses altı Mach sayılarında veya yüksek hücum açısında deneysel süpürme kanatlı uçaklarda gözlemlenen istenmeyen bir özelliktir.

Tarih

Pitch-up sorunları ilk olarak kanatları süpürülmüş yüksek hızlı test uçaklarında fark edildi. Sorunu test etmek için yaygın olarak kullanılan Douglas Skyrocket'ta yaygın bir sorundu.

Atış fenomeni iyi anlaşılmadan önce, tüm erken süpürme kanatlı uçakları rahatsız etti. In F-100 Super Sabre bile kendi ismini, Saber dansı yaptırdım. F-101 Voodoo gibi yüksek monte kuyruk kanatlı uçaklarda , kurtarma özellikle zordu, çünkü kuyruk uçağı yunuslama sırasında doğrudan kanat izine yerleştirildi ve derin stall'a neden oldu (her ne kadar T-kuyruğu yunuslamayı önlemek için tasarlanmış olsa da) en baştan başlayarak). İyileşme şansı için fren paraşütünün açılması ve yerden hatırı sayılır bir yükseklik gerekliydi.

Açıklama

MiG-17, basınç merkezini uçağın denge noktasına yakın bir yere yerleştirmek için kanadını öne doğru monte eder. Açıklıklı akışı kontrol etmek için belirgin kanat çitleri içeriyordu .

Kanatlar, üst ve alt yüzeylerinde , normalde hücum kenarından geriye doğru ⅓ ile ½ arasında bulunan " basınç merkezi " veya CoP olarak bilinen bir noktada hareket eden tek bir kuvvet üreten basınç dağılımları oluşturur . Bu yukarı ve arkaya doğru eğilme kuvveti, kaldırma ve sürükleme adı verilen eşdeğer bir kuvvet çifti ile değiştirilir. Bu kuvvetlerin etki ettiği boylamsal konum ve kuvvetlerin büyüklüğü hücum açısına göre değişir . Ayrıca, CoP dışındaki herhangi bir kuvvet konumu için değişen bir atış momenti mevcuttur. Bu değişiklikler , hız veya güç ayarlarını değiştirdikçe uçakların trimlenmesi gerekliliğine yol açar .

Uçak tasarımı için bir diğer önemli husus, kanat dahil olmak üzere uçağın parçalarının tüm ağırlık terimlerinin vektörel olarak eklenmesidir. Bu da uçağın uzunlamasına ekseni , " ağırlık merkezi " veya CoG boyunca bir noktada hareket eden tek bir ağırlık terimine indirgenebilir . Kanat, CoP'si uçak için CoG'ye yakın olacak şekilde konumlandırılırsa, düz uçuşta kanat, uçağı doğrudan yukarı kaldıracaktır. Bu, uçağı yukarı veya aşağı sallayan net kuvvetleri azaltır, ancak birkaç nedenden dolayı iki nokta normalde hafifçe ayrılır ve bunu dengelemek için uçuş kontrol yüzeylerinden küçük bir miktar kuvvet kullanılır.

Aynı temel yerleşim, süpürülmüş kanatlı bir uçak için de arzu edilir. Geleneksel bir dikdörtgen kanatta, CoP uçakla, kirişin doğrudan kökten dışarı çıktığı noktada buluşur. Aynı analiz, süpürülmüş bir kanat için bir basınç noktası merkezini ortaya çıkaracak olsa da, konumu , kanadın kökünde ölçülen hücum kenarının oldukça gerisinde olabilir . Oldukça süpürülmüş planformlar için, CoP , kanat kökünün arka kenarının arkasında uzanabilir ve kanadın uçakla görünüşte uzak bir yerde buluşmasını gerektirebilir.

Bu süpürülmüş kanat durumunda, saldırı açısıyla birlikte CoP'deki değişiklikler büyütülebilir.

Süpürme kanatların tanıtımı, daha yüksek oranda sivrilen tasarımlara geçiş sırasında gerçekleşti. Eliptik bir plan biçiminin, indüklenmiş bir sürükleme açısından "mükemmel" olduğu uzun zamandır bilinmesine rağmen , aynı zamanda, daha hafif olmakla birlikte, kanadın doğrusal bir konikliğinin hemen hemen aynı etkiye sahip olduğu da fark edildi. Savaş sırasında yapılan araştırmalar, özellikle savaş sonrası dönemde, konikliğin yaygın olarak kullanılmasına yol açtı. Ancak, bu tür tasarımların elverişsiz durak özelliklerine sahip olduğu erkenden fark edilmişti; Uçlar yüksek hücum açılarında daha fazla yüklendiğinden, durma noktalarına daha yakın çalıştılar.

Bu etki, geleneksel düz kanatlı bir uçakta olumsuz olmasına rağmen, süpürülmüş kanatlı bir tasarımda beklenmedik ve tehlikeli sonuçlar doğurdu. Uçlar süpürülmüş bir kanatta durduğunda, basınç merkezi, yani bir bütün olarak kanat için ortalama kaldırma noktası ileriye doğru hareket eder. Bunun nedeni, bölümün hala önemli bir kaldırma kuvveti üretmesidir. Bu, daha fazla burun yukarı kuvvetine neden olur, saldırı açısını arttırır ve uç alanın daha fazla durmasına neden olur. Bu, uçağın şiddetli bir şekilde burnunu yukarı kaldırmasına neden olan bir zincirleme reaksiyona yol açabilir.

Bu etki ilk olarak Ağustos 1949'da Douglas D-558-2 Skyrocket'te , 0,6 G'lik bir dönüşün aniden kontrolden çıkarak 6 G'ye yükseldiği zaman fark edildi. Bu tamamen şaşırtıcı değildi; etki daha önce rüzgar tüneli simülasyonlarında görülmüştü . Bu etkiler herhangi bir hızda görülebilir; Skyrocket'te esas olarak transonikte (Weil-Gray kriterleri) meydana geldiler, ancak Kuzey Amerika F-100 Super Sabre'de olduğu gibi daha yüksek süpürme ve konik plan formlarıyla, etki düşük hızlarda da yaygındı (Furlong-McHugh sınır), uçak düşük hızlarda kaldırmayı sürdürmek için daha yüksek hücum açılarında uçtuğunda.

Ek olarak, süpürülmüş kanatlar , hava akışının bir kısmının kanat boyunca "yanlara doğru" hareket etmesine neden olarak, sınır tabakasının yayılma bilge akışını oluşturma eğilimindedir . Bu, tüm kanat boyunca gerçekleşir, ancak uca doğru hareket edildikçe, hem o noktadaki kanadın katkısını hem de köke daha yakın noktalardan yayılma yönündeki akışı içerdiğinden, yana doğru akış artar. Bu etkinin oluşması zaman alır, daha yüksek hızlarda açıklıklı akış, ciddileşmeden önce kanadın arkasından üflenme eğilimindedir. Bununla birlikte, daha düşük hızlarda, bu, yukarıda belirtilen sorunlara ek olarak, kanat ucunda sınır tabakasının önemli ölçüde birikmesine yol açabilir .

Son olarak, doğrudan yukarıdaki etkilerle ilgili olmasa da, erken jet çağında , aerodinamik yüzeyleri jet motoru alanından uzak tutmak için T-kuyruk tasarımlarının kullanılması yaygındı . Bu durumda, bir yükselme olayının, kanadın arkasındaki türbülanslı havanın yatay dengeleyici boyunca akmasına neden olması mümkündür, bu da yükselmeye karşı koymak için burun aşağı basınç uygulanmasını zorlaştırır veya imkansız hale getirir. Alçak monte edilmiş kuyruk yüzeylerine sahip uçaklar bu etkiden etkilenmedi ve aslında kanadın izi, üzerinde akan kontrol yüzeylerini temizlediğinden kontrol yetkilerini geliştirdi. Ancak bu, sorunu düzeltmek için her zaman yeterli değildi; F-86, kuyruk yüzeylerinden artan burun aşağı basıncına rağmen yunuslamadan zarar görmeye devam etti.

Azaltma

CF-18 Hornet'in bu görüntüsünde arınma açıkça görülmektedir. Gövdenin saldırı açısına kıyasla kanat ucu rayındaki Sidewinder füzesinin açısına dikkat edin.

Adım atma sorununun başlıca nedenleri, aralıklı akış ve uçlarda daha fazla yükleme olduğundan, bu sorunları ele almaya yönelik önlemler sorunu ortadan kaldırabilir. Erken tasarımlarda bunlar tipik olarak geleneksel bir kanat plan biçimine "eklentiler" idi, ancak modern tasarımlarda bu, genel kanat tasarımının bir parçasıdır ve normalde mevcut yüksek kaldırma cihazları aracılığıyla kontrol edilir .

Bu sorunları çözmek için bilinen ilk girişim, ilk fark edildikleri platform olan Douglas Skyrocket'ta gerçekleşti. Bu , kanadın dış kısımlarına eklenen ve sınır tabakasını parçalayan bir dizi girdap üreteci şeklini aldı . Ancak bunun pratikte hemen hemen hiçbir etkisinin olmadığı görülmüştür. Yine de, Boeing B-47 Stratojet'te benzer bir çözüm denendi ve burada çok daha etkili oldu. Bu , dikey montajları akıllıca akış için bariyer görevi gören podlu motorların varlığıyla yardımcı olmuş olabilir .

Açıklıklı akış sorununa daha yaygın çözümler, bir kanat çitinin veya kanadın ön kenarında ilgili köpek dişi çentiğinin kullanılmasıdır. Bu, akışı bozar ve onu geriye doğru yeniden yönlendirirken, aynı zamanda içeride durgun havanın birikmesine ve durma noktasını düşürmesine neden olur. Bu, kanattaki genel hava akışı üzerinde bir etkiye sahiptir ve genellikle süpürmenin hafif olduğu yerlerde kullanılmaz.

Hesap edilen açıklık yükleme ile ilgili sorunları ele almak için, tekniklerin geniş yelpazeli bir adanmış dahil kullanılmış olan kaburgalar veya flep, kullanımı arınma veya otomatikleştirilmiş kontrol kanatçıklar . XF-91 Thunderceptor prototip avcı uçağı üzerinde denenen alışılmadık bir çözüm , kanat uçlarına kanat köklerinden daha geniş bir akor vermekti . Buradaki fikir, kanat ucu verimliliğini artırmak ve önce kanat köklerinin durmasını sağlamaktı.

Uçaktaki hücum açısı sensörleri , hücum açısının , pilotu uyarmak için sopa sallayıcı ve pilotu etkisiz hale getiren ve uçağın burnunu zorlayan sopa itici gibi cihazları harekete geçirdiği bilinen duruma yaklaştığını da algılayabilir . uçağı daha güvenli bir saldırı açısına indirir. Kanat uçlarına yerleştirilmiş büküm veya yıkama da eğimi hafifletebilir. Gerçekte, kanat ucundaki hücum açısı, kanattaki herhangi bir yerden daha küçük hale gelir, bu da ilk önce kanadın iç kısımlarının duracağı anlamına gelir.

Modern savaş uçaklarında atış yapmak için yaygın olarak kullanılan bir çözüm, bir kontrol-kanard kullanmaktır . Adım atmak için bir başka modern çözüm, çıtaların kullanılmasıdır. Çıtalar uzatıldığında kanat kamberini arttırır ve maksimum kaldırma katsayısını arttırır .

Pitch-up, Grumman X-29'da kullanıldığı gibi ileriye doğru süpürülmüş kanatlara sahip uçaklarda da mümkündür . İleriye doğru eğimli kanatlarda, açıklık bilge akışı içeridedir ve kanat kökünün kanat ucundan önce durmasına neden olur. İlk bakışta bunun yere düşme problemlerine yol açacağı görünse de, kanadın aşırı arkaya montajı, kök stall olduğunda liftin uçlara doğru ilerlediği anlamına gelir.

kılıç dansı

Süpürülmüş bir kanat durmaya başladığında, en dıştaki kısımlar önce durma eğilimindedir. Bu kısımlar basınç merkezinin arkasında olduğundan , genel kaldırma kuvveti ileriye doğru hareket eder ve uçağın burnunu yukarı doğru yalpalar. Bu, daha yüksek bir hücum açısına yol açar ve kanadın daha fazla stall olmasına neden olur, bu da sorunu daha da kötüleştirir. Pilot genellikle kontrolü kaybeder, düşük irtifada ölümcül sonuçlarla sonuçlanır, çünkü pilotun yere çarpmadan önce kontrolü yeniden kazanması veya fırlaması için yeterli zaman yoktur . İniş sırasında bu fenomene çok sayıda uçak kaybedildi, bu da uçakların genellikle alevler içinde piste düşmesine neden oldu.

En azılı olaylardan biri F-100C-20-NA kaybı oldu Süper Saber bir teşebbüs acil iniş sırasında 54-1907 ve pilotu Edwards AFB , California Şans eseri 10 Ocak 1956 tarihinde, sözkonusu olayın kaydedilmiştir alakasız bir testi kapsayacak şekilde kurulmuş kameralar tarafından 16 mm filmde detay . Pilot, hatalı iniş tekniği nedeniyle kontrolü yeniden kazanmak için umutsuzca savaştı, sonunda uçuş hattına yaklaşık 90 derece dönen gövde ile yere çarpmadan önce sağa doğru yalpaladı ve yalpaladı. Anderson, 1993, F-100'ün günü için gözle görülür şekilde güçsüz olduğunu ve hava hızının çok fazla düşmesine izin verilirse çok belirgin "arka taraf" eğilimleri olduğunu belirtiyor.

Yepyeni F-100C Lt Barty R. Brooks, bir yerli bindirilerek götürüldüğü Martha, Oklahoma ve Texas A & M 1708th ferrying Kanat, Müfreze 12'nin mezunu, Kelly AFB , Teksas . Uçak, Kuzey Amerika'nın Palmdale tesisinden California, George AFB'ye teslim edilen üç uçaktan biriydi , ancak burun dişli pivot pimi gevşek çalıştı ve tekerleğin rastgele dönmesine izin verdi, bu yüzden daha uzun bir pisti olan Edwards'a yönlendirildi. Yaklaşırken, yüksek bir saldırı açısında, avcı uçağı uçuş zarfını aştı ve çok fazla stall durumuna düştü, ölümcül sonuçlarla yön kontrolünü kaybetti. Bu sahneler filmde sokulmuş Avcıları oynadığı Robert Mitchum'u ve Robert Wagner filmde, X-15 aktör ile Charles Bronson pilotu oynuyor ve TV filmi için yapılmış kırmızı bayrak: Ultimate Oyunu rağmen içinde, Hunters ve içinde kırmızı bayrak: Ultimate Oyunu , sözde temsil uçak sırasıyla vardı F-86 ve bir F-5E . Olay aynı zamanda savaş pilotu şarkısı "Give Me Operations"ta da anıldı (California Gold Rush şarkısı "What Was Your Name in the States"in melodisine ayarlandı):

"Bana One-Double-Oh verme
Dost veya düşmana karşı savaşmak
O eski Saber Dansı
Beni pantolonuma bok yaptı
Bana bir One-Double-Oh verme."

Ayrıca bakınız

Referanslar ve Notlar

bibliyografya