نام کاربري : کلمه عبور : عضو انجمن نيستيد ! همين حالا عضو شويد . | کلمه عبور خود را فراموش کرده ام !







آغاز شده توسط
متن
rubik آفلاين



تعداد ارسال ها: 546
تاريخ عضويت: 2 /4 /1395
محل زندگي: یاسوج
سن: 24
تعداد تشکر کرده: 3898
تعداد تشکر شده: 3086
نیروی هوافضای سپاه پاسداران
انجمن اي ار ارتش

لیفت متراکم و طراحی موج سوار چیست ؟
سلام بچه ها شبا که شما میخوابین اقا روبیکه بیداره پستای تپل میزاره اووف :»)

در مورد لیفت متراکم میخوایم بحث کنیم ( نصف شبه خوابم میاد خخخ )

اصلا واژه ی لیفت متراکم از کجا نشات میگیره ؟ قبلا گفتیم که اگر جسمی در رژیم های مافوق صوت ( سرعت های مافوق صوت ) قرار بگیره ، در نقاط مختلف جسم امواج مختلفی شکل میگیره که این امواج به دو دسته ی امواج متراکم کننده ی شوک و امواج منبسط کننده ی پراندل مایر تقسیم میشه ... امواج متراکم کننده ی شوک همونطور که از اسمش معلومه مثل سیالات تراکم پذیر هستند یعنی سیال بعد از عبور از موج شوک ، سرعتش کم و فشارش افزایش پیدا میکنه ( سیال متراکم میشه ) و درست در نقطه ی مقابل امواج منبسط کننده ی پراندل مایر قرار داره یعنی دقیقا عکس مورد قبل ، زمانی که سیال از آرایه ای از امواج پراندل مایر عبور میکنه سرعت سیال افزایش و فشارش کاهش پیدا میکنه ... لذا لیفت متراکم یعنی اینکه بتونیم بوسیله ی موج شوک ، لیفت تولید کنیم ( همین :/ )

طبیعتا قبل از اینکه بریم سر اصل مطلب ، باید نکات پایه ای رو که قبلا همشونو باهم مرور کردیم ، مجددا باهم مرور کنیم ...

اگر یک جسم نوک تیز رو در سرعت های مافوق صوت قرار بدیم ، بواسطه ی نوک تیز بودنش موج شوک مایل ( از نوع متصل یعنی موج شوک چسبیده به نوک جسم ) در جلوی جسم تشکیل میشه ... با افزایش سرعت ، زاویه ی تشکیل موج شوک کاهش پیدا میکنه بعنوان مثال اگر در سرعت 4 ماخ ، موج شوکی با زاویه ی 67 درجه در جلوی جسم تشکیل بشه ، با افزایش سرعت به 15 ماخ این زاویه کاهش پیدا کرده و مثلا به 30 درجه میرسه !



خطوط قرمز : دو خط موج شوک مایل رو نشون میده که چسبیده به نوک جسم و در سرعت مافوق صوت تشکیل شده
خطوط آبی : سرعت و زاویه ی تشکیل موج شوک رو نشون میده و همونطور که در بالا توضیح دادیم ، با افزایش سرعت زاویه هم کاهش پیدا میکنه ... همونطور که در شکل بالا میبینیم در حالت اول ( جسم سمت چپ ) سرعت 2 ماخ و زاویه تشکیل موج شوک 53.5 درجه هستش و در حالت دوم ( جسم سمت راست ) سرعت به 20 ماخ افزایش و زاویه به 25 درجه کاهش پیدا کرده ...
خطوط سبز : اگه به شکل بالا دقت کنیم میبینیم که ، بین موج شوک و سطح جسم 3 پیکان کشیده شده که مربوط به جریان هوا هستش ! به جریان هوای بین موج شوک و سطح جسم ، لایه ی شوک گفته میشه ! اگه به جسم سمت چپ نگاه میکنیم میبینیم که بعلت زاویه ی زیاد تشکیل موج شوک ، خطوط جریانی ( 3 تا پیکان ) که بین سطح جسم و موج شوک قرار گرفتند ، از هم فاصله دارند و بعد از عبور از موج شوک بدون از نزدیک شدن بهمدیگه و به سطح جسم ، از اونور دارن برا خودشون کوچ میکنند :) !! این حالت سبب میشه که فشار هوا در گذر از موج شوک آنچنان افزایش پیدا نکنه و مناسب برای تولید لیفت در سرعت های مافوق صوت نباشه ... اما اگر به جسم سمت راست دقت کنیم ، به وضوح میبینیم که بعلت زاویه ی کمتر موج شوک ، خطوط جریان چسبیده به هم و نزدیک به سطح دارن از روی سطح عبور میکنند ! در حالت میگیم هوا بین موج شوک و سطح جسم به دام افتاده ! حالا چنین شرایطی رو با این حالت فرض بفرمایین که سرعت ماخ تا بینهایت افزایش پیدا کنه ، در اینصورت با کاهش زیاد زاویه ی تشکیل موج شوک ( بسیار نزدیک به زاویه ی صفر درجه ) ، لایه ی شوک بینهایت نازک میشه ! در چنین حالتی ، فشار کافی برای تولید لیفت در سرعت های سوپر سونیک و هایپرسونیک فراهم میشه !
اما خب طبیعتا در عمل چنین چیزی غیر ممکنه چون بدنه ی هواپیما هیچگاه این اجازه رو نمیده که زاویه ی موج شوک از حد خاصی کمتر بشه ! ... لذا فلسفه ی استفاده از امواج شوک جهت تولید نیروی لیفت در سرعت های بالا در پرنده هایی با طراحی موج سوار ( Waverider ) نمود پیدا کرد !! همونطور که میدونیم در سرعت های مافوق صوت اگر طراحی هواپیمامون متناسب با رژیم مافوق صوت و فرا مافوق صوت نباشه ، این امکان وجود داره که موج شوک تشکیل شده در نقاط مختلف جسم بصورت غیر کنترلی به بخش های مختلف هواپیما برخورد و سپس به بخش دیگری بازتاب پیدا کنه و در نقاطی که مد نظر ما نیست ، گردایان فشار رخ بده و باعث افزایش درگ - افزایش حرارت و افزایش خستگی بدنه ی هواپیما و در نهایت باعث کاهش نسبت لیفت به درگ یا افزایش نسبت درگ به لیفت در سرعت های بالا بشه !! لذا طراحان تسلیحات موج سوار ، با طراحی بسیار دقیق و مهندسی این نوع از تسلیحات ، عملا با استفاده از موج شوک باعث تولید لیفت و بهبود نسبی نسبت لیفت به درگ شدند !
نکته ی بعدی که باید گفته بشه اینه که : جریان هوای به دام افتاده بین موج شوک و سطح جسم ( لایه ی شوک ) از نوع غیر لزج هستش یعنی عملا بواسطه ی اینکه لایه ی شوک هیچ تماسی ( همون اصطکاک ) با سطح جسم نداره ، فلذا اصلا ویسکوزیته ای بین سطح و سیال رخ نمیده ! به همین خاطره که ما به لایه ی شوک میگیم لایه ی غیر لزج یا غیر ویسکوز ... از طرفی قبلا به لایه ی ویسکوز ( چسبناک ) تشکیل شده روی سطح جسم چی میگفتیم ؟ میگفتیم لایه ی مرزی و همونطور که از اسمش معلومه ، مرز بین سطح جسم و جریان آزاد هستش ...
لزج یا غیر لزج بودن لایه ی شوک بستگی به ضخامت لایه ی مرزی داره .. ضخامت لایه ی مرزی با مقدار عددی عدد رینولدز رابطه عکس داره یعنی به ازای مقادیر بالاتر رینولدز ، ضخامت لایه ی مرزی کاهش و به ازای مقادیر پایین تر رینولدز ، ضخامت لایه ی مرزی افزایش پیدا میکنه ...
در واقع میتونیم اینجوری نتیجه بگیریم که بین موج شوک و سطح جسم دو لایه ی لزج ( لایه ی مرزی ) و غیر لزج ( لایه ی شوک ) قرار گرفته .. حالا اگر ضخامت لایه ی مرزی خیلی کم باشه ( عدد رینولدز بالا ) ، اتفاق خاصی نمیفته و هیچ تداخلی بین لایه ی مرزی و لایه ی شوک شکل نمیگیره و همچنان محیط بین موج شوک و سطح جسم به دو صورت لزج و غیر لزج باقی میمونه ! ولی اگر ضخامت لایه ی مرزی زیاد باشه ( عدد رینولدز کم ) ، لایه ی مرزی با لایه ی شوک تداخل پیدا میکنه و لایه ی مرزی با گرفتن انرژی بیشتر از لایه ی شوک ، عملا لایه ی شوک رو به مرز نقطه ی ایستا ( سرعت صفر ) نزدیک میکنه و از این طریق لایه ی غیر لزج با ملحق شدن به لایه ی لزج عملا باعث افزایش افزایش ضخامت لایه ی مرزی شده که نتیجه ی این افزایش ضخامت لایه ی مرزی ، تولید گردابه های زیاد و نتیجتا جدایش لایه ی مرزی و به فنا رفتن هواپیما هستش ...
پس نتیجتا اگر بتونیم هوارو بین موج شوک و بدنه به دام بندازیم و از این طریق فشار هوا رو در گذر از موج شوک به میزان مناسب افزایش بدیم و ضخامت لایه ی مرزی رو همچنان کم نگه داریم ( یعنی تداخلی بین لایه ی مرزی و لایه ی شوک صورت نگیره ) ، میشه نور علی نور :))) یعنی عملا بغیر از دو گلوگاه موتور ( رمجت و اسکرم جت ) و بحث هدایت ، تونستیم یک موج سوار طراحی کنیم !!!

در گذر از یک موج شوک ، اِنتروپی سیال افزایش پیدا میکنه .. اِنتروپی به میزان بی نظمی و حرکات تصادفی بین مولکول های سیال گفته میشه و طبیعتا هرچقدر که این بی نظمی و حرکات تصادفی بین مولکولی بیشتر باشه ، اِنتروپی سیال هم بیشتره و برعکس ... لذا اِنتروپی در گازها بیشتر از مایعات و در مایعات بیشتر از
! جامداته ... دلیلش هم کاملا واضحه چون بعنوان مثال مولکول های یک گاز مثل هوا فضای آزاد تری برای حرکت نسبت به مولکول های یک جامد مثل یخ دارن
اگر برخلاف جسم قبلی که نوک دار بود یک جسم بدون نوک رو در سرعت های مافوق صوت قرار بدیم ، بجای موج شوک مایل ، موج شوک کمانی منفصل در جلوی جسم تشکیل میشه ( موج شوکی که با فاصله ی مشخصی از نوک جسم و در جلوی جسم بوجود میاد ) ... دلیل منفصل بودن موج شوک کمانی رو هم قبلا گفتیم که چون دماغه ی جسممون نوک دار نیست ، فلذا این جسم نمیتونه به سرعت و به کیفیت یک جسم نوک دار هوارو بشکافه ! لذا در یک جسم بدون نوک ، سرعت شکافتن و عبور لایه های هوا از اطراف جسم کمتر از یک جسم نوک دار هستش ! در نتیجه مدت زمانی طول میکشه تا لایه های هوا در جلوی یک جسم بدون نوک ، روی همدیگه سوار شده و از اطراف جسم عبور کنند و همین مدت زمان باعث ایجاد فاصله ای بین موج شوک و دماغه ی جسم شده که ما بهش میگیم موج شوک منفصل ... از طرفی در یک جسم نوک تیز ، عملا درگ فشاری نداریم ( یا اگر هم داشته باشیم انقدر کمه که قابل چشم پوشیه ) چون نوک جسم هوارو کاملا میشکافه و هیچ نیروی مقاومی در برابر حرکت جسم وجود نداره ولی در یک جسم بدون نوک ، بعلت عدم شکافتن سریع لایه های هوا ، هوا جسم رو به طرف عقب هل میده که ما بهش میگیم درگ فشاری ...
با افزایش قدرت موج شوک ، میزان اِنتروپی هم افزایش پیدا میکنه ... از طرفی موج شوک کمانی بواسطه ی هوایی که بین موج شوک و دماغه ی جسم قرار میگیره قدرت بیشتری نسبت به یک موج شوک مایل داره که هیچ هوایی بین نوک جسم و دماغه وجود نداره ! لذا قدرت بالاتر موج شوک کمانی نسبت به موج شوک مایل ، اِنتروپی بیشتر این موج شوک نسبت به موج شوک مایل رو به ارمغان میاره ...



همونطور که در شکل بالا میبینیم ، بین دماغه ی جسم و موج شوک منطقه ای هاشور زده وجود داره که باعث ایجاد فاصله بین موج شوک و دماغه ی جسم شده .. دقیقا به خاطر همبن فاصله هستش که ما میگیم موج شوک از نوع منفصله ... از طرفی به منطقه ی هاشور زده میگیم لایه اِنتروپی ... همونطور که در شکل دیده میشه ، لایه ی مرزی بعنوان بخشی از لایه ی آنتروپی به تصویر کشیده شده ! این یعنی با گرادیان لایه اِنتروپی ، ضخامت لایه ی مرزی میتونه کاهش و یا افزایش پیدا کنه ... در واقع لایه ی اِنتروپی لایه یا ناحیه ای متشکل از گردابه های قوی هستش که میتونه مثل لایه ی مرزی باعث تغییرات زیادی در سرعت جریان در نزدیکی سطح بشه .. لذا باید ضخامت لایه ی اِنتروپی همانند لایه ی مرزی کاهش پیدا کنه ...

نکته 1 : وقتی در گذر از یک موج شوک اِنتروپی سیال ثابت نباشه و افزایش پیدا کنه ، ما به چنبین حالتی میگیم فرآیند نان - آیزنتروپیک یا فرآیند غیر هم اِنتروپی ...
نکته ی 2 : در گذر از یک موج شوک آنتالپی سیستم ثابت باقی میمونه
نکته ی 3 : سرعت هوا در گذر از 3 موج شوک قائم ( نرمال ) - کمانی و مایل ، کاهش پیدا میکنه ولی این کاهش سرعت در موج شوک قائم بیشتر از موج شوک کمانی و در موج شوک کمانی بیشتر از موج شوک مایل هستش ! اما چرا ؟ دلیلش اینه که کاهش سرعت به صورت کامل زمانی رخ میده که نحوه ی قرار گیری و تشکیل موج شوک عمود بر جهت جریان باشه ! یعنی جریان هوا زمانی دچار بیشترین اُفت سرعت میشه که عمود بر موج شوک وارد بشه ! لذا موج شوک قائم چون همونطور که از اسمش معلومه قائم بر سطح و جریان هستش ، لذا تمامی جریانات هوا با این موج شوک زاویه ی قائم تشکیل میدن فلذا این موج شوک بیشترین گرادیان سرعت رو در جریان هوا ایجاد میکنه ... در موج شوک کمانی اگر به شکل بالا دقت کنیم میبینیم که در نوک جسم ، موج شوک حالت شبیه به قائم داره یعنی جریانات هوا در نوک جسم عمود بر موج شوک وارد میشن ، فلذا بعد از موج قائم بیشترین گرادیان سرعت در جریان هوا توسط موج کمانی اعمال میشه .. در موج مایل وضع افتضاحه ! چون تنها بخش بسیار محدودی از خطوط جریان با موج شوک مایل اونهم در سرعت های کم که زاویه ی تشکیل موج زیاده ، زاویه ی قائم تشکیل میدن ( عمود بر موج شوک وارد میشن ) !!! فلذا گفته شده که اگر هوایی با سرعت مافوق صوت به یک موج شوک قائم برخورد کنه ، سرعتش تا زیر صوت کاهش پیدا میکنه ولی همین هوا در گذر از یک موج شوک مایل ،سرعتش تا محدوده ی کم مافوق صوت ( Low Supersonic ) کاهش پیدا میکنه یعنی هنوز هم سرعت هوا در محدوده ی مافوق صوت قرار داره ...
نکته ی 4 : موج شوک قائم در سرعت 1 ماخ و بر روی سطح فوقانی بال و هر سطح لیفت سازی که سرعت بر روی این سطوح به عدد ماخ بحرانی برسه تشکیل میشه ...

خب مباحث پایه ای تموم شد :))

مبحث رو جمع کنیم : طراحی یک پرنده ی موج سوار به گونه ایه که سطح فوقانی پرنده رو یا کلا ساده میسازن که هوا در گذر از سطح فوقانی تغییری نکنه و یا بصورتی میسازن که امواج انبساطی پراندل مایر بر روی سطح جسم تشکیل بشه ... از اونطرف سطح زیرین جسم رو جوری میسازن که حداقل یکی از بخش های زیرین پرنده در تداخل با موج شوک قرار بگیره و از این طریق بتونن هوا رو بین موج شوک و سطح زیرین جسم به دام بندازند ...



جایی که نوشته shock compression همونجایی هستش که هوا به دام افتاده ! لذا هوای پرفشار بدام افتاده در سطح زیرین پرنده و هوای کم فشار سطح فوقانی پرنده ( نتییجتا اختلاف فشار ) باعث تولید لیفت در سرعت های بالای صوت و بهبود نسبت لیفت به درگ میشه ...

البته پایه و اساس موج سوار ها در سرعت های هایپرسونیک ( 5 تا 10 ماخ ) و های هایپرسونیک ( 10 تا 25 ماخ ) که زاویه موج شوک بسیار کم میشه ، خلاصه میشه ...
از طرفی موتورهای رم جت و اسکرم جت از اونجایی که هیچ قطعه متحرکی جهت فشرده سازی هوا جهت تولید تراست ندارند ، لذا هوای متراکم شده بین بدنه و موج شوک ، نه تنها لیفت اضافی رو برای پرنده به ارمغان میاره بلکه هوایی فشرده شده ( متراکم شده ) رو برای موتور فراهم میکنه ....

اینکه از لفظ موج سوار استفاده میشه به این خاطره که چون از موج شوک تشکیل شده در زیر پرنده جهت تولید لیفت استفاده میکنند ، لذا گفتند مثل اینه که پرنده روی یک موج شناور شده و انگار نه انگار که داره تو هوا میپره !! :)

از طرفی چیزایی هم گفته شده که مثلا موج شوکی که زیر پرنده تشکیل میشه باعث بوجود اومدن طراحی جدید ( لبه ی حمله ی جدید ) برای پرنده شده که من خودم این حرفارو قبول ندارم !

نکته ی 5 : درسته که طراحی نوک دار مخصوصا سرعت های سوپرسونیک و هایپرسونیکه ولی این نوع طراحی برای نصب عایق های حرارتی مشکلاتی رو ایجاد میکنه ! بعنوان مثال دماغه ی شاتل فضایی که سرعت ورود مجددش به اتمسفر زمین تقریبا 25 ماخه ( !!!! ) بصورت یک هواپیمای زیر صوت طراحی شده ! و یا دارای لبه ی حمله های بسیار قطور و ضخیمی هستش ! این برمیگرده به سهولت نصب عایق های حرارتی در این نوع طراحی بجای طراجی نوک تیز دماغه و یا طراحی باریک لبه ی حمله ی بال !

از نمونه های موج سوار قدیمی میتونیم که پروژه ی آزمایشی XB-70 اشاره کنیم که این هواپیما نوک بالهاش بصورت متحرک ساخته شده بود و این هواپیما میتونست نوک بال های خودش رو بسته به سرعت پروازی ، در زوایای مختلفی رو به پایین به منظور بهره مندی از لیفت متراکم منحرف کنه ... اینکه نوک بال های قاهر رو به پایینه من دلیلشو به شخصه فقط بهره مندی از اثر سطحی میدونم چون گفتن قابلیت پرواز در نزدیکی سطح زمین رو داره ... و فکر نکنم لیفت متراکم مد نظر طراحان قاهر بوده باشه !!
از نمونه های جدید موج سوار میتونیم به بوئینگ ایکس 51 اشاره کنیم !



اگه ما خط قرمز رو موج شوک در نظر بگیریم ، موج شوک در مسیر حرکت رو به پایینش به لبه ی ورودی هوای پرنده برخورد میکنه و باعث میشه که منطقه ای هاشور زده ( با خطوط آبی ) بین موج شوک و سطح زیرین پرنده تشکیل بشه ! این منطقه ی هاشور زده همون هوای متراکم به دام افتاده هستش که علاوه بر تامین هوای مورد نیاز جهت سوخت و ساز موتور ، باعث تولید لیفت متراکم میشه !! از طرفی بعلت نوک دار بودن دماغه ی پرنده ، موج شوک تشکیل شده بر روی این پرنده از نوع مایل هستش یعنی لایه اِنتروپی ضخامت کمی داره چون سرعت پرنده زیاد و زاویه ی تشکیل موج شوک کمه و موج شوک قدرت خودش رو در کاهش سرعت هوا از دست میده ! و قبلا گفتیم که با کاهش و افزایش قدرت شوک ، میزان اِنتروپی هم به همون نسبت کاهش و افزایش پیدا میکنه ! از طرف دیگه قبلا یاد گرفتیم که یکی از راه های افزایش ضخامت لایه ی مرزی ، افزایش فاصله ی بین دماغه ی پرنده تا ابتدای ورودی هواست ! چون با افزایش فاصله ، اصطکاک بین هوا و سطح بیشتره شده و طبیعتا باعث افزایش ضخامت لایه ی مرزی میشه و افزایش ضخامت لایه ی مرزی یعنی رسیدن لایه ی مرزی به نقطه ی انتقال یعنی تعییر وضعیت لایه ی مرزی از حالت خطی به حالت گردابه و نهایتا جدایش جریان !!!
در بوئینگ ایکس 51 میبینیم که فاصله ی کمی بین دماغه و ورودی هوا وجود داره ( نتیجتا ضخامت کم لایه ی مرزی ) ! از طرفی چون دماغه ی هواپیما لایه های هوارو میشکافه ، لذا مولکول های کمی از هوا موفق به برقراری تماس با بدنه ی پرنده و تشکیل لایه ی مرزی میشن !!

حقیقتا طراحی عالی داره ...

مبحث پرواز در سرعت های مافوق صوت و فرامافوق صوت بسیار پیچیدس و طراحی موج سوار هم به این آسونیا نیست ولی خب یکسری اطلاعات در مورد لیفت متراکم و اساس طراحی موج سوار ها داده شد ( فکر نکنم در هیچ انجمنی در این خصوص و با این جزئیات حرفی زده شده باشه ) تا هممون یک اشنایی کلی با این دو مقوله داشته باشیم ...

پی نوشت 1 : در بحث موج سوار ها یکی از ابتدایی ترین طراحی ها به Caret wing ها برمیگرده ! در این نوع طراحی زمانی که موج شوک در جلوی جسم تشکیل میشه ، موج شوک به موازات و در طول لبه ی حمله ی بال گسترش و امتداد پیدا میکنه تا برسه به انتهای بال ، لذا در سطح زیرین بال ، لایه ای مسطح از امواج شوک تشکیل شده که همون موارد گفته شده رو انجام میده و یه حسی به ادم دست میده که انگار بال سوار بر امواج شوک داره حرکت میکنه ! برا همین میگن موج سوار ...

موج شوک مسطح تشکیل شده در سطح زیرین یک Caret wing :



طرح های دیگه هم وجود داره که خودتون برین ببینین ... مهم اصول علمیش بود که توضیح داده شد ...

پی نوشت 2 : اگر احیانا کسی مطالب بالارو متوجه نشد ، حتما بگه تا یک تعریف بسیار آسونتر و قابل هضم تر و بسیار بسیار کوتاه تر رو بدم ...

یا حیدر کرار ...
دوشنبه 13 شهریور 1396 - 04:01
نقل قول تشکر گزارش به مديريت ارسال پيام خصوصي
تشکر شده: 10 کاربر از rubik به خاطر اين مطلب مفيد تشکر کرده اند: asd &mehdi &alij &crounus2000 &sepahe_pasdaran &mortal &ahidk1 &hk416 &behrouz07 &gazijahany &


تعداد ارسال ها: 13
نیروی زمینی سپاه پاسداران

پاسخ : 1 RE لیفت متراکم و طراحی موج سوار چیست ؟
سلام توضیحات کامل اما یکم پیچیده بود (به خصوص بخش های اولیه).
ممنون میشم همون توضیح ساده تر رو که فرمودید در اختیار ما بزارید.
2 تا سوال: چه کشورهایی در حال حاضر به تکنولوژی طراحی موج سوار دست پیدا کردن؟
و دوم شما فرمودید نمونه هایی مثل xb70 و x51 ساخته شده ، آیا این تکنولوژی تونسته به صورت عملیاتی در آمریکا دربیاد منظورم اینه که چه برای مقاصد نظامی یا غیر نظامی به گونه ای از تولید پیش نمونه فراتر بره و حالت کاربردی داشته باشه؟
تشکر.
دوشنبه 13 شهریور 1396 - 16:33
نقل قول تشکر گزارش به مديريت ارسال پيام خصوصي
تشکر شده: 7 کاربر از sepahe_pasdaran به خاطر اين مطلب مفيد تشکر کرده اند: asd /alij /mortal /rubik /mehdi /crounus2000 /hk416 /


تعداد ارسال ها: 546
نیروی هوافضای سپاه پاسداران

پاسخ : 2 RE لیفت متراکم و طراحی موج سوار چیست ؟
نقل قول از sepahe_pasdaran
سلام توضیحات کامل اما یکم پیچیده بود (به خصوص بخش های اولیه).
ممنون میشم همون توضیح ساده تر رو که فرمودید در اختیار ما بزارید.
2 تا سوال: چه کشورهایی در حال حاضر به تکنولوژی طراحی موج سوار دست پیدا کردن؟
و دوم شما فرمودید نمونه هایی مثل xb70 و x51 ساخته شده ، آیا این تکنولوژی تونسته به صورت عملیاتی در آمریکا دربیاد منظورم اینه که چه برای مقاصد نظامی یا غیر نظامی به گونه ای از تولید پیش نمونه فراتر بره و حالت کاربردی داشته باشه؟
تشکر.


هرچی اون بالا گفته شد رو بریز دور !! فکر کن اونایی که گفتم همه چرت و پرته !! این چیزی که الان میخوام بگم رو دوتایی باهم یاد بگیریم کافیه ...

یک ایرفویل حالت 2 بُعدی داره ( برخلاف بال که حالت 3 بُعدی داره ) ، یعنی ما بر روی یک بال ( 3 بُعدی ) جریان عمودی داریم ( مولفه ی عمودی ) که از ریشه ی بال تا نوک بال امتداد پیدا کرده ! به این جریان عمودی میگیم جریان spanwise و همونطور که از اسمش معلومه ( از واژه ی span ) ، یعنی جریان هوایی که از ریشه ی بال تا نوک بال امتداد پیدا کرده ! ولی این جریان عمودی در ایرفویل وجود نداره چون ایرفویل یک محیط 2 بُعدیه ...

راحت ترش کنم :



به اون پیکان های نارنجی میگیم جریان عمودی Spanwise چون عمود بر خط وَتَر ایرفویل ( پیکان های آبی ) هستند و این Spanwise ها در ایرفول وجود نداره ... قدرت این جریانات عمودی هرچقدر که به نوک بال نزدیک تر میشیم تقویت پیدا میکنه و در نوک بال باعث بوجود اومدن درگ القایی میشه ...

همونطور که در شکل زیر میبینیم جریان Spanwise در نوک بال بسیار قدرت مند تر از ریشه ی باله :



لذا اینکه میگن در ایرفویل درگ القایی نداریم بخاطر همینه ! چون اصلا در ایرفویل جریان عمودی ( Spanwise ) وجود نداره که بخواد درگ القایی بوجود بیاره ... لذا علاوه بر وینگ لت ، یکی از راه های کاهش درگ القایی نوک بال ، افزایش نسبت منظری بال هستش ! یعنی طول بال رو انقدر زیاد میکنند تا حالت 3 بُعدی بال به حالت 2 بُعدی ایرفویل نزدیک بشه و از این طریق درگ القایی ( گردابه ی نوک بال ) کاهش پیدا کنه ....

موارد فوق درسته شاید در ظاهر هیچ ربطی به مبحث نداشته باشه ولی اینجا بدردمون میخوره :



در شکل بالا بدنه داریم و بال ... پیکان هایی که با خطوط قرمز مشخص شده همون Spanwise ها هستند ... طبق قانون سوم نیوتون هر عملی عکس العملی به همون اندازه و در جهت مخالف داره ... تعداد پیکان های رو به پایین چندتاست ؟ 5 تا ... تعداد پیکان های رو به بالا چندتاست ؟ 5 تا ... پس وقتی تعداد پیکان های بالا و پایین باهم برابر باشه ، اثر همدیگه رو خنثی میکنند ! چون پیکان های رو به پایین طبق قانون سوم نیوتون ، نیرویی رو به بالا تولید میکنن و پیکان رو به بالا ، نیرویی رو به پایین تولید میکنند !
اگر بتونیم این حالت تعادل رو برهم بزنیم یعنی کاری کنیم که پیکان های رو به پایین از پیکان های رو به بالا بیشتر بشه ، تونستیم نیروی لیفت تولید کنیم !

برای تحقق این امر ، باید نوک بال هارو به سمت پایین منحرف کنیم :



یعنی چی ؟ یعنی اومدیم با رو به پایین طراحی کردن نوک بال ، عملا Spanwise ها رو به سمت پایین منحرف کردیم تا به تعداد پیکان های رو به پایینمون افزوده بشه ... در این حالت تعداد پیکان های رو به پایینمون 7 تا و تعداد پیکان های رو به بالامون 5 تاست ! پس تونستیم حالت تعادل قبل رو بر هم بزنیم ! و وقتی تعداد پیکان های رو به پایینمون بیشتر از پیکان های رو به بالامون باشه ، طبق قانون سوم نیوتون نیروی لیفت رو به بالا تولید میشه ...



در مورد دوتا سوالتون :

سوال اول : تا جایی که میدونم آمریکا پیشتاز و پرچم دار این قضیه بوده و بعد از امریکا دو کشور روسیه و چین به ترتیب پروژه های برهموس 2 و پروژه ی 0901 رو کلید زدن و اتفاقا به لحاظ طراحی ظاهری ، روسیه و چین هر دو از آمریکا تقلید کردن ...

بعنوان مثال این تصویر مربوط به پروژه ی 0901 چینه ( آیا شبیه به بوئینگ ایکس 51 نیست ؟ ) :



سوال دومتون : ظاهرا از مرحله ی طراحی عبور کردند ولی فعلا هر 3 کشور نام برده شده در مراحل تست قرار دارند و هنوز به نمونه ی عملیاتی نرسیدند ... البته XB-70 دیگه فسیل شده و خیلی وقته که کنار گذاشته شده و فعلا آمریکا روی ایکس 51 سرمایه گذاری کرده ...

یا حیدر کرار ...
دوشنبه 13 شهریور 1396 - 22:59
نقل قول تشکر گزارش به مديريت ارسال پيام خصوصي
تشکر شده: 6 کاربر از rubik به خاطر اين مطلب مفيد تشکر کرده اند: mehdi /mortal /sepahe_pasdaran /asd /hk416 /alij /


تعداد ارسال ها: 13
نیروی زمینی سپاه پاسداران

پاسخ : 3 RE لیفت متراکم و طراحی موج سوار چیست ؟
نقل قول از rubik

هرچی اون بالا گفته شد رو بریز دور !! فکر کن اونایی که گفتم همه چرت و پرته !! این چیزی که الان میخوام بگم رو دوتایی باهم یاد بگیریم کافیه ...


خییییلی ممنون بابت وقتی که گذاشتید بابت این مقاله.
البته الان نکات بیشتری فهمیدم ولی هنوز خیلی از بخش ها گنگ و نامفهوم هست که فکر میکنم علتش سواد و مطالعه کنم مربوط به علوم هوانوردی باشه.(که قطعا نیاز به این وقت گذاشتن بیشتر و مطالعه در این زمینه رو داره)
اگر باز هم از این گونه پست ها و مطالب بزارید خیلی عالی میشه ، چون واقعا مطالب هوانوردی به زبان فارسی که اینطور روان ترجمه شده باشن در سطح وب کم پیدا میشه و این زحمتی که شما میکشی باعث میشه که خیلی هایی که زبان شون اونقدر قوی نیست که بتونن یک مقاله رو کامل به انگلیسی بخونن بهره ببرن و برای شما حتما دعا کنن.
باز هم ممنون.

راستی یک سوال دیگه هم داشتم.
اگر این طرح به طور کامل عملیاتی بشه ، به چه صورت میشه ازش استفاده نظامی استفاده کرد.
منظورم اینه که چه کاربردی میتونه داشته باشه ، جاسوسی ، رصد ، نفوذ ، در نقش تهاجمی یا هر کاربرد دیگه ای؟

اصلا شدنی هست چنین چیزی یا نه؟؟
سه شنبه 14 شهریور 1396 - 02:51
نقل قول تشکر گزارش به مديريت ارسال پيام خصوصي
تشکر شده: 7 کاربر از sepahe_pasdaran به خاطر اين مطلب مفيد تشکر کرده اند: asd /crounus2000 /mehdi /hk416 /mortal /rubik /alij /


تعداد ارسال ها: 3649

پاسخ : 4 RE لیفت متراکم و طراحی موج سوار چیست ؟
در صورت عملی شدن طرح
بخاطر سرعت بالاش میتونه از فاصله خیلی دورتر و از ارتفاع خیلی بالاتر به سمت اهداف حمله ور بشه و پدافند منطقه هم در صورت کشف فرصت بسیار کمی برای واکنش داره و دفاع اگر نگیم غیر ممکن ؛ حتما سخت خواهد بود
امضاي کاربر : افلاطون در بخشی از توصیف ایرانیان گفت :
آنان از نژاد خدایانند
سه شنبه 14 شهریور 1396 - 13:33
نقل قول تشکر گزارش به مديريت ارسال پيام خصوصي
تشکر شده: 7 کاربر از crounus2000 به خاطر اين مطلب مفيد تشکر کرده اند: mehdi /hk416 /mortal /rubik /sepahe_pasdaran /alij /asd /


تعداد ارسال ها: 546
نیروی هوافضای سپاه پاسداران

پاسخ : 5 RE لیفت متراکم و طراحی موج سوار چیست ؟
نقل قول از sepahe_pasdaran


خییییلی ممنون بابت وقتی که گذاشتید بابت این مقاله : فیدامیدات جیجرم :))
البته الان نکات بیشتری فهمیدم ولی هنوز خیلی از بخش ها گنگ و نامفهوم هست که فکر میکنم علتش سواد و مطالعه کنم مربوط به علوم هوانوردی باشه.(که قطعا نیاز به این وقت گذاشتن بیشتر و مطالعه در این زمینه رو داره) : موارد بالا در مورد مکانیک سیالاته و زیاد بدرد یک انجمن نظامی نمیخوره ... در واقع با مطالعه ی موارد فوق میتونیم متوجه بشیم که ساخت تسلیحات هوایی به چهارتا رادار و سرجنگی و سرعت که همه فکر میکنند نیست ! و باید خیلی از مواردی که در نگاه اول به چشم نمیان رو در نظر بگیریم و کلی فرمول و آزمون و خطا باید طی بشه تا یک محصول به سر منزل نهایی برسه ... مثلا زمانی که این حقیر در مورد بالک های موشک صیاد 3 در انجمن خودمون مقاله گذاشتم ، بقیه جاها داشتن در مورد برد و سرعت این موشک گمانه زنی میکردن و اصلا کسی به این مورد نپرداخته بود ...
اگر باز هم از این گونه پست ها و مطالب بزارید خیلی عالی میشه ، چون واقعا مطالب هوانوردی به زبان فارسی که اینطور روان ترجمه شده باشن در سطح وب کم پیدا میشه و این زحمتی که شما میکشی باعث میشه که خیلی هایی که زبان شون اونقدر قوی نیست که بتونن یک مقاله رو کامل به انگلیسی بخونن بهره ببرن و برای شما حتما دعا کنن.
باز هم ممنون. : خواهش میکنم اخوی ... فقط یک رفع ابهام بکنم : چیزایی که گفته شد از یک مقاله نبود ، یعنی اینجوری برداشت نشه که یک وبسایت اونورآبی یک مقاله منتشر کرده و انقدر صریح در مورد امواج شوک مطلب گذاشته و منم رفتم ترجمه کردم و در انجمن گذاشتم ! در واقع برای فهمیدن و به زبان ساده دراوردن امواج شوک ، شاید هفته ها نت رو شخم زدم و بیش از 30 منبع مختلف رو مطالعه کردم تا تونستم تا حدود کمی به امواج شوک ( بعنوان یکی از چندین نمونه ) مسلط بشم ... انجمن های داخلی که بیشتر روی مقایسه ی ظاهری تسلیحات مثل برد و سرعت و قدرت سرجنگی و نوع رادار و غیره یک موشک ( بعنوان مثال ) مانور میدن .. تنها انجمنی که مسائل علمی در حوزه ی فیزیک - سیالات و هوافضا رو انقدر صریح و قابل فهم بیان میکنه ، فقط انجمن خودمونه ...

راستی یک سوال دیگه هم داشتم.
اگر این طرح به طور کامل عملیاتی بشه ، به چه صورت میشه ازش استفاده نظامی استفاده کرد.
منظورم اینه که چه کاربردی میتونه داشته باشه ، جاسوسی ، رصد ، نفوذ ، در نقش تهاجمی یا هر کاربرد دیگه ای؟

اصلا شدنی هست چنین چیزی یا نه؟؟ : این بخش از سوالتون رو جناب کرونوس لطف کردند و جواب دادند .....


یه نکته ی فیزیکی و خارج از مبحث بگیم :

بدنه ی هواپیما چه به لحاظ طراحی و چه به لحاظ ساختاری و مواد بکار رفته ، باید جوری ساخته بشه که بتونه انواع تنش های وارده چه در حین پرواز و چه وقتی که هواپیما روی زمینه رو تحمل کنه و اصطلاحا بدنه دفورمه نشه ( بدنه تغییر شکل نده ) ....

تعریف تنش ( Stress ) : نیروی عمود اعمال شده بر واحد سطح ... اگر یک مکعب رو در نظر بگیریم ، به نیروی عمودی که بر روی هر یک سطوح مکعب وارد بشه ، میگیم تنش !
به بیان دقیق تر ، اگر نیرویی از خارج بر یک جسم وارد بشه ، جسم از داخل نسبت به جهت و اندازه ی ( مقدار ) نیروی وارده عکس العمل ( مقاومت ) نشون میده و ما به این مقاومت میگیم تنش ...

نیروی وارده ( پیکان قرمز رنگ ) بر واحد سطح :



از طرفی نیرو یک کمیت برداریه یعنی هم اندازه داره و هم جهت .. لذا میتونیم با توجه به جهت اعمال نیرو ، نوع تنش وارده رو مشخص کنیم ...

تنش فشاری ( Compression Stress ) : اگر جهت اعمال نیرو به سمت داخل باشه بهش میگیم نیروی فشاری که باعث کوتاه تر شدن طول جسم میشه و به مقاومت جسم در برابر فشرده شدن میگیم تنش فشاری .... :



مثال تنش فشاری در هواپیما زمانیه که هواپیما میخواد فرود بیاد یا بقول شما لاکچریا لندینگ کنه :) در این صورت بر روی ارابه ی فرود هواپیما دو نیروی رو به داخل وارد میشه ، یکی نیروی وزن هواپیما و دیگری نیروی وارده از طرف زمین ( طبق قانون سوم نیوتون ) و خب طبیعتا ارابه ی فرود باید بتونه در برابر این فشار مقاومت کنه و نشکنه ! ....

تنش کششی ( Tension Stress ) : اگر جهت اعمال نیرو به سمت خارج باشه بهش میگیم نیروی کششی که باعث افزایش طول جسم میشه و به مقاوت جسم در برابر کشیده شدن میگیم تنش کششی ..... :



مثال تنش کششی در هواپیما زمانیه که هواپیما بواسطه ی نیروی تراست ( یا موتور ) داره به جلو حرکت میکنه و نیروی مقاومت هوا ( درگ یا پسار ) داره در خلاف جهت حرکتی هواپیما به هواپیما وارد میشه ....

تنش برشی ( Shear Stress ) : اگر لایه ها یا مولکول های یک جسم روی هم حرکت کنند ( یا بلغزند ) بهش میگیم نیروی لغزشی و به مقاومت لایه ها یا مولکول های یک جسم در برابر حرکت کردن یا لغزیده شدن روی همدیگه میگیم تنش برشی ....

سه تنش اصلی گفته شده در یک قاب :



از 5 نوع مختلف تنش ، 3 تاش رو گفتیم ... 2 تای باقی مونده در واقع ترکیبی از تنش کششی و فشاری هستن ...

تنش خمشی ( Bending Stress ) : به مقاومت جسم در برابر خم شدن میگیم تنش خمشی .... این تنش همونطور که گفته شد ، ترکیبی از تنش فشاری و تنش کششیه ... به این صورت که وقتی یک میله رو به سمت پایین خم میکنیم ، سطح فوقانی میله در حال کشیده شدن ( افزایش طول ) و سطح تحتانی میله در حال فشرده شدنه ( کاهش طول ) ! به همین خاطره که میگن تنش خمشی متشکل از دو تنش فشاری و کششیه :



بعنوان مثال زمانی که یک هواپیما در حال پروازه ، نیروی لیفتی که توسط بال هواپیما ایجاد میشه ، سعی بر این داره تا بال هارو بالا نگه داره ، لذا بر روی سطح فوقانی بال تنش فشاری و بر روی سطح تحتانی بال تنش کششی ایجاد میشه و این حالت باعث خم شدن بال به سمت بالا میشه ... از طرفی وقتی هواپیما روی زمینه ، نیروی گرانش زمین عکس این حالت رو به هواپیما تحمیل میکنه ! یعنی وقتی هواپیما روی زمینه ، بر روی سطح فوقانی بال تنش کششی و بر روی سطح تحتانی بال تنش فشاری ایجاد میشه و نهایتا بال هواپیما به سمت پایین خم میشه ....

تنش خمشی در دو حالت در حال پرواز و ساکن بر روی زمین :



تنش پیچشی ( Torsion Stress ) : به مقاومت جسم در برابر پبچش میگیم تنش پیچشی ... این تنش بازهم متشکل دو تنش فشاری و کششیه و در استوانه های مدور ( چرخان ) که گشتاور تولید میکنند رخ میده .. نمونه ی بارزش شفت یا محور انتقال قدرت موتور ( میله ی رابط بین توربین و کمپرسور :/ ) ... وقتی یک استوانه در جال چرخیدنه ، تنش کششی بصورت اوریب بر استوانه وارد شده و تنش فشاری بصورت عمود بر تنش کششی وارد میشه :




در برابر تنش ( Stress ) ، کرنش ( Strain ) رو داریم که فرمول بدست آوردنش اینه : مقدار تغییر طول جسم در اثر اعمال نیرو تقسیم بر طول اولیه جسم ( قبل از اعمال نیرو )

کاریش نداریم ...

همینجوری گفتم ....

یا حیدر کرار ...
چهارشنبه 15 شهریور 1396 - 06:16
نقل قول تشکر گزارش به مديريت ارسال پيام خصوصي
تشکر شده: 4 کاربر از rubik به خاطر اين مطلب مفيد تشکر کرده اند: mehdi /sepahe_pasdaran /asd /alij /


تعداد ارسال ها: 546
نیروی هوافضای سپاه پاسداران

پاسخ : 6 RE لیفت متراکم و طراحی موج سوار چیست ؟
سلام چقدر انجمن خلوته ! مگس هم توش پر نمیزنه ! روز صنعت دفاعی که چیزی رونمایی نکردن ! سامانه ی عارف 2 هم که امیر اسماعیلی وعده ی رونماییش رو داده بودن ، رونمایی نشد ( امسال انگار قحطی اومده خخخ ) ... فعلا دلخوشیمون به هفته ی دفاع مقدسه که ببینیم علاوه بر زیر دریایی فاتح که قراره رونمایی بشه ( چند ساله میخواد رونمایی بشه :/ ) ، ایا سپاه بازهم مثل سال گذشته نمایشگاهی از تولیدات دفاعی میزاره یا نه تا بلکه یکم انجمن شلوغ شه ...

امروز میخوام در مورد مفهوم area rule یه داستان براتون تعریف کنم ...



یکی بود یکی نبود غیر از خدا هیچکس نبود ، داستان تولد area rule به اوایل دهه ی 1950 میلادی برمیگرده یعنی زمانی که طراحی هواپیماها داشت کم کم به طراحی مناسب جهت رسیدن به سرعت صوت و مافوق صوت نزدیک میشد ... تو اون زمان خیلیا تو کف این بودن که بتونن هواپیمایی بسازن که بتونه دیوار صوتی رو بشکنه و وارد سرعت های مافوق صوت بشه ولی زهی خیال باطل :) ! در اون زمان مهندسان و طراحان فهمیده بودن که وقتی هواپیما در سرعت گذر صوت ( ترنسونیک ) پرواز میکنه ، درگ ناخواسته ای بر روی بدنه ی هواپیما تشکیل میشه و سرعت هواپیمارو محدود به زیر صوت میکنه ( سرعت هواپیمارو کم میکنه ) ... اون زمان چون شناخت کافی و درستی در مورد تفاوت فاحش پرواز در سرعت های مافوق صوت و زیر صوت نداشتن ، لذا نمیدونستن اسم این نوع درگ چیه ( ولی الان ما میدونیم ) و بهش میگفتن درگ ناخواسته ! ولی الان ما میدونیم که به این نوع درگ میگن درگ موجی یعنی درگ ناشی از امواج شوک ...

نکته ی هرچند تکراری و خارج از بحث : همونطور که 500 بار گفتیم ، در سرعت های گذر صوت بر روی سطوح لیفت ساز هواپیما مثل بال ، سرعت هوا سریع تر از سرعت پروازی خود هواپیما به سرعت صوت و بالاتر میرسه لذا به چنین سرعتی میگیم عدد ماخ بحرانی ! از طرفی قبل خوندیم که در سرعت 1 ماخ ، امواج شوک قائم بر روی سطح تشکیل میشه و این امواج بیشترین قدرت رو بین سایر امواج کمانی و مایل در کاهش سرعت هوا بواسطه ی عمود بودنشون در مسیر جریان دارند ( تو همین تاپیک توضیح داده شده ) ... در واقع امواج شوک مانند یک مانع بر سر جریان هستند فلذا سرعت هوا در گذر از موج شوک عمودی ، مجددا تا زیر صوت کاهش پیدا کرده و باعث افزایش فشار - چگالی و اِنتروپی ( دما ) هوا و نهایتا باعث افزایش درگ میشه ( درگ موجی - جدایش جریان در لبه ی قرار بال ) ! وضعیت اونجایی بد میشه که لایه ی مرزی با لایه ی شوک تداخل پیدا کنه و لایه ی مرزی جدا بشه ( جدایش جریان از روی سطح رخ بده که این جدایش خودش رو در قالب حباب نشون میده ) ! در این صورت حباب جدایش بسته به سرعت پروازی میتونه ضعیف ( 1 تا 1.2 ماخ ) - متوسط ( 1.2 تا 1.32 ماخ ) و قوی ( بیش از 1.5 ماخ ) باشه .... کاریش نداریم ....

برگردیم به داستان خودمون ... در اون دوران طراحان و مهندسان دستشون از دنیا کوتاه بود یعنی نمیدونستن باید هواپیمارو چجوری طراحی کنند تا بر این درگ غلبه کنند یا حداقل زمان رخ دادنش رو به تعویق بندازن ! لذا هیچ ایده ای نداشتن و فقط میگفتن تنها راه حلش اینه که موتورهای قوی تری بسازیم و با تکیه و بر قدرت موتورهامون بتونیم از این مانع عبور کنیم ! لذا این ایده و نظرِ از روی ناامیدی و ناچاری ( افزایش قدرت موتورها ) باعث شد که در اون دوران فناوری موتورها بسرعت رشد پیدا کنه ( همچین هم براشون بد نشد و به یه نون و نوایی رسیدن خخخ ) ولی بازهم نسل اول هواپیماهای موتور جت سرعتشون به زیر صوت محدود شده بود ! دیگه همه کلافه شده بودن ! فهش میدادن به همدیگه که چرا نتونستیم علی رغم ارتقاء کمی و کیفی موتورهامون ، دیوار صوتی رو بشکنیم و وارد سرعت های مافوق صوت بشیم ! از تو دل این جماعت افسرده ، آمریکاییا جو گرفتشون و یه هواپیما به دنیا معرفی کردن به نام اف 102 دلتا دَگِر و گفتن این هواپیمارو مخصوص پرواز در سرعت های مافوق صوت طراحی کردیم ( یه موتور روش انداختیم تپل که میتونه سرعت هواپیمارو تا 1.2 ماخ افزایش بده ! ) و وقتی پرواز مافوق صوتش رو دیدین اونموقع قیافه ی شیش در چهارتون دیدنیه :) گذشت و روز تست فرا رسید ، همه عالم منتظر بودن ببینن آمریکا با هواپیماش چه گلی به سر دنیا میزنه .. وقتی هواپیما پرواز کرد ، همه عالم از خنده روده بُر شدن چون هواپیمای آمریکاییا نه تنها به سرعت 1.2 ماخ ( سرعتی که خودشون ادعا کرده بودن ) نرسید بلکه حتی به سرعت صوت هم نرسید و تنها تونست تا سرعت 0.98 ماخ سرعت بگیره ! یه چند روزی بخاطر سوتی آمریکاییا بقیه دنیا شاد و شنگول بودن و برا همدیگه تعریف میکردن و میخندیدن ولی بعد از گذشت چند روز که قصه ی این هواپیما خز شد ، مجددا طراحا و مهندسا یادشون افتاد که هنوز نتونستن هیچ ایده و راه حلی جهت فارغ شدن بر این مشکل پیدا کنند ! لذا همه یکی یه تیغ برداشتن که رگشونو بزنن که ناگهان یک منجی از تو دل ناسا ظهور کرد ! مهندس و محقق جناب آقای دکتر ریچارد ویتکامب منجی قصمونه ... ریچارد جون اومد گفت چتونه ؟ مگه خُل شدین ؟ چرا میخواین رگتونو بزنین ؟ دوای دردتون پیش منه و اسمشو گذاشتم area rule !!
ریچارد شروع کرد عین خاله زَنَکا براشون تعریف کرد که چجوری به روش area rule دست پیدا کرده ( ایشون همچنین برای اولین و در دهه ی 1970 میلادی وینگ لت رو اختراع کردن ) ... باقی داستان از زبان اقای ویتکامب ....

ریچارد ویتکامب : ببینین بچه ها من توی تونل باد گذر صوت ، روی 4 تا سازه ی مدل ( مقیاس کوچیک ) آزمایش کردم و به نتایج باحالی رسیدم ! من فهمیدم که اگر مساحت ( سطح مقطع ) طولی یک هواپیما از دماغه تا انتهای هواپیما تغییر کنه ، درگ ( در اینجا منظور درگ موجی ) میتونه کاهش یا افزایش پیدا کنه ...

اون 4 تا سازه ی مدل اینا بودن :



همه ی اشکال بالا از نوع متقارن هستند یعنی اگر تاشون کنیم ، دو طرف سازه درست روی همدیگه سوار میشن ... در شکل بالا ، شکل A و B یکی هستند فقط با این تفاوت که شکل B بال داره ولی شکل A نداره .. شکل C و D هم که کلا یه چیز دیگه هستن ...
من فهمیدم که اگر به شکل ساده ی A ( با کمترین میزان درگ موجی بواسطه ی صفر بودن تعییر در مساحت طولی بدنه ) بال اضافه کنم ( شکل B ) درگ موجی 2 برابر میشه ! یعنی درگ موجی وارده بر شکل بی ، 2 برابر درگ موجی وارده بر شکل A هستش ! چرا ؟ چون مساحت طولی بدنه افزایش پیدا کرده ( حجم بدنه زیاد شده ) ... علاوه بر این ، اینوهم فهمیدم که اگر بدنه رو بصورت تپل ( شکل C ) بسازم ، مقدار درگ وارده تفاوتی با شکل B نداره ! چون حالت برآمده ی بدنه در شکل C همون مقدار به مساحت طولی بدنه اضافه کرده که بال در شکل B اضافه میکنه لذا تفاوتی در مقدار درگ وارده مشاهده نکردم ... در نهایت و در شکل D فهمیدم که اگر در جایی که بال ها به بدنه متصل شدن ، بدنه رو لاغر تر بسازم ( بدنه ی باریک تر ) ، درگ وارده بر بدنه برابر با درگ وارده بر شکل A میشه !!!! و این یعنی به تعویق انداختن درگ موجی و محقق شدن شکستن دیوار صوتی و ورود به سرعت های مافوق صوت یعنی نور علی نور :))
بین خودمون بمونه برای اینکه بگم منم مهندسم و چیزی حالیمه ، دیدم خیلی زشت و تابلوئه که بخوام مثل عوام بگم تغییر در مساحت طولی بدنه ! برا همین یه اسم براش انتخاب کردم تا از حسادت کورتون کنم :)) اسمشو گذاشتم توزیع حجم بدنه ( Volume Distribution ) ...
در واقع area rule این مفهوم رو منتقل میکنه که اگر بتونیم حجم بدنه رو در جایی که بال به بدنه متصل شده و باعث افزایش حجم بدنه میشه کاهش بدیم تونستیم درگ موجی رو به مقدار قابل توجهی به تاخیر بندازیم درست مثال بال های مایل ( swept wings ) که برای به تعویق انداختن درگ موجی به این صورت طراحی شدند ...





طبق نمودار شکل بالا در سرعت 1 ماخ ، ضریب درگ ( Cd ) برای یک هواپیمای با طراحی معمولی بیشتر از یک هواپیمای با طراحی area rule هستش ...

حرفای آقای ویتکامب تموم شد !

ادامه ی داستان از زبان راوی ( خودم خخخ ) : با این دستاورد انقلابی و حقیقتا ارزشمند آقای ویتکامب ، امریکاییا برای اینکه بیشتر از این بخاطر سوتی گذشتشون مورد تمسخر قرار نگیرن ، سریعا اومدن تئوری آقای ویتکامب رو روی هواپیماشون مورد استفاده قرار دادن ( البته به همراه یک موتور جدیدتر ) و اینکار باعث شد تا هواپیمای جدید بتونه به راحتی دیوار صوتی رو بشکنه و تا 1.22 ماخ و حتی تا سرعت 1.5 ماخ اوج بگیره ! از اون به بعد دیگه کسی امریکارو مسخره نمیکرد و همه میگفتن دمش گرم چه حالی بهمون داد با شکستن دیوار صوتی اووووف :))
دقت کردیم چیشد ؟ نمونه ی اولیه ی اف 102 ( YF-102 ) بدنه ی یکدستی داشت درست مثل شکل B که در بالا بهش اشاره کردیم ولی نمونه ی جدید بصورت کمر باریک ( جوون خخ ) یا همون Area Rule طراحی شد درست مثل شکل D .... اسم این نمونه ی ارتقا یافته رو گذاشتن F-102A ...



لذا بر اساس همین تئوری Area rule ، هواپیمای اف 106 دلتا دارت رو ساختن :



امروزه هواپیماهای مافوق صوت دیگه نیازی به استفاده از روش area rule جهت رسیدن به رژیم های مافوق صوت ندارند چون علاوه بر بهبود چشمگیر طراحی آئروداینامیکی پرنده ها ، موتورهاشونم بسیار قدرتمندتر از دهه های گذشته شده ولی با این حال در برخی از هواپیماهای تجاری و زیر صوت علاوه بر استفاده از بال های مایل ( swept wing ) جهت به تعویق انداختن درگ موجی و پرواز طولانی تر در سرعت های گذر صوت ، از تکنیک area rule ولی با شکل و شمایل جدیدتر استفاده میشه !!
نکته : طرح اقای ویتکامب تنها برای سرعت های ترنسونیک و تنها برای کاهش درگ موجی ایجاد شده روی بال کاربرد داره و نه سایر سرعت ها و سایر سطوح هواپیما ...
همونطور که گفتیم اساس تئوری area rule اقای ویتکامب اینه که بدنه رو در محل اتصال بال به بدنه باریک کنیم تا درگ موجی به کمترین میزان خودش برسه ... خب باریک کردن بدنه در جنگنده ها معقول بنظر میرسه ولی در هواپیماهای مسافربری خیر !! نمیشه که جلوی هواپیما گشاد باشه و وسطش تنگ ( خیلی ضایس خخخ ) لذا برای بهره مندی از اثر Volume Distribution در هواپیمای مسافربری ، اومدن از روش های دیگه ای جهت تغییر مساحت طولی بدنه بجای باریک کردن بدنه استفاده کردند ...
از این روش ها میتونیم به نصب موتور در قسمت دُم هواپیما - نصب موتور در زیر و کمی جلوتر از بال ( یعنی بجای اینکه موتور رو دقیقا زیر بال نصب کنیم ، اونو یکمی جلوتر از بال نصب میکنیم ) - برآمده طراحی کردن دماغه ی هواپیما مثل بوئینگ 747 و طراحی آئرودینامیکی محفظه ی ارابه ی فرود و نصب این محفظه در پشت بال ( طراحی متناسب با خطوط جریان یعنی طراحی محفظه ی ارابه ی فرود باید جوری باشه که تغییری زیادی در خطوط جریان به وجود نیار چون باعث افزایش درگ فشاری میشه ...

موارد گفته شده به روایت تصویر :

نصب موتور در بخش دُم :



نصب موتور در زیر و کمی جلوتر از بال :



دماغه ی برآمده ی بوئینگ 747 :



محل نصب محفظه ی ارابه ی فرود صیقل کاری شده ( متناسب با خطوط جریان ) توپولوف 95 :



پی نوشت : روی کاغذ و به لحاظ تئوری ، طراحی Sears-Haack Body کمترین میزان درگ موجی ممکنه رو داره چون از نوک تا انتها حجم و قطر یکنواختی داره و توزیع حجم از دماغه تا انتها خیلی خوشکل صورت گرفته ! یعنی هیچ فراز و فرود ناگهانی در طراحی جسم وجود نداره و شما یک طراحی کاملا یکدست و یکپارچه رو شاهدش هستید .. از این رو این بهترین طراحی ممکنه برای سفر کردن در سرعت های مافوق صوت بشمار میره ولی عملی کردنش در واقعیت غیر ممکنه چون بالاخره نصب بال و تعبیه ی فضا جهت نصب موتور و سرجنگی و غیره همه و همه باعث میشه که از این طراحی منحصر به فرد فاصله بگیریم و همونطور که گفته شد ، این طراحی تنها بر روی کاغذ بهترین طراحیه و نه در میدان عمل ...

طراحی Sears-Haack Body :



قصه ی ما به سر رسید آمریکا به هواپیماش رسید :)

یا حیدر کرار ...
شنبه 18 شهریور 1396 - 02:48
نقل قول تشکر گزارش به مديريت ارسال پيام خصوصي
تشکر شده: 3 کاربر از rubik به خاطر اين مطلب مفيد تشکر کرده اند: asd /sepahe_pasdaran /hk416 /



برای ارسال پاسخ ابتدا باید لوگین یا ثبت نام کنید.




انجمن نظامی آی آر ارتش



سايت نظامي آي آر ارتش در مرداد ماه سال 1391 تاسيس و براي بالابردن معلومات نظامي پارسي زبانان جهان راه اندازي شده است.اين سايت به هيچ ارگان دولتي و نظامي وابسته نيست و کاملا شخصي مي باشد.تمامي حقوق مطالب براي سايت آي آر ارتش محفوظ مي باشد.
ضمنا کپي برداري از مطالب انجمن و سايت با ذکر منبع باعث خوشنودي ماست.



ايميل پست الکترونيکي مديريت سايت : ir.artesh@yahoo.com