Atalet aloqasi - Inertia coupling

Aviatsiya sohasida, inersiya muftasi,[1] deb ham yuritiladi inertial mufta[2] va inertial rulonli birikma,[3] ning potentsial halokatli hodisasidir yuqori tezlikda parvoz bunga qarshi turish uchun dizayn xususiyatlari (masalan, etarlicha katta fin) tushunilishidan oldin samolyot va uchuvchilarning yo'qolishiga olib keldi. Bu qachon sodir bo'ladi harakatsizlik og'ir fyuzelyaj aerodinamik kuchlar va qanot tomonidan hosil qilingan momentlarning qobiliyatidan oshib ketadi va emprenaj samolyotni barqarorlashtirish uchun. Muammo samolyot sifatida aniq bo'ldi qiruvchi samolyotlar va tadqiqot samolyotlari tor bilan ishlab chiqilgan qanotlari, bu nisbatan past edi rulon uzun ingichka yuqori zichlikdan kelib chiqqan inertsiya fyuzelyaj bilan solishtirganda balandlik va yaw inertsiya.[4]

Atama inersiya / inersiya muftasi Yugurish manevrasi davomida ajralib chiqishga ishora qilish chalg'ituvchi deb ta'riflandi, chunki to'liq muammo aerodinamik va inertsiya birikmasidan biridir.[5] Manevrga qo'shadigan hissalar murakkab bo'lib, ular inertial bog'lanish, aerodinamik birikma va uchta o'qga nisbatan inertsiya nisbatlarini o'z ichiga oladi, ularning barchasi bir vaqtning o'zida sodir bo'ladi.[6] Biroq, inertial mufta Bundan tashqari, asosan giroskopik effekt, ya'ni fyuzelyajning tez aylantirilganda, parvoz yo'nalishidan uzoqlashib shamolga kenglashish tendentsiyasi va Fillips tomonidan tahlil qilingan.[7] Inertial rulonli birikma Yuvarlanma tezligi pog'onaning pastki darajasiga yoki yawning tabiiy chastotalariga teng bo'lganda, balandlik yoki yawdagi rezonansli farqlanish sifatida aniqlangan.[8]

Tavsif

Yuqorida tavsiflangan og'irlik taqsimotiga ega samolyot tezlik bilan rulon o'qidan boshqa o'q atrofida aylantirilganda inertsiya birikmasi paydo bo'ladi. Bu tendentsiyaga qarshi yo'naltirilgan barqarorlikni oshirish, rulonning ruxsat etilgan tezligi va davomiyligini pasaytirish va aylanuvchi manevralarni amalga oshirish uchun hujumning cheklangan burchagini o'z ichiga olgan bir qator strategiyalar qarshi turishi mumkin.[9]

Bezovta qiluvchi harakatning sababini samolyot massasi ikki joyda to'planganligi, "dumbbell-moda" ning rulon o'qida, biri og'irlik markazining oldida, ikkinchisining orqasida to'planganligi haqida o'ylash orqali tasavvur qilish mumkin. Samolyot aerodinamik yoki shamol o'qi bo'ylab "dumbbell" bilan hujumning ba'zi burchaklarida uchib yuradi. Aerodinamik o'q atrofida aylanayotganda "o'qdan tashqari" massalar tashqariga qarab harakatlanishiga olib keladi.[10]1950-yillardagi qiruvchi samolyotlarni loyihalash tendentsiyasi uzun bo'yli va yo'naltirilgan turg'unlik bilan ta'minlangan aerodinamik tiklash kuchlari bilan taqqoslaganda siljish tufayli inertsiya kuchlarini oshirishga intildi. Dumalab harakatlanish samolyotning uzunlamasına va lateral harakatlari orasidagi bog'lanishni joriy qiladi.[11]Oddiy reaktiv samolyot massasining katta qismini markaz chizig'iga va aerodinamik kuchlar va samolyotlarda bir oz barqarorlashuvni ta'minlaydigan momentlarga ega bo'lishiga qaramay (boshqaruvdagi kichik tebranishlar uni munosabat muvozanatiga qaytarishga moyil). samolyot har doim haqiqiy nolga teng bo'lmagan yawing va pitching tezligi bilan uchadi.

Dastlabki tarix

Inertial rulonli birikma 1948 yilda giroskopik effekt sifatida taxmin qilingan va tahlil qilingan[12] uchun ishlagan Uilyam Fillips tomonidan NACA. Uning tahlili, u taxmin qilgan zo'ravon harakatlarni boshdan kechiradigan samolyotlardan, X-seriyali tadqiqot samolyotlaridan va 1950-yillarning boshlarida Century-seriyali qiruvchi samolyotlardan oldin paydo bo'lgan. Bu vaqtgacha samolyotlar uzunlikdan kengroq kenglikka ega edi va ularning massasi odatda yaqinroq taqsimlangan edi massa markazi. Bu, ayniqsa, pervanel samolyotlariga taalluqli edi, ammo dastlabki reaktiv qiruvchilar uchun ham xuddi shunday. Faqatgina samolyot aerodinamik sirt maydonini qurbon qilishni boshlaganda, qarshilikni kamaytirish va undan uzoqroq foydalanish nozik nisbatlar bu ovozdan tezroq tortishni kamaytirdi va bu ta'sir aniq bo'ldi. Bunday hollarda, samolyot odatda fyuzelyajga og'irroq bo'lib, uning gyroskopik ta'sirini kichik boshqaruv sathlarini bosib olishga imkon beradi.

Inertial rulonli birikma Mach 3.2 da bir-birini ta'qib qilgan uchta aniq bog'lanish rejimlaridan biri edi[13] uchuvchini o'ldirish Kapitan Mel Apt raketa bilan ishlaydigan birinchi parvozida Bell X-2 1956 yil 27 sentyabrda. Inertial rulonli ulanish deyarli o'ldirilgan edi Chak Yeager ichida X-1A uch yil oldin.[14] Ning rulonli bog'lanishini o'rganish X-3 stiletto (birinchi marta 1952 yilda uchib ketgan) juda qisqa, ammo qimmatli ma'lumotlarga ega edi. Aleron rulolar Mach 0.92 va 1.05 da o'tkazilib, "bezovta qiluvchi" harakatlar va haddan tashqari tezlashuvlar va yuklarni keltirib chiqardi.[15] Inertial rulonli ulanishni boshdan kechirgan dastlabki ikkita ishlab chiqarish samolyoti bu edi F-100 Super Saber va F-102 Delta xanjar (ikkalasi ham birinchi marta 1953 yilda uchgan). Uning yo'nalishini barqarorligini oshirish uchun F-100 kattaroq vertikal quyruq bilan o'zgartirildi.[16] F-102 qanoti va quyruq maydonlarini ko'paytirish uchun o'zgartirilgan va kuchaytirilgan boshqaruv tizimi bilan jihozlangan. Dinamik harakat manevralari paytida uchuvchi boshqaruvni ta'minlash uchun F-102A dumining maydoni 40 foizga oshirildi. Taqdirda F-101 Vudu (birinchi marta 1954 yilda uchib ketgan), a barqarorlikni oshirish tizimi ushbu muammoga qarshi kurashishda yordam beradigan A modellariga moslashtirildi. The Duglas Skyray inertial rulonli ulanishni boshqarish uchun biron bir dizayndagi o'zgarishlarni kiritolmadi va buning o'rniga cheklash manevrasi cheklovlari mavjud edi, bu esa ulanish effektlari muammo tug'dirmadi.[17] The Lockheed F-104 Starfighter (birinchi bo'lib 1956 yilda uchib ketgan) unga ega edi stabilizator (gorizontal quyruq yuzasi) inertsiya bog'lanishini kamaytirish uchun vertikal finning ustiga o'rnatilgan.

Adabiyotlar

  1. ^ Uchish yo'li bilan - 2-jild, Samolyotlarning barqarorligi va nazorati, Kristofer Karpenter 1997 yil, Airlife Publishing Ltd., ISBN  1 85310 870 7, s.336
  2. ^ Samolyot barqarorligi va nazorati - Ikkinchi nashr, Abzug va Larrabee, Kembrij universiteti matbuoti, ISBN  0-521-02128-6, s.109
  3. ^ https://www.nasa.gov/centers/dryden/pdf/88484main_H-2106.pdf
  4. ^ Xurt, H. H., kichik (1965 yil yanvar) [1960]. Dengiz aviatorlari uchun aerodinamik. AQSh hukumatining bosmaxonasi, Vashington shtati: AQSh dengiz kuchlari, aviatsiyani tayyorlash bo'limi. p. 315. NAVWEPS 00-80T-80.
  5. ^ Xurt, H. H., kichik (1965 yil yanvar) [1960]. Dengiz aviatorlari uchun aerodinamik. AQSh hukumatining bosmaxonasi, Vashington shtati: AQSh dengiz kuchlari, aviatsiyani tayyorlash bo'limi. p. 315. NAVWEPS 00-80T-80.
  6. ^ https://archive.org/details/DTIC_ADA170960/page/n781?q=flying+qualities+textbook+test+pilot+school 9.1
  7. ^ Samolyot barqarorligi va nazorati - Ikkinchi nashr, Abzug va Larrabee, Kembrij universiteti matbuoti, ISBN  0-521-02128-6, s.109
  8. ^ https://www.nasa.gov/centers/dryden/pdf/88484main_H-2106.pdf 1-bet
  9. ^ Xurt, H. H., kichik (1965 yil yanvar) [1960]. Dengiz aviatorlari uchun aerodinamik. AQSh hukumatining bosmaxonasi, Vashington shtati: AQSh dengiz kuchlari, aviatsiyani tayyorlash bo'limi. p. 319. NAVWEPS 00-80T-80.
  10. ^ Xurt, H. H., kichik (1965 yil yanvar) [1960]. Dengiz aviatorlari uchun aerodinamik. AQSh hukumatining bosmaxonasi, Vashington shtati: AQSh dengiz kuchlari, aviatsiyani tayyorlash bo'limi. p. 316. NAVWEPS 00-80T-80.
  11. ^ http://naca.central.cranfield.ac.uk/reports/1948/naca-tn-1627.pdf 2-bet
  12. ^ https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19930082293.pdf
  13. ^ https://www.nasa.gov/centers/dryden/pdf/88484main_H-2106.pdf 8-bet
  14. ^ Doktor Jeyms Yang. "Chak Yeagerning Bell X-1A-da yovvoyi sayr qilgani haqidagi voqea". chuckyeager.com. Olingan 8 fevral 2015.
  15. ^ https://www.nasa.gov/centers/dryden/pdf/88484main_H-2106.pdf 36-bet
  16. ^ https://www.nasa.gov/centers/dryden/pdf/88484main_H-2106.pdf 39-bet
  17. ^ Samolyot barqarorligi va nazorati - Ikkinchi nashr, Abzug va Larrabee, Kembrij universiteti matbuoti, ISBN  0-521-02128-6, s.119