تمایل به چرخش در هواپیماهای تک موتوره
ارسال شده: سهشنبه ۱۴۰۱/۷/۱۹ - ۰۹:۲۱
آیا همه هواپیماهای تک موتوره در طول چرخش برخاستن، گشتاوری را تجربه میکنند که باعث تمایل به چرخش میشود؟
با داشتن یک موتور توربوفن که در نزدیکی دم V نصب شده بود، انتظار داشتم حداقل یک سکان سمت راست نیاز باشد. با این حال، به نظر می رسد که در سراسر رول کاملاً تراز است.
چرا توربوفن از این نظر با هواپیمای ملخی تفاوت دارد؟
چهار دلیل وجود دارد که یک هواپیمای ملخی تمایل به چرخش به چپ را نشان می دهد: گشتاور، جریان لغزش مارپیچی، ضریب P، و حرکت ژیروسکوپی.
گشتاور به دلیل قانون سوم حرکت نیوتن است. همانطور که موتور پروانه را می چرخاند، ملخ هواپیما را در عکس العمل می چرخاند. از آنجایی که بیشتر ملخ ها از کابین خلبان در جهت عقربه های ساعت می چرخند، این منجر به گرایش به چرخش (و بنابراین چرخش) به سمت چپ می شود. برای موتورهای جت، چرخش تیغه ها توسط تیغه های استاتور که جریان هوا را به سمت دیگر هدایت می کنند، لغو می شود.
جریان لغزشی مارپیچی به دلیل این واقعیت است که پروانه در حال چرخش است و باعث می شود هوای که از آن عبور می کند نیز بچرخد. این مارپیچ در اطراف هواپیما جریان دارد و در نهایت به سکان برخورد می کند. چون دوباره موتور در جهت عقربههای ساعت میچرخد، سکان را به سمت راست فشار میدهد و دماغه را مجبور به چپ میکند. جتها از این رنج نمیبرند، زیرا باز هم، استاتورهای داخلی از خطی بودن گازهای خروجی (بیشتر) مطمئن میشوند.
عامل P ناشی از این واقعیت است که هواپیما کاملاً تراز نیست. معمولاً زاویه کمی به سمت بالا بینی خواهد داشت. این به این معنی است که تیغه نزولی زاویه حمله بالاتری دارد و بنابراین نسبت به تیغه بالارونده «بالابر» (معروف به «تراست») بیشتری تولید میکند. از آنجایی که بیشتر موتورها همانطور که از کابین خلبان دیده می شود در جهت عقربه های ساعت می چرخند، این بدان معنی است که تیغه سمت راست آن چیزی است که نیروی رانش بیشتری تولید می کند. موتورهای جت این را ندارند زیرا جریان هوا در موتور بدون توجه به زاویه حمله واقعی هواپیما به موازات خط مرکزی موتور هدایت می شود.
تقدم ژیروسکوپی به نوعی پیچیده است، بنابراین من واقعا نمی توانم توضیح دهم که چرا این اتفاق می افتد بدون انحراف به یک دسته از فیزیک پیچیده. فقط بدانید که اگر لبه یک دیسک چرخان را فشار دهید، نیرویی 90 درجه جلوتر از نقطه ای که روی آن فشار می دهید ایجاد می کند. برای یک هواپیمای دم کش، بلند کردن دم مانند فشار دادن بالای دیسک پروانه است، بنابراین، پیشروی نیروی چرخش به چپ ایجاد می کند. اما پس از آن، هنگامی که هر یک از انواع هواپیماها برای بلند شدن بالا میآیند، در واقع باعث ایجاد نیروی چرخش به راست میشود. موتورهای جت از این نظر هیچ تفاوتی با پروانه ها ندارند و دقیقاً به همین شکل این نیروها را تولید خواهند کرد. فقط این است که تقدم ژیروسکوپی در یک هواپیمای معمولی بسیار بسیار کوچکتر از سایر نیروها است، بنابراین سازندگان X-plane احتمالاً فکر نمی کردند که ارزش برنامه ریزی چنین نیروی کوچکی را در بازی داشته باشد.
گشتاور به چپ" یا گرایش به چپ فقط روی هواپیماهای موتور پیستونی تأثیر می گذارد. برای اینکه بفهمید چرا این اتفاق برای هواپیماهای توربوفن نمی افتد، باید بدانید که چه چیزی باعث این تمایلات به چپ می شود.
در واقع چهار دلیل مختلف وجود دارد که چرا این اتفاق می افتد: گشتاور، ضریب P، جریان لغزش مارپیچی، و حرکت ژیروسکوپی. گشتاور واکنش هواپیما به چرخش پروانه است که در جهت عقربههای ساعت (از روی صندلی خلبان) میچرخد، هواپیما میخواهد برعکس بچرخد، یعنی به سمت چپ بچرخد. P-Factor به این دلیل است که ملخ در جهت عقربه های ساعت حرکت می کند بنابراین تیغه نزولی AOA بالاتری نسبت به صعودی خواهد داشت که نیروی رانش بیشتری از سمت راست ایجاد می کند که منجر به انحراف به چپ می شود. این بیشتر در هنگام صعود مشاهده می شود. جریان لغزش مارپیچی به این دلیل است که باد ایجاد شده توسط پروانه به دور هواپیما می چرخد و به صفحه سمت چپ سکان برخورد می کند و منجر به انحراف سمت چپ می شود. تقدم ژیروسکوپی بسیار پیچیده است اما بر هواپیماهای دنده معمولی بیشتر از سه چرخه تأثیر می گذارد.
تمام این نیروها به جز تقدیم ژیروسکوپی که بسیار کم است، فقط بر هواپیماهای دارای ملخ تأثیر می گذارد. فاکتور P تاثیری نداره چون توربوفن ها پره دارن نه پروانه. همچنین، موتورهای توربوفن مجرای هستند، بنابراین جریان لغزش مارپیچی عاملی نخواهد بود. و گشتاور توسط توربین های پشت موتور خنثی می شود.
با داشتن یک موتور توربوفن که در نزدیکی دم V نصب شده بود، انتظار داشتم حداقل یک سکان سمت راست نیاز باشد. با این حال، به نظر می رسد که در سراسر رول کاملاً تراز است.
چرا توربوفن از این نظر با هواپیمای ملخی تفاوت دارد؟
چهار دلیل وجود دارد که یک هواپیمای ملخی تمایل به چرخش به چپ را نشان می دهد: گشتاور، جریان لغزش مارپیچی، ضریب P، و حرکت ژیروسکوپی.
گشتاور به دلیل قانون سوم حرکت نیوتن است. همانطور که موتور پروانه را می چرخاند، ملخ هواپیما را در عکس العمل می چرخاند. از آنجایی که بیشتر ملخ ها از کابین خلبان در جهت عقربه های ساعت می چرخند، این منجر به گرایش به چرخش (و بنابراین چرخش) به سمت چپ می شود. برای موتورهای جت، چرخش تیغه ها توسط تیغه های استاتور که جریان هوا را به سمت دیگر هدایت می کنند، لغو می شود.
جریان لغزشی مارپیچی به دلیل این واقعیت است که پروانه در حال چرخش است و باعث می شود هوای که از آن عبور می کند نیز بچرخد. این مارپیچ در اطراف هواپیما جریان دارد و در نهایت به سکان برخورد می کند. چون دوباره موتور در جهت عقربههای ساعت میچرخد، سکان را به سمت راست فشار میدهد و دماغه را مجبور به چپ میکند. جتها از این رنج نمیبرند، زیرا باز هم، استاتورهای داخلی از خطی بودن گازهای خروجی (بیشتر) مطمئن میشوند.
عامل P ناشی از این واقعیت است که هواپیما کاملاً تراز نیست. معمولاً زاویه کمی به سمت بالا بینی خواهد داشت. این به این معنی است که تیغه نزولی زاویه حمله بالاتری دارد و بنابراین نسبت به تیغه بالارونده «بالابر» (معروف به «تراست») بیشتری تولید میکند. از آنجایی که بیشتر موتورها همانطور که از کابین خلبان دیده می شود در جهت عقربه های ساعت می چرخند، این بدان معنی است که تیغه سمت راست آن چیزی است که نیروی رانش بیشتری تولید می کند. موتورهای جت این را ندارند زیرا جریان هوا در موتور بدون توجه به زاویه حمله واقعی هواپیما به موازات خط مرکزی موتور هدایت می شود.
تقدم ژیروسکوپی به نوعی پیچیده است، بنابراین من واقعا نمی توانم توضیح دهم که چرا این اتفاق می افتد بدون انحراف به یک دسته از فیزیک پیچیده. فقط بدانید که اگر لبه یک دیسک چرخان را فشار دهید، نیرویی 90 درجه جلوتر از نقطه ای که روی آن فشار می دهید ایجاد می کند. برای یک هواپیمای دم کش، بلند کردن دم مانند فشار دادن بالای دیسک پروانه است، بنابراین، پیشروی نیروی چرخش به چپ ایجاد می کند. اما پس از آن، هنگامی که هر یک از انواع هواپیماها برای بلند شدن بالا میآیند، در واقع باعث ایجاد نیروی چرخش به راست میشود. موتورهای جت از این نظر هیچ تفاوتی با پروانه ها ندارند و دقیقاً به همین شکل این نیروها را تولید خواهند کرد. فقط این است که تقدم ژیروسکوپی در یک هواپیمای معمولی بسیار بسیار کوچکتر از سایر نیروها است، بنابراین سازندگان X-plane احتمالاً فکر نمی کردند که ارزش برنامه ریزی چنین نیروی کوچکی را در بازی داشته باشد.
گشتاور به چپ" یا گرایش به چپ فقط روی هواپیماهای موتور پیستونی تأثیر می گذارد. برای اینکه بفهمید چرا این اتفاق برای هواپیماهای توربوفن نمی افتد، باید بدانید که چه چیزی باعث این تمایلات به چپ می شود.
در واقع چهار دلیل مختلف وجود دارد که چرا این اتفاق می افتد: گشتاور، ضریب P، جریان لغزش مارپیچی، و حرکت ژیروسکوپی. گشتاور واکنش هواپیما به چرخش پروانه است که در جهت عقربههای ساعت (از روی صندلی خلبان) میچرخد، هواپیما میخواهد برعکس بچرخد، یعنی به سمت چپ بچرخد. P-Factor به این دلیل است که ملخ در جهت عقربه های ساعت حرکت می کند بنابراین تیغه نزولی AOA بالاتری نسبت به صعودی خواهد داشت که نیروی رانش بیشتری از سمت راست ایجاد می کند که منجر به انحراف به چپ می شود. این بیشتر در هنگام صعود مشاهده می شود. جریان لغزش مارپیچی به این دلیل است که باد ایجاد شده توسط پروانه به دور هواپیما می چرخد و به صفحه سمت چپ سکان برخورد می کند و منجر به انحراف سمت چپ می شود. تقدم ژیروسکوپی بسیار پیچیده است اما بر هواپیماهای دنده معمولی بیشتر از سه چرخه تأثیر می گذارد.
تمام این نیروها به جز تقدیم ژیروسکوپی که بسیار کم است، فقط بر هواپیماهای دارای ملخ تأثیر می گذارد. فاکتور P تاثیری نداره چون توربوفن ها پره دارن نه پروانه. همچنین، موتورهای توربوفن مجرای هستند، بنابراین جریان لغزش مارپیچی عاملی نخواهد بود. و گشتاور توسط توربین های پشت موتور خنثی می شود.