عملکرد جنگنده F35 fighter performance

مدیران انجمن: javad123javad, parse

ارسال پست
نمایه کاربر
rohamjpl

نام: roham hesami

محل اقامت: Tehran -Qeytariyeh, Ketabi Street, 8 meters from Saba

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 623

سپاس: 391

جنسیت:

تماس:

عملکرد جنگنده F35 fighter performance

پست توسط rohamjpl »

ما چند مورد را کشف کردیم که باید قبل از ورود هواپیما به تولید تغییر کند. در نوع STOVL X-35B ، دربهای بالای فن بالابر آرایش دو برابر داشتند: آنها تا می خوردند و به بیرون می لغزیدند و باعث ایجاد روزنه ای برای ورود هوا به فن می شدند. با این حال ، هنگامی که هواپیما به سرعت حرکت می کند ، هوایی که از بالای هواپیما عبور می کند به تنهایی باعث چرخش م theثر فن نمی شود. باید هدایت شود. در F-35B تولید ، ترتیب متفاوتی وجود دارد: به جای اینکه دو در باز شود ، یک درب منفرد ، عقب لولا می شود ، بلند می شود و مانند یک قاشق هوا عمل می کند و به قیف هوا در فن کمک می کند. اما طراحی جدید روکش فن بالابر چالش های اضافی را برای دو درب ورودی هوای کمکی که درست در پشت آن قرار دارند ایجاد کرد. همه هوا به فن منتقل نمی شود و با سرعت بالاتر ،هوایی که در اطراف پوشش بلند آن جریان دارد متلاطم است و باعث لرزش درهای باز ورودی هوای کمکی می شود. بنابراین ، لولاهای آن درها باید تقویت شوند.
همچنین توجه داشته باشید که در نتیجه تغییر درب اصلی ، درهای فن کمکی Lift Fan تغییر کرده اند (بزرگتر ، لبه های لبه دار).
چه ماده ای برای پوست هواپیمای جنگنده مدرن استفاده می شودتصویر
پوست F35 از چند کامپوزیت تشکیل شده است. اگرچه به طور واضح طبقه بندی شده است ، اما من گمان می کنم دلیل اصلی انتخاب آن بیش از آنکه با قدرت باشد ، بیشتر مربوط به پنهان کاری است. جالب اینجاست که به نظر می رسد اطلاعات بیشتری در مورد F22 نسبت به F35 وجود دارد ، که گویا مخفی تر است؟ به عنوان مثال ، معلوم است که قسمتهایی از بدنه هوا و قابهای دوقلوی F22 از تیتانیوم ساخته می شوند و در بالهای آن عناصر آلومینیومی وجود دارد و همچنین پوست آن ترکیبی است.
پوست اکثر هواپیماهای جنگنده از آلومینیوم ساخته شده است ، تقریباً به همان ضخامت یا کمی نازک تر از هواپیماهای مسافربری است. بجز در بالها ، بار آن کمی است و از نظر ساختاری ضروری نیست ، بنابراین مهم نیست که مقاومت آلومینیوم در دماهای بالا بسیار کاهش می یابد.
همچنین چارچوب هواپیما در سرعت های بالا بسیار کمتر از نیرویی است که برای کنترل طراحی شده است. جنگنده ها فقط قادرند در 200-400 گره ، بسیار کمتر از سرعت صدا ، مانور دهند. به طور متوسط ​​، آنها با سرعت 0.7-0.8 ماخ حرکت می کنند ، مانند هواپیماهای مسافربری یا کندتر ، زیرا از نظر آیرودینامیکی تمیز نیستند. پرواز مافوق صوت فقط برای رهگیری ، در یک خط مستقیم ، برای مدت زمان کوتاه ، برای سوار شدن به هواپیمای دیگر استفاده می شود.
پوست F-35 از رزین اپوکسی CYCOM 977 در بیشتر قسمتهای بدنه ، رزین بیسمالایمید CYCOM 5250 در بالها و برخی از سطوح گرمتر ساخته شده است ، که توسط کشش 700 ~ ksi ، فیبر کربن مدول متوسط ​​، بیشتر Hexcel IM7 تقویت شده است. بیسمالیمیدها به طور کلی مقاومت بهتری نسبت به آلومینیوم در برابر حرارت دارند. اپوکسی ها بسته به آلیاژهای خاص و رزین های مقایسه شده با Al قابل مقایسه هستند.همانطور که گفته شد ، F-35 در مورد کندترین جنگنده غیرآموزشی است که در حال حاضر تولید می شود و آلومینیوم ثابت کرده است که تنش گرمایی بالاتر در جنگنده های سریعتر را به خوبی کنترل می کند. اما CFRP نسبت به فلز کمی سبک تر ، مستعد خم شدن دائمی است و چسبندگی بسیار بهتری را در لایه بیرونی حافظه رم جاسازی شده ایجاد می کند. دو ویژگی اخیر ، کامپوزیت ها را برای هواپیماهای VLO (مخفی کاری تمام جنبه ها) ضروری می کند.چگونه یک هواپیمای VTOL می تواند هنگام حرکت معلق خود را کنترل کند
در مورد F-35 ، کنترل خمیازه در حین شناور (و انتقال به پرواز به جلو) توسط ماژول چرخان سه تحمل (3BSM) ، که بخشی از سیستم بالابر رولز رویس است ، فراهم می شود.
دو کانال رول که توسط هوای فن موتور تأمین می شوند ، کنترل رول را فراهم می کنند. کنترل خمیازه از طریق نازل مفصل گردنده است. کنترل پیچ از طریق Lift Fan / split thrust موتور انجام می شود.
در نازل چرخان سه تحمل ، 3BSN ، از سه بخش از مجرای خروجی موتور استفاده شده است که بر روی یک زاویه بریده شده و توسط دو یاطاقان دایره ای هوا بسته است. ... بخشهای جلو و عقب همیشه در محور چرخش با یکدیگر تراز هستند. بخش مرکزی نسبت به آنها از 180 درجه می چرخد. یاتاقان سوم در پشت موتور پشت مرحله توربین است و توانایی چرخاندن محور رانش نازل در خمیازه را در هر زاویه گام فراهم می کند.
تصویر
اگر دو قسمت عقب را نگه داریم و فقط قسمت اول را بچرخانیم ، بدیهی است که قسمتهای عقب در امتداد محور موتور می چرخند و به دلیل موقعیت خود در عقب ، خمیازه تولید می کنند. در آسانسور تولید شده تلفات ناچیزی همراه است ، اما سیستم کنترل پرواز دیجیتال به راحتی می تواند آن را جبران کند.
البته این روش کنترل خمیازه در شناور مخصوص F-35 است. در مورد هاریر ، سیستم کنترل واکنش در دم دارای "پاف" بود تا کنترل خمیازه را فراهم کند.
سیستم کنترل واکنش هاریر
سیستم کنترل عکس العمل ، نشان دادن لوله ها و نازل های موتور هوا از خون.
علاوه بر نازل های موتور بردار ، هاریر همچنین به روشی برای کنترل نگرش خود در هنگام پرواز جت منتقل می شود ، زمانی که سطوح آیرودینامیکی نرمال بی اثر هستند. برای این منظور ، یک سیستم نازل کنترل واکنش در بینی (دمیدن) ، نوک بال (دمیدن به بالا و پایین) و دم (پایین و دم جانبی) روی هواپیما نصب می شود.
پست های رول F-35 چگونه کار می کند و چگونه موتور آن 90 درجه کم می شود؟
خلبان دارای قدرت کنترل در شناور و تثبیت کننده ، همراه با کنترل نگرش هواپیما باشد. اساساً ، سیستم آسانسور رولز رویس استفاده شده در VTOL F-35 دارای سه جز connected متصل شده توسط شافت درایو (همراه با موتور) است:LiftFan در جلوماژول چرخان سه تحمل (3BSM) ، که نازل را از طریق 95 چرخانده است∘∘، ودو پست رول در دو طرف بدنه.
سیستم درایو F-35سیستم F-35 Liftfan؛ تصویر از nationstates.net
اساساً ، بعضی از هوای بای پس به سمت کانالهای رول (قابل تنظیم بصورت جداگانه) جهت اطمینان از ثبات در هنگام شناور هدایت می شوند ، که توسط رایانه پردازنده انجام می شود. در این تصویر می توانید درهای رول پست را که در دو طرف خارج از درهای MLG باز می شوند F-35 رول پست
3-Bearing Swivel Module (3BSM) دارای سه بخش است که توسط دو محرک رانده می شود (بخش اول راننده بخش اول است ، در حالی که بخش دوم بخش دوم را مستقیماً و بخش سوم را از طریق یک گیربکس زاویه ای هدایت می کند). سه بخش با زاویه بریده می شوند ، بنابراین هنگام انتقال از پرواز به جلو به شناور ، قسمت مرکزی با لبه بلندتر خود در بالا (به طوری که بخشهای آنها با حداکثر طول در یک طرف قرار گیرند) به پایان می رسد ، بنابراین "جمع" می شود زاویه های جبران یاتاقان برای دادن 95∘∘ انحراف نازل جت لوله در جهت پایین.
در نازل چرخان سه تحمل ، 3BSN ، از سه بخش از مجرای خروجی موتور استفاده شده است که بر روی یک زاویه بریده شده و توسط دو یاطاقان دایره ای هوا بسته است. موتورهای خارجی دندان های دنده ای را در این بخش ها می چرخانند تا با چرخاندن آنها رانش منحرف شده ایجاد کنند. قسمتهای جلو و عقب همیشه در محور چرخش با یکدیگر تراز هستند. بخش مرکزی نسبت به آنها از 180 درجه می چرخد. یاتاقان سوم در پشت موتور پشت مرحله توربین است و توانایی چرخاندن محور رانش نازل در خمیازه را در هر زاویه گام فراهم می کند.
سه ماژول چرخان تحمل ، از codeonemagazineتصویر
چگونه هواپیمای F-35B در هنگام انتقال واژگون نمی شود؟با چرخش نازل موتور ، فن بالابر نمی تواند. آیا این عدم تعادل لحظه ها در اطراف مرکز ثقل منجر به بالا آمدن F-35 به پشت خود نمی شود؟F-35B در شناور عمودی
با چرخش نازل موتور ، فن بالابر نمی تواند. آیا این عدم تعادل لحظه ها در اطراف مرکز ثقل منجر به بالا آمدن F-35 به پشت خود نمی شود؟
F-35B قادر به انتقال از حالت شناور عمودی به پرواز افقی است.
این کار را تا حدی با چرخش تدریجی نازل موتور از موقعیت عمودی به حالت افقی انجام می دهد.
بگذارید فرض کنیم که ورودی گاز در سناریوی زیر ثابت بماند: با چرخش نازل ، م verticalلفه عمودی رانش آن کاهش می یابد (با افزایش مولفه افقی)
$thrust_{horizontal} = thrust \cdot \cos(\theta)$
θ زاویه بین اگزوز جت و محور عمودی است.
مشکل این است که فن بالابر نمی چرخد. و از آنجایی که توسط شافت به موتور متصل می شود ، فرض می کنیم که همیشه با همان دور موتور چرخش می کند.
بنابراین ، Componentعمودی بالابر فن بالابر برای ورودی گاز معین تغییر نمی کند ، در حالی که Component عمودی نازل موتور جت تغییر می کند.بنابراین با وقوع انتقال نازل ، رانش فن بالابر (جلوتر از مرکز ثقل) ثابت می ماند ، اما رانش عمودی پشت مرکز ثقل (نازل موتور عقب) کاهش می یابد: آیا این نباید باعث شود هواپیما به سمت بالا حرکت کند و به پشت خود تلنگر بزنید؟ با این وجود در این ویدئو به نظر می رسد هواپیما فقط ده درجه یا حدود بالا می رود (من تصور می کنم به دلیل افزایش ضریب بالابری بالها باشد) اما در غیر اینصورت در زمین صاف می ماند. بنابراین با وقوع انتقال نازل ، رانش فن بالابر (جلوتر از مرکز ثقل) ثابت می ماند ، اما رانش عمودی پشت مرکز ثقل (نازل موتور عقب) کاهش می یابد: آیا این نباید باعث شود هواپیما به سمت بالا حرکت کند و به پشت خود تلنگر بزنید؟ با این حال در این ویدئو به نظر می رسد هواپیما فقط ده درجه افزایش دارد (من تصور می کنم به دلیل افزایش ضریب بالابرنده در بال ها باشد) اما در غیر اینصورت در زمین صاف می ماند.
رانش فن بالابر باید به نحوی تعدیل شود تا این امر محقق شود ، درست است؟ اگر چنین است اگر سرعت شافت آن به سرعت موتور متصل شود ، چگونه این کار انجام می شود؟
راه حل های ممکن:
1. با افزایش سرعت رو به جلو هواپیما ، بالابرها بالابر کاهش عمودی نازل موتور عقب را جبران می کند.تصویر
2. هواپیما به سمت بالا حرکت می کند تا زاویه فن بالابر را از عمودی منحرف کند تا با زاویه بین نازل موتور و عمودی مطابقت داشته باشد.
برای تغییر آسانسور با تغییر سرعت تیغه فن ، تغییر در آسانسور برای تغییرات "ریز" و "ظریف" در نحوه پرواز هواپیما خیلی کند است.
F-35 مانند یک هلی کوپتر قادر است در حرکات بسیار کوچک مانور دهد و خیلی سریع تغییر کند (در واقع احتمالاً بهتر از هلی کوپتر است). بنابراین خلبان می تواند به شما "سر تکان دهد" و با حرکات ظریف و ریز در اطراف بینی جلویی حرکت کند. بنابراین حرکات ریز توسط F-35 و چوب پرواز به سرعت توسط کامپیوترهای پرواز پذیرفته می شود.
اکنون یک هلی کوپتر از تیغه های گام متغیر برای ایجاد تغییرات سریع استفاده می کند ، که به هلی کوپترها اجازه می دهد حرکت های "کوچک" ریز ، ظریف و سریع داشته باشند. بنابراین تغییرات سریع و سریع در بالابر برای این حرکتهای ظریف لازم است.
تغییر دریچه گاز موتور برای تغییر بالابر فن بسیار کند است (برای F-35 یا یک هلی کوپتر).
فن های آسانسور F-35 برای صرفه جویی در وزن و پیچیدگی ، در برابر چرخش هستند و از فیبرهای کربن سبک هستند.
بنابراین ، برای تغییر سریع آسانسور و ایجاد تغییرات سریع سریع در آسانسور ، آنها به سادگی مساحت / اندازه منطقه خروجی خروجی فن بالابر را تغییر می دهند.
به آن نازل های "متغیر" شبیه کرکره پنجره فکر کنید تا نور کم و بیش به داخل اتاق بریزد.
شاتر به این شکل است:
تصویر
با این حال ، هنگامی که بیشتر شاتر را می بندید ، پس هوا به کجا می رود؟ باید جایی برود! (به یاد داشته باشید ، حداکثر 20000 پوند توسط آن فن ایجاد می شود).
خوب ، یک درب دوم وجود دارد که درست در پشت درب فن بزرگ باز می شود.مجموعه 2 درب پشت درب فن بزرگ آسانسور اجازه تخلیه فن بالابر را می دهد.
بنابراین شما به وسیله ای سریع و ظریف برای تغییر خروجی فن بالابر نیاز دارید. این تغییرات بسیار حیرت انگیز و بسیار ریز است ، به طوری که خلبان می تواند کمی بینی را "تکان دهد". تغییرات بسیار کوچکی حاصل می شود.بنابراین برای تغییر فشار پایین فن ، درهای قسمت خروجی فن بالابر (اگزوز) را بسته یا باز می کنید. این می تواند خیلی سریع بسته شود و یا باز شود ، و همچنین با مقادیر بسیار کمی. این کنترل ظریف را می دهد.
با این حال ، وقتی این قسمت خروجی را فشار می دهید ، هوای فن بالابر باید جای دیگری برود ، بنابراین در پشت درب درب فن بالابر بلند می شود.
بنابراین ، اگر سوراخ خروجی در پایین فن F-35 را ببندید ، آن هوا مسیر دیگری را طی می کند - درست از آن مجموعه 2 درب.
9 از 10 نمودار موجود در اینترنت با مجموعه دوم درها ورودی کمکی تماس می گیرند. با این حال ، این 100٪ صحیح نیست. باید آن را اگزوز کمکی نامید.
اکنون باید انصاف داشته باشم ، زیرا کمپرسور توربین ورودی سرد نیز در معرض آن ناحیه دریچه قرار دارد ، بدون شک آن منطقه احتمالاً در بیشتر اوقات فشار "منفی" باقی می ماند.
با این حال ، این یک طراحی کاملاً درخشان است ، زیرا به طور کلی آن قسمت خروجی فن بالابر دارای مقداری "نزدیک" است و بنابراین "مقداری" از هوای خروجی فن به سمت راست "جعبه" خارج می شود. پشت فن بالابر.و این جعبه درست در جایی که گرسنه ورودی توربین هوای سرد موتور عظیم F135 باشد ، درست است.بنابراین به دلیل ورودی های کمپرسور احتمالاً آن منطقه منفی باقی بماند. با این حال ، با بسته شدن بیشتر اگزوز فن بالابر ، آن قسمت مثبت خواهد شد.در این حالت ، آن دو در واقع دریچه خروجی فن بالابر هستند - نه دریچه ورودی!
همچنین باید اشاره کنم که به دلیل برخورد زیاد هوا سرد با این سیستم فن بالابر ، عرشه مهندسان لاکهید اظهار می دارند که هنگام فرود روی عرشه کشتی ، دمای کلی عرشه از هاریر کمتر است.
بنابراین در حالی که هر دو Harrier و F-35 تمایل به گرم شدن عرشه ها در یک فرود عمودی کشتی دارند ، F-35 در واقع مشکل گرمایشی ندارد و در عین حال Harrier برای چنین فرودهای عمودی است.
ا استفاده از این سیستم ، رانش نازل ممکن است در قوس 41.75-104 درجه (سیستم مختصات هواپیمای جلو / عقب) ، با سرعت 40 درجه در ثانیه هدایت شود.
کنترل مستقل سه محرک VAVBN توانایی تغییر ناحیه گلو نازل را مستقل از زاویه بردار فراهم می کند
برای صرفه جویی در مطالعه ، موارد زیر را داریم:
VIGV = قسمت بالای مصرف (متغیر)
VAVBN = قسمت خروجی پایین (همچنین متغیر).
بنابراین در بالا حالت های محرک VAVBN (قسمت EXIT از فن) می توانند ناحیه گلو نازل را تغییر دهند.
ادعاهای من: تیغه های بالابر فن متغیر نیستند.
فن خروجی بالابر می تواند خروجی فن را باز یا بسته یا "تغییر" دهد.
: ادعای من این است که هنگام بسته شدن 20000 پوند جریان تخلیه فن ، جریان باید به مکان دیگری برود و من ادعا می کنم که جریان به جعبه هوا در پشت سر می رود. این یک اظهار نظر از طرف من است. من معتقدم که این همان چیزی است که اتفاق می افتد اما من پیوند یا مقاله ای ندارم که کاملاً این را بیان کند (برخی نمودارها این را نشان می دهند ، اما این اثبات نخواهد بود). بنابراین این ادعای من مبنی بر اینکه دریچه هوای فن به جعبه هوا منفذ می شود توسط من تأیید نمی شود و تا زمانی که من بتوانم شواهد موجهی در این باره ارائه دهم ، پس این ادعا باید با یک دانه نمک گرفته شود.
تشخیص اینکه این درب دریچه ای است دشوار است اما به نظر می رسد شبیه یک درب است. همانطور که اشاره شد - من در این مورد نظر دارم - این در حال حاضر هنوز حدس و گمان از طرف من است.
"برای کنترل گام ، مناطق نازل اگزوز و ورودی LiftFan برعکس متفاوت است تا تعادل بین آنها را حفظ کند در حالی که مجموع آنها را حفظ می کند ، و با سرعت توربین ثابت"
موتور VTOL هنگام پرواز به جلو ("عادی") وزن کمتری دارد
هواپیمای VTOL معمولاً دارای سیستم بالابر عمودی اختصاصی است ، مانند سیستم زیر برای F-35:
در پرواز رو به جلو ، این موتور یک وزن مرده است. هیچ کاری انجام نمی دهد و به هواپیما وزن اضافه می کند و سرعت و قدرت مانور آن را محدود می کند. بیشتر اوقات ، این فقط یک مجازات غیرقابل قبول است.بالابر عمودی به انرژی بسیار بیشتری نسبت به پرواز و پرواز با بال نیاز دارد
وقتی شما فقط از سیستم بالابر عمودی استفاده می کنید ، با کل وزن هواپیما می جنگید. با استفاده از فیزیک ساده ، بالابر مورد نیاز برای تولید باید از وزن هواپیما بیشتر باشد تا پرواز کند. استفاده از بالهایی که فقط به کسری از انرژی برای برخاستن یا پرواز نیاز دارید بسیار کارآمدتر است.
این مسئله مسئله منحصر به فرد چرخان های شیب مانند V-22 را ایجاد می کند:جایی که موتورها برای پرواز به جلو خیلی بزرگ هستند.انتقال بین پرواز رو به جلو و عمودی (یا بالعکس) هم مدل سازی و هم اجرای آن بسیار دشوار است
من باید در اینجا کمی به آیرودینامیک برسم. آسانسور تولید شده توسط بدن با استفاده از موارد زیر قابل محاسبه است:$L=1/2∗rho∗v2∗S∗CL$
جایی که L بالابر تولید می شود ، rho چگالی هوا است ، v سرعت هوای اطراف بال است (به طور موثر سرعت رو به جلو) ، S ناحیه بال است و CL همان چیزی است که ما ضریب بالابری می نامیم ، خاصیت ذاتی بال .
برای اینکه هواپیما مستقیم و هم سطح پرواز کند ، L = وزن هواپیما است. با توجه به هر مقادیر دیگر ، سرعت v وجود دارد که به شما L = وزن دقیق می دهد. به این مقدار سرعت توقف گفته می شود. پایین تر ، هواپیما شروع به پایین آمدن می کند. هر بالاتر ، هواپیما شروع به بالا رفتن می کند.
بنابراین در شناور ، v = 0 زیرا هواپیما به جلو حرکت نمی کند. حتی اگر بادی به سمت هواپیما می وزد ، احتمالاً v جایی نیست که بتواند وزن L = بدهد.
وظیفه مهندس این است که بفهمد چگونه هواپیما را هنگام بالا بردن (یا از دست دادن) سرعت خود به منظور انتقال از پرواز عمودی به پرواز جلو (یا بالعکس) از آسمان خارج نمی کند. کار آسانی نیست ، زیرا آیرودینامیک انتقال خیلی خوب درک نشده است. تقریب هایی وجود دارد که آنها می توانند استفاده کنند ، اما هنوز هم یک عمل متعادل ظریف است. به همین دلیل است که بسیاری از هواپیماهای VTOL در مرحله نمونه اولیه سقوط می کنند ، اگر هواپیمای بزرگی باشد که قصد دارد با تعداد زیادی از افراد در آن پرواز کند ، خوب نیست.تصویر
تصویر

ارسال پست