چرا نیروی رانش موتورهای هواپیما با هم برابر است؟
ارسال شده: پنجشنبه ۱۴۰۰/۹/۱۱ - ۰۸:۱۵
چگونه نیروی رانش موتورها در دو طرف هواپیما دقیقاً برابر است تا از انحراف جلوگیری شود؟
من فرض می کنم که رانش موتورها در دو طرف باید دقیقاً برابر باشد در غیر این صورت هواپیما شروع به خمیازه می کند. از چه مکانیزمی برای جلوگیری از این اتفاق استفاده می شود؟
نیروی رانش توسط موتورهای هواپیما از طریق نوعی سیستم رانش ایجاد می شود. رانش یک نیروی مکانیکی است، بنابراین پیشرانه باید در تماس فیزیکی با یک سیال در حال کار باشد تا نیروی رانش ایجاد کند. رانش اغلب از طریق واکنش شتاب دادن به یک توده گاز ایجاد می شود
بله، اگر عدم تقارن در رانش وجود داشته باشد، هواپیما منحرف می شود. و عدم تقارن در رانش وجود دارد. رانش موتور با سایش اندکی کاهش می یابد و موتورها اغلب به طور متفاوت فرسوده می شوند. اثراتی مانند P-factor وجود دارد که محور رانش را بسته به سرعت و نگرش تغییر میدهد. و البته ممکن است یک موتور از کار بیفتد.
بنابراین عدم تقارن رانش اتفاق می افتد و باید جبران شود. و با ایجاد مقداری نیروی جانبی با سکان جبران می شود. یا با فشار دادن پدال توسط خلبان، یا با استفاده از تریم.
، اثراتی نیز وجود دارد که می تواند باعث عدم تقارن درگ شود، به عنوان مثال. یخ زدن، و شرایطی وجود دارد که هواپیما عمداً نیاز دارد تا حدودی به طرفین پرواز کند، به عنوان مثال. برخاستن و فرود با باد متقابل، بنابراین سکان برای بسیاری موارد دیگر نیز مورد نیاز است. و هنگامی که وجود دارد، می تواند عدم تقارن رانش را جبران کند (البته اغلب، خرابی موتور حداقل اندازه تثبیت کننده عمودی و سکان را تعیین می کند.توجه داشته باشید که ضریب P در هواپیماهای تک موتوره نیز وجود دارد، بنابراین آنها همچنین دارای مقداری عدم تقارن رانش هستند.این بستگی به بدنه هواپیما و محل نصب موتورها دارد. پدر در داخل موتورها هر چقدر که یک تغییر جزئی در رانش مشکل کمتری ایجاد کند. اما همانطور که گفته شد سکان تصحیح کلی این انحراف است.
MD80 دارای یک سیستم همگام سازی موتور بود که می توانست با RPM مراحل N1 یا N2 جت ها مطابقت داشته باشد. به نظر می رسد که این ممکن است عمدتاً برای نویز باشد، اما رانش متقارن نیز کم و بیش یک محصول جانبی بوده است.
در اینجا یک پتنت جالب در مورد سیستم های همگام موتور وجود دارد
فاکتور P که به عنوان اثر تیغه نامتقارن و اثر دیسک نامتقارن نیز شناخته می شود، یک پدیده آیرودینامیکی است که توسط یک ملخ متحرک تجربه می شود، که در آن مرکز رانش پروانه زمانی که هواپیما در زاویه حمله بالایی قرار دارد، خارج از مرکز حرکت می کند. این جابجایی در محل مرکز رانش یک لحظه انحراف بر روی هواپیما اعمال میکند و باعث میشود که هواپیما کمی به یک سمت منحرف شود. یک ورودی سکان برای خنثی کردن تمایل انحرافی لازم است
هواپیمای تک موتوره
در صورت استفاده از پروانه چرخشی در جهت عقربه های ساعت (همانطور که خلبان مشاهده می کند)، هواپیما تمایل به انحراف به سمت چپ دارد. باید با سکان راست مقابله کرد. برای یک ملخ در جهت خلاف جهت عقربه های ساعت، هواپیما تمایل به انحراف به سمت راست دارد. پروانه چرخشی در جهت عقربه های ساعت بسیار رایج ترین است. انحراف در هنگام اضافه کردن قدرت قابل توجه است، اگرچه دلایل دیگری از جمله اثر جریان لغزش مارپیچی دارد.
خلبانان باید هنگام افزایش قدرت یا افزایش زاویه حمله نیاز به سکان را پیش بینی کنند.
هواپیماهای چرخ دم در هنگام چرخش زمینی نسبت به هواپیماهای دارای ارابه فرود سه چرخه، ضریب P بیشتری را نشان می دهند، زیرا زاویه بیشتری از دیسک پروانه نسبت به عمودی دارد. ضریب P در طول چرخش زمین اولیه ناچیز است، اما در مراحل بعدی غلتش زمین، با افزایش سرعت رو به جلو، تمایل مشخصی به سمت چپ دماغه ایجاد می کند، به ویژه اگر محور رانش به سمت بردار مسیر پرواز متمایل نگه داشته شود (مثلاً دم- چرخ در تماس با باند). با توجه به تنظیم توان نسبتاً کم (RPM پروانه) این تأثیر در هنگام فرود، شعله ور شدن و درخشش چندان مشهود نیست. با این حال، اگر دریچه گاز به طور ناگهانی با دم چرخ در تماس با باند پیشروی شود، پیش بینی این تمایل به سمت چپ بینی عاقلانه است.
هواپیمای چند موتوره
برای هواپیماهای چند موتوره با ملخ های ضد چرخش، ضریب P هر دو موتور لغو می شود. با این حال، اگر هر دو موتور در یک جهت بچرخند، یا اگر یکی از موتورها از کار بیفتد، عامل P باعث انحراف می شود. مانند هواپیماهای تک موتوره، این تأثیر در شرایطی که هواپیما در قدرت بالا است و زاویه حمله بالایی دارد (مانند صعود). موتور با تیغه های رو به پایین به سمت نوک بال، انحراف و غلتش بیشتری نسبت به موتور دیگر ایجاد می کند، زیرا گشتاور (بازوی) مرکز رانش موتور در اطراف مرکز ثقل هواپیما بیشتر است. بنابراین، موتور با تیغههای متحرک پایینتر به بدنه، «موتور بحرانی» خواهد بود، زیرا خرابی آن و اتکا به موتور دیگر مستلزم انحراف سکان قابلتوجهی بیشتر توسط خلبان برای حفظ پرواز مستقیم نسبت به موتور دیگر است. موتور از کار افتاده بود بنابراین فاکتور P تعیین می کند که کدام موتور موتور حیاتی است.برای اکثر هواپیماها (که دارای ملخ های چرخان جهت عقربه های ساعت هستند)، موتور سمت چپ موتور حیاتی است. برای هواپیماهایی با ملخ های ضد چرخش (یعنی در یک جهت نمی چرخند) گشتاورهای ضریب P برابر است و هر دو موتور به یک اندازه بحرانی در نظر گرفته می شوند.I hope I help you understand the question. Roham Hesami رهام حسامی ترم پنجم مهندسی هوافضا
من فرض می کنم که رانش موتورها در دو طرف باید دقیقاً برابر باشد در غیر این صورت هواپیما شروع به خمیازه می کند. از چه مکانیزمی برای جلوگیری از این اتفاق استفاده می شود؟
نیروی رانش توسط موتورهای هواپیما از طریق نوعی سیستم رانش ایجاد می شود. رانش یک نیروی مکانیکی است، بنابراین پیشرانه باید در تماس فیزیکی با یک سیال در حال کار باشد تا نیروی رانش ایجاد کند. رانش اغلب از طریق واکنش شتاب دادن به یک توده گاز ایجاد می شود
بله، اگر عدم تقارن در رانش وجود داشته باشد، هواپیما منحرف می شود. و عدم تقارن در رانش وجود دارد. رانش موتور با سایش اندکی کاهش می یابد و موتورها اغلب به طور متفاوت فرسوده می شوند. اثراتی مانند P-factor وجود دارد که محور رانش را بسته به سرعت و نگرش تغییر میدهد. و البته ممکن است یک موتور از کار بیفتد.
بنابراین عدم تقارن رانش اتفاق می افتد و باید جبران شود. و با ایجاد مقداری نیروی جانبی با سکان جبران می شود. یا با فشار دادن پدال توسط خلبان، یا با استفاده از تریم.
، اثراتی نیز وجود دارد که می تواند باعث عدم تقارن درگ شود، به عنوان مثال. یخ زدن، و شرایطی وجود دارد که هواپیما عمداً نیاز دارد تا حدودی به طرفین پرواز کند، به عنوان مثال. برخاستن و فرود با باد متقابل، بنابراین سکان برای بسیاری موارد دیگر نیز مورد نیاز است. و هنگامی که وجود دارد، می تواند عدم تقارن رانش را جبران کند (البته اغلب، خرابی موتور حداقل اندازه تثبیت کننده عمودی و سکان را تعیین می کند.توجه داشته باشید که ضریب P در هواپیماهای تک موتوره نیز وجود دارد، بنابراین آنها همچنین دارای مقداری عدم تقارن رانش هستند.این بستگی به بدنه هواپیما و محل نصب موتورها دارد. پدر در داخل موتورها هر چقدر که یک تغییر جزئی در رانش مشکل کمتری ایجاد کند. اما همانطور که گفته شد سکان تصحیح کلی این انحراف است.
MD80 دارای یک سیستم همگام سازی موتور بود که می توانست با RPM مراحل N1 یا N2 جت ها مطابقت داشته باشد. به نظر می رسد که این ممکن است عمدتاً برای نویز باشد، اما رانش متقارن نیز کم و بیش یک محصول جانبی بوده است.
در اینجا یک پتنت جالب در مورد سیستم های همگام موتور وجود دارد
فاکتور P که به عنوان اثر تیغه نامتقارن و اثر دیسک نامتقارن نیز شناخته می شود، یک پدیده آیرودینامیکی است که توسط یک ملخ متحرک تجربه می شود، که در آن مرکز رانش پروانه زمانی که هواپیما در زاویه حمله بالایی قرار دارد، خارج از مرکز حرکت می کند. این جابجایی در محل مرکز رانش یک لحظه انحراف بر روی هواپیما اعمال میکند و باعث میشود که هواپیما کمی به یک سمت منحرف شود. یک ورودی سکان برای خنثی کردن تمایل انحرافی لازم است
هواپیمای تک موتوره
در صورت استفاده از پروانه چرخشی در جهت عقربه های ساعت (همانطور که خلبان مشاهده می کند)، هواپیما تمایل به انحراف به سمت چپ دارد. باید با سکان راست مقابله کرد. برای یک ملخ در جهت خلاف جهت عقربه های ساعت، هواپیما تمایل به انحراف به سمت راست دارد. پروانه چرخشی در جهت عقربه های ساعت بسیار رایج ترین است. انحراف در هنگام اضافه کردن قدرت قابل توجه است، اگرچه دلایل دیگری از جمله اثر جریان لغزش مارپیچی دارد.
خلبانان باید هنگام افزایش قدرت یا افزایش زاویه حمله نیاز به سکان را پیش بینی کنند.
هواپیماهای چرخ دم در هنگام چرخش زمینی نسبت به هواپیماهای دارای ارابه فرود سه چرخه، ضریب P بیشتری را نشان می دهند، زیرا زاویه بیشتری از دیسک پروانه نسبت به عمودی دارد. ضریب P در طول چرخش زمین اولیه ناچیز است، اما در مراحل بعدی غلتش زمین، با افزایش سرعت رو به جلو، تمایل مشخصی به سمت چپ دماغه ایجاد می کند، به ویژه اگر محور رانش به سمت بردار مسیر پرواز متمایل نگه داشته شود (مثلاً دم- چرخ در تماس با باند). با توجه به تنظیم توان نسبتاً کم (RPM پروانه) این تأثیر در هنگام فرود، شعله ور شدن و درخشش چندان مشهود نیست. با این حال، اگر دریچه گاز به طور ناگهانی با دم چرخ در تماس با باند پیشروی شود، پیش بینی این تمایل به سمت چپ بینی عاقلانه است.
هواپیمای چند موتوره
برای هواپیماهای چند موتوره با ملخ های ضد چرخش، ضریب P هر دو موتور لغو می شود. با این حال، اگر هر دو موتور در یک جهت بچرخند، یا اگر یکی از موتورها از کار بیفتد، عامل P باعث انحراف می شود. مانند هواپیماهای تک موتوره، این تأثیر در شرایطی که هواپیما در قدرت بالا است و زاویه حمله بالایی دارد (مانند صعود). موتور با تیغه های رو به پایین به سمت نوک بال، انحراف و غلتش بیشتری نسبت به موتور دیگر ایجاد می کند، زیرا گشتاور (بازوی) مرکز رانش موتور در اطراف مرکز ثقل هواپیما بیشتر است. بنابراین، موتور با تیغههای متحرک پایینتر به بدنه، «موتور بحرانی» خواهد بود، زیرا خرابی آن و اتکا به موتور دیگر مستلزم انحراف سکان قابلتوجهی بیشتر توسط خلبان برای حفظ پرواز مستقیم نسبت به موتور دیگر است. موتور از کار افتاده بود بنابراین فاکتور P تعیین می کند که کدام موتور موتور حیاتی است.برای اکثر هواپیماها (که دارای ملخ های چرخان جهت عقربه های ساعت هستند)، موتور سمت چپ موتور حیاتی است. برای هواپیماهایی با ملخ های ضد چرخش (یعنی در یک جهت نمی چرخند) گشتاورهای ضریب P برابر است و هر دو موتور به یک اندازه بحرانی در نظر گرفته می شوند.I hope I help you understand the question. Roham Hesami رهام حسامی ترم پنجم مهندسی هوافضا