Ұшқыш қасиеттер - Flying qualities

Ұшқыш қасиеттер ғылымындағы үш негізгі режимнің бірі болып табылады ұшу сынағы, оған өнімділік пен жүйелер кіреді.[1] Ұшу қасиеттері ұшақтың тұрақтылығы мен басқару сипаттамаларын зерттеу мен бағалауды қамтиды. Олар ұшудың қауіпсіздігіне және тұрақты ұшуда және маневр жасауда ұшақты басқарудың қарапайымдылығына маңызды әсер етеді.

Тұрақтылықпен байланыс

Ұшу қасиеттерінің тәртібін түсіну үшін тұрақтылық ұғымын түсіну керек. Тұрақтылықты көлік құралы кесілген кезде ғана анықтауға болады; яғни көлік құралында оның тұрақты ұшудан ауытқуы үшін теңдестірілген күштер немесе сәттер болмайды. Егер бұл жағдай болса, және егер көлік құралы бұзылса, тұрақтылық дегеніміз көлік құралының кесілген күйге оралу тенденциясы. Егер көлік құралы бастапқыда кесілген күйге оралуға бейім болса, ол статикалық тұрақты деп аталады. Егер ол кесілген күйге шамадан тыс түспей жақындай берсе, қозғалыс шөгу деп аталады. Егер қозғалыс көліктің кесілген күйін өзгертуге мәжбүр етсе, ол алға-артқа ауытқуы мүмкін. Егер бұл тербеліс сөнсе, қозғалыс демпферлік тербеліс деп аталады және көлік құралы динамикалық тұрақты деп аталады. Екінші жағынан, егер қозғалыс амплитудасында өссе, көлік құралы динамикалық тұрақсыз деп аталады.

Ұшақтардың тұрақтылық теориясын Г. Х. Брайан жасаған Англия 1904 ж.. Бұл теория мәні бойынша қазіргі кезде авиациялық студенттерге үйретілген теорияға тең келеді және Брайан теорияны жасаған уақытта ағайынды Райттардың алғашқы ұшуы туралы тіпті естімегенін ескере отырып, керемет интеллектуалды жетістік болды. Теорияның күрделенуіне және оны қолдануда қажет болатын есептеулерге байланысты оны ұшақ дизайнерлері сирек қолданды. Сәтті ұшу үшін ұшқышсыз ұшақтар динамикалық тұрақты болғаны анық. Ағайынды Райттар басқарған ұшақ және одан кейін ұшқан ұшақтардың көпшілігі тұрақты болған жоқ, бірақ сынақ пен қателік негізінде дизайнерлер бірнеше ұшақ жасап шығарды, олар қанағаттанарлық ұшу сапаларына ие болды. Көптеген басқа ұшақтарда ұшу сапалары нашар болды, бұл кейде апатқа әкеліп соқтырды.

Ұстау сапалары - бұл ұшқыштың ұшу тапсырмасын орындаудың жеңілдігі мен дәлдігін басқаратын ұшу машинасының сипаттамалары.[2] Оған адам-машина интерфейсі кіреді. Автокөлік құралдарында ұшу сапасына белгілі бір факторлардың әсер ету тәсілі ондаған жылдар бойы зерттелген,[3] және екі қанатты ұшақтың ұшу сапаларына арналған эталондық стандарттар[4] және роторлы ұшақтар[5] әзірленді және қазір жалпы қолданыста. Бұл стандарттар берілген көлік құралының типі мен ұшу тапсырмасымен жұмыс істеудің жақсы сапаларын қамтамасыз ететін динамиканың және басқарудың дизайн кеңістігінің жиынтығын анықтайды.

Тарихи даму

Брайан ұшақтардың тұрақтылық сипаттамаларын бойлық және бүйірлік топтарға сәйкес қозғалыс режимдері деп аталатын қозғалыстармен бөлуге болатындығын көрсетті. Бұл қозғалыс режимдері апериодты болды, яғни ұшақ қысқарған жағдайға жақындағанын немесе ауытқитынын білдіреді немесе тербелмелі, яғни ұшақ трим жағдайында тербеледі. Бұзылғаннан кейін статикалық тұрақты ұшақтың бойлық режимдері ұзақ мерзімді тербелістен тұрады. фугоид тербеліс, әдетте секундтық периодымен сағатына мильдегі ауа жылдамдығының төрттен бір бөлігі және периоды бірнеше секунд болатын қысқа мерзімді тербеліс. Бүйірлік қозғалыста үш қозғалыс режимі болған: дивергенция немесе шөгу болуы мүмкін спираль режимі деп аталатын апериодтық режим, шиыршықтың шөгуі деп аталатын қатты демпирленген апериодтық режим және қысқа мерзімді тербеліс, әдетте нашар демпирленген, голланд ролл режимі деп аталады. .

Кейбір алғашқы ұшақ дизайнерлері динамикалық тұрақты ұшақтарды жасауға тырысты, бірақ тұрақтылыққа қойылатын талаптар қанағаттанарлық ұшу сапаларына қайшы келетіні анықталды. Сонымен қатар, дизайнерге ұшудың қанағаттанарлық сапаларын қамтамасыз ету үшін қандай сипаттамаларды қосу керек екендігі туралы ақпарат жоқ.

1930 жылдарға қарай ұшақтар динамикалық тұрғыдан тұрақты болуы керек деген жалпы сезім пайда болды, бірақ кейбір авиациялық инженерлер тұрақтылық пен ұшу сапаларына қойылатын талаптар арасындағы қайшылықты тани бастады. Осы сұрақты шешу үшін Дуглас авиакомпаниясында DC-4, төрт қозғалтқышты ірі көлік ұшағы бойынша кеңесші болып жұмыс істеген Эдвард Уорнер АҚШ-та алғашқы талаптарды жазып, бірқатар талаптар қойды қанағаттанарлық ұшу сапалары үшін. Доктор Уорнер, негізгі комитет мүшесі NACA, сондай-ақ ұсынылған талаптарға сәйкес ұшақтың ұшу қасиеттерін анықтау үшін ұшуды зерттеуді сұрады. Бұл зерттеу жүргізілді Хартли А.Суле Лэнгли. Атауы бар Ұшақтардың ұшу сапаларын алдын ала тергеу, Soulé баяндамасында ұсынылған талаптарды қайта қарау қажет болатын бірнеше бағыттар көрсетіліп, ұшақтардың басқа түрлеріне көп зерттеулер жүргізу қажеттілігі көрсетілді.[6] Нәтижесінде бағдарлама басталды Роберт Р. Гилрут бірге Мельвин Н. Гоф бас сынақшы-ұшқыш ретінде.

Ұшу қасиеттерін бағалау

Гилрут қолданатын ұшу сапаларына қойылатын талаптарды зерттеу әдістемесі бірінші кезекте басқару шамалары мен күштері, ұшақтардың бұрыштық жылдамдықтары, сызықтық үдеулер, ауа жылдамдығы және биіктік сияқты шамаларды тіркейтін құралдарды орнатқан. Содан кейін тәжірибелі сынақшы-ұшқыш белгілі бір ұшу жағдайлары мен маневрлерін басқарды. Ұшудан кейін деректер жазбалардан көшіріліп алынды және нәтижелер ұшқыштардың пікірімен байланысты болды. Бұл тәсіл әдеттегідей болып саналатын еді, бірақ бұл Гилруттың ерекше қосқан үлесі болды, ол Ланглиде бұрыннан бар болған ұшуды тіркеуге арналған құралдардың және салыстырмалы жағдайда сынақтар үшін қол жетімді әр түрлі ұшақтардың мүмкіндігін пайдаланды.

Айналу немесе тартылу кезіндегі ұшу қасиеттерін өлшеудің маңызды шегі - басқару бірлігіне немесе дөңгелекке басқару күшінің ұшу бағытына қалыпты үдеу мәнімен g бірлікте көрсетілген өзгеруі. Бұл шаманы әдетте бір г-ға келетін күш деп атайды.

Ғарыш аппараттарына қатысты

Қазіргі кезде NASA әзірлеп жатқан ғарыш кемесінің жаңа буыны ғарыштық шаттлды ауыстырып, ғарышкерлерді Айға оралуы бірнеше миссия тапсырмаларын қолмен басқару мүмкіндігіне ие болады, ал ұшқыштардың бұл тапсырмаларды орындаудағы жеңілдігі мен дәлдігі маңызды әсер етеді. өнімділік, миссиялық тәуекел және оқу шығындары. Қазіргі кезде басқарылатын ғарыш аппараттарының ұшу сапасына қатысты эталондық стандарттар жоқ.

Сондай-ақ қараңыз

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ Гамель, Питер (2017). Ұшақтағы тренажерлар және сыммен ұшу / жарық демонстранттары: Халықаралық аэронавигациялық зерттеулердің тарихи есебі. https://www.springer.com/gp/book/9783319539966: Springer. б. 2018-04-21 121 2. ISBN  978-3-319-53996-6.CS1 maint: орналасқан жері (сілтеме)
  2. ^ Купер, Г.Е. және Харпер, Р.П., «Әуе кемелерімен жұмыс істеу сапасын бағалауда ұшқыш рейтингісін қолдану», NASA TN D-5153, 1969 ж. сәуір
  3. ^ Гилрут, Р.Р., «Ұшақтардың қанағаттанарлық ұшу сапаларына қойылатын талаптар», NACA TR 755, 1943
  4. ^ «Әскери стандарт, басқарылатын ұшақтардың ұшу сапалары», MIL-STD-1797, наурыз 1987 ж.
  5. ^ Аэронавигациялық жобалау стандарты, өнімділік спецификасы: Әскери рототехникаға қойылатын сапаға қойылатын талаптар «, ADS-33, мамыр 1996 ж.
  6. ^ Малкольм Дж. Абзуг, Э. Евгений Ларраби (2002). Ұшақтың тұрақтылығы мен басқаруы: авиацияны мүмкін еткен технологиялар тарихы. Кембридж университетінің баспасы. ISBN  978-0-521-80992-4.CS1 maint: авторлар параметрін қолданады (сілтеме)

Сыртқы сілтемелер