1. بالاخره مسابقه کاربر برتر با جوایز ارزشمند برای فعالترین کاربران!
    هر ماه ربع سکه بهار آزادی و چندین فلش مموری به کاربران برتر به انتخاب شما!
    برای اطلاعات بیشتر حتما به انجمن مسابقات و جوایز سر بزنید.
    رد اعلامیه

آشنايي با ورودی هوای موتور

شروع موضوع توسط sparda در ‏29 ژوئیه 2012 در انجمن جنگ افزار

  1. sparda

    sparda مهمان

    f-14.jpg

    مقدمه

    در اين نوشتار ، بررسي ورودي هواي موتورهاي جت هواتنفسي در جنگنده ها از ديدگاه كارايي پروازي و نه تأثيرات آن بر بازتاب هاي راداي هواپيما مورد توجه قرار گرفته است.

    شكل و ابعاد ورودي هواي موتور تابع شرايط مختلفي مي باشد از جمله ميزان هواي ورودي مورد نياز موتور در واحد زمان(دبي هاي جرمي/حجمي) كه خود وابسته به نوع موتور است(به عنوان توربوجت يا توبوفن) به اين ترتيب ابعاد كلي مورد نياز براي ورودي هوا بدست مي آيد. حتي در رژيم هاي مختلف پرواز و در ارتفاعات مختلف ، ميزان دبي هواي ورودي مورد نياز ، متفاوت است كه براي نزديك شدن به حالت بهينه ، براي ورودي هوا ، صفحاتي با شكل هاي مختلف طراحي مي كنند تا با تغيير آن ، متناسب با شرايط ، كميت هاي مد نظر ، به حالت بهينه نزديك شود و اين البته تفاوت محسوسي در كارايي هواپيما ايجاد مي نمايد. به عنوان نمونه ، هواپيماهاي ميراژ 2000 و اف-16 ، دو جنگنده ي تقريباً همكلاس با ابعاد و اوزان نزديك به هم هستند و هر دو نيز تك موتوره ، اما ميراژ2000 به دليل استفاده از صفحات مذكور(به صورت نيم مخروطي ، چسبيده به بدنه) داراي بيشينه سرعت 2.2 ماخ مي باشد و اف-16 ، حدود 2 ماخ. هرچند اين صفحات و مكانيزم هاي مربوطه ، وزن و پيچيدگي اي را به طرح ، تحميل مي كنند كه باعث شده در جنگنده اي مدرن ، مانند اف-22 نيز از آنها صرف نظر شود.

    لازم به ذكر است ورودي هواي موتور در هواپيماهاي مسافربري و گونه هاي هم رده ي آنها ، فاقد پيچيدگي هاي خاص طراحي بوده و حتي به صورت نازك و تيز هم ساخته نمي شوند ، زيرا در سرعت هاي فروصوت ، ويژگي هاي ديناميكي سيال ، اين نياز را بوجود نمي آورد.

    طرح هاي اوليه
    دهانه ي ورودي هواي موتور انواع گوناگوني داشته كه هر يك با رژيم سرعتي و نوع و اندازه ي موتور تناسب دارد.


    در اوائل كار از نظر طراحان هواپيما ، ورودي هواي موتور ، تنها زائده اي روي بال و بدنه قلمداد مي شد كه مي بايست در حداقل اندازه طراحي شود. ورودي هوا كه در لبه ي حمله و ريشه ي بال هواپيماهايي مانند كامت و برخي هواپيماهاي جديدتر مانند MB-339 قرار داشتند ، به گونه اي طراحي شده بودند كه لايه ي مرزي جريان هواي روي بدنه ، به درون آنها مكيده نشود. اما طراحان ، اطلاعات دقيقي در مورد محدوديت هاي طبيعي اين گونه ي ورودي نداشتند. اين محدوديت ها عبارت بودند از توزيع نامناسب سرعت و افت كلي فشار در ورودي و يا حتي اثر سيكل ارتعاشي بدنه ، كه در تغيير فشار ورودي هواي جنگنده ي هانتر بسيار مشكل ساز بود. مسائل ديگري مانند اشباع دهانه ي ورودي و خفگي موتور ، پرواز در زاويه ي بالا ، حساسيت جريان هوا به شعاع لبه ي دهانه ي ورودي هوا ، سكته ي موتور بر اثر بلعيدن گازهاي حاصل از شليك گلوله و يا موشك ، احتمال پوشانيده شدن دهانه ي ورودي دوگانه توسط بدنه در حالات مانوري ، همگي در مراحل عملياتي و به تجربه شناخته شدند.


    در جنگنده ي اف-100 كه يكي از اولين جنگنده هاي مافوق صوت بود ، ورودي لوله اي ، با سطح مقطع بيضوي ، شكل بود ، كه لبه ي تيز ورودي ، اجازه ي عمليات در سرعت مافوق صوت را مي داد.



    با افزايش سرعت جنگنده ها به 2 ماخ ، طراحي ورودي هواي موتور ، كه مناسب چنين رژيم سرعتي باشد اهميت روزافزون يافت. ناگفته نماند ، كه وظيفه ي اصلي ورودي هوا ، كاهش سرعت جريان تا حدود 0.4 الي 0.5 ماخ ، در مقابل صفحه ي كمپرسور است ، بدون آنكه در فشار كل افت زيادي پديد آيد(حداكثر فشار استاتيكي بدون ايجاد حرارت). شايد دانستن اين واقعيت جالب باشد كه در سرع 2 ماخ ، فشار هوا در دهانه ي ورودي هوا ، بيش از فشار درون موتور است.


    تنها راه كاهش سرعت جريان مافوق صوت ، به كارگيري موج شوكي است ، كه بي ترديد كاهش فشار كلي را در پي خواهد داشت . به عنوان يك اصل كلي مي توان گفت ، كه هرچقدر سرعت جريان در بالا دست ورودي هوا و موج شوكي بيشتر باشد ، شوك قوي تر بوده و به همين ترتيب سرعت در پايين دست ورودي هوا كاهش بيشتري يافته و راندمان نيز افت بيشتري خواهد داشت. در صورت عدم استفاده از زبانه يا سطوح پيش فشار(Pre-CompressionSpike) در ورودي لوله اي و در سرعت مافوق صوت ، يك شوك عمودي بسيار قوي در دهانه به وجود مي آيد كه به طرز غيرقابل قبولي باعث افت راندمان تبديل فشار مي شود. راه جلوگيري از اين افت راندمان ، استفاده از سطوح پيش فشار و ايجاد چندين شوك ضعيف تر است. به اين ترتيب در سرعت 2 ماخ مي توان ، 27% كاهش راندمان فشار(سرانه ي فشار) در ورودي جت را به 9% رساند. اين روشي است كه در جنگنده ي ميگ-21 به كار رفته است.البته استفاده از تعداد بيشتري سطح ، هزينه و وزن كل سامانه و همچنين پسا در سرعتهاي مادون صوت را بالا مي برد.

    Copy of Image-.JPG f14-detail-airintake-01.gif f14intake.jpg f-15.jpg f-16.jpg F-100.JPG mig-15.jpg mig-21 (2).jpg mig-25.JPG mig-29 (1).JPG mig-29.jpg mirage-2000.jpg ojffol1p8561zz31c0.jpg
     

    فایل های ضمیمه:

    • mig-31.jpg
      mig-31.jpg


      اندازه فایل:
      23.9 کیلو بایت
      نمایش ها:
      2

    موضوعات مشابه

    Last edited by a moderator: ‏19 اکتبر 2013
XenForo Add-ons by Brivium ™ © 2012-2013 Brivium LLC.