دنیای فناوری

با پیشرفت تکنولوژی هلیکوپتر ها نیز بسان هواپیما ها پرواز خواهند کرد

220

 

شکست آمریکا در عملیات طبس به سال ۱۹۸۰ و انهدام ۳ فروند هلیکوپتر آنها ، وجهه نظامی ابرقدرت ها را خدشه دار کرد این امر بر حکومت وقت آمریکا گران آمد و کمیته ای از متخصصان ، مامور بررس ماموریت شدند کمیته مذکور پس از ماه ها مطالعه و تحقیق ، دو عامل اصلی را موجب ناکارآمدی این ماموریت دانست : سرعت کم هلیکوپترهای مدرن آن روز و ارتفاع کم پرواز همین دو مولفه باعث شد تا طرح V-22 موسوم به TiltRotor با سرعت بیشتر و با شکل آیرودینامیکی مطلوب تر وارد چرخه ساخت و تولید شود اکنون قرار است علاوه بر هلیکوپترهای فعلی ، صدها فروند تیلت روتور پیشرفته ، طی دو دهه آینده وارد ناوگان نظامی آمریکا شوند و به تدریج جای هلیکوپترهای معمولی را بگیرد در ادامه نواقص هلیکوپترهای معمولی را مورد بررسی قرار می دهیم که چرا در ارتفاع کم پرواز می کند و سرعت پایینی دارند 

قیمت لپ تاپ ایسوس آموزش برنامه نویسی قیمت گلکسی نوت ۸

یک هلیکوپتر معمولی ، دارای پروانه ای بزرگ است که در داخل کابین توسط دو اهرم جداگانه کنترل می شود یکی اهرم فرمان و دیگری اهرم تغییر زاویه گام کلی که به ترتیب در دست راست و چپ خلبان جای می گیرند برای عمود بلند شدن از زمین ، خلبان اهرم تغییر زاویه کام کلی را بالا می کشد تا زاویه حمله تمام تیغه های پروانه بزرگ افزایش یابد اهرم گازی هم مثل گاز موتور سیکلت در دست چپ قرار می گیرد و ضامن هم دارد تا در نقط ای ثابت بماند 

Chinook-460x276

با تغییر زاویه گام ( حمله ) تیغه ها ، خلبان باید به اندازه کافی گاز بدهد تا تیغه ها به وضعیت واماندگی نیفتد با زیاد شدن زاویه حمله و گاز ، بر اساس قانون برنولی ، هر یک از تیغه های پروانه ، نیروی برآ یا بالابرنده تولید می کند نیروی برآ تولید شده توسط تمام تیغه های پروانه ، در مجموع بر نیروی وزن هلیکوپتر غلب کرده و بدین ترتیب ، وسیله از زمین کنده می شود

پروانه دم (سکان عمودی یا فن عقب) ، عکس العمل نیروی چرخشی پروانه بزرگ را خنثی می کند زیرا پروانه بزرگ در جهت عقربه های ساعت می چرخد بر اساس قانون سوم نیتون هر عملی را عکس العملی است مساوی و در خلاف جهت ، از این رو عکس العمل چرخش پروانه بزرگ در جهت عقربه های ساعت ، چرخش بدنه هلیکوپتر در خلاف جهت عقربه های ساعت خواهد بود با استقرار پروانه ها در عقب می توان این عکس العمل را خنثی کرد

v22

برای جلو رفتن هلیکوپتر ، خلبان اهرم فرمان را را به جلو حرکت می دهد در حقیقت در هر جهتی که اهرم فرمان حرکت داده شود هلیکوپتر در همان سمت حرکت می کند فرض کنید خلبان اهرم فرمان را به سمت جلو حرکت دهد تمامی صفحه چرخش پروانه بزرگ و کل نیروی برآ به جلو منحرف شده و برآیند نیروی بالابرنده تیغه ها ، به دو مولفه تقسیم می گردد : یکی مولفه عمودی که نیروی بالا برنده یا ارتفاع هلیکوپتر را حفظ می کند و دیگری نیروی که به سمت جلو تجزیه می شود و هلیکوپتر را به جلو رهنمون می سازد

بنابراین ملاحضه می کنید که پروانه بزرگ هلیکوپتر الان دو حرکت دارد : یکی حرکت چرخشی به دور خود و دیگری حرکت به جلو ، یعنی سرعت دوارانی و سرعت به جلو سرعت دورانی لحظه ای در طول تیغه ها یکسان نیست ، زیرا در مرکز دوران ، سرعت دورانی کمتر شده و هر چه به نوک تیغه ها نزدیک تر شویم سرعت لحظه ای بیشتر می شود و همین امر مشکل ساز است گرچه هر تیغه را از ریشه به طرف نوک می تابانند تا سرعت دورانی تقریبا یکسان شود ، ولی باز اختلاف سرعت بین مرکز و نوک پره ها وجود دارد

از طرفی گفته شد که در حرکت به جلو هلیکوپتر ، پروانه بزرگ دو سرعت دارد (دورانی و به جلو) این دو سرعت با هم جمع شده و کل سرعت نوک پره ها را افزایش می دهد اگر هلیکوپتر معمولی با سرعت زیاد پرواز کند نوک پره ها به سرعت صوت می رسد و در اثر نیروی مقاوم حاصله ، پروانه بزرگ کند می شود ، تکه تکه و در اثر حرارات زیاد سوخته و دود می شود بنابراین هلیکوپتر از نقطه نظر سرعت محدودیت دارند به طوری که حداکثر سرعت انواع پیشرفته امروزی با پروانه های بزرگ نسبتا کوچک تر ، بین ۳۰۰ تا ۳۲۰ کیلومتر بر ساعت است

از سوی دیگر بر اساس فرمول نیرو برآ می بینیم که نیروی بالابرنده یا ارتفاع پروازی به مجذور سرعت بستگی دارد پس ، از آنجا که سرعت هلیکوپتر ها نسبت به هواپیما های ملخ دار و جت کمتر است از این رو نمی توانند بلند پرواز باشند و باید در ارتفاع کم پرواز کنند لذا هر پدیده جوی مثل توفان ، توفان شن ، هوای ابری و بارانی ، می تواند روی کارایی آنها تاثیر بگذارد

kamov_ka50_hokum

تیلت روتور پیشرفته ، اولین ناگان هواپیمایی عمود پرواز آمریکا را تشکیل خواهد داد لقب آنها VTOL یا Vertical Takeoff and Landing است تیلت روتور مذکور ، از روی تیلت روتور V-22 الگو برداری شده که نمونه اصلی آن در ۲۳ مارس ۱۹۸۹ اولین آزمایش پروازی خود را که همان بلند شدن و نشستن عمودی بود انجام داد تیلت روتورها ف کلا دارای دو موتور جت ملخ دار هستند که در نوک بال ها تعبیه می شوند و می توانند حول محور عرضی خود بالا و پایین بروند آنها در حالت پرواز قرار می گیرند در کل هواپیماهایی که به ملخ مجهز هستند حداکثر سرعتشان ۷۰۰ کیلومتر یعنی دو برابر هلیکوپتر معمولی بوده و با توجه به فرمول نیروی برآ واضح است که در ارتفاع بالاتری می توانند پرواز کنند

منبع : Nasa

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.