Бастау - Unstart - Wikipedia

Шлирен ағынының визуализациясы Mach 2-де осимметриялық қабылдаудың басталуын көрсету. Сол жақта айқын басталмаған соққы құрылымы, оң жақта қабылдау бастады.

Жылы дыбыстан жоғары аэродинамика, бастау дыбыстан жоғары ауа ағынының жалпы күшпен бұзылуын білдіреді. Құбылыс болған кезде пайда болады жаппай ағын жылдамдығы канал ішінде айтарлықтай өзгереді. Басталудан аулақ болу - қозғалтқыштың ауа қабылдағыштарын (АҚШ кірістері) жобалаудағы басты мақсат дыбыстан тез ұшатын авиация ол M2.2 + жылдамдықтарындағы круиз.

Этимология

Термин ерте пайда болған кезде пайда болды дыбыстан жоғары жел туннельдері. Дыбыстан жоғары жел туннелін «іске қосу» - бұл ауа дыбыстан жоғары жылдамдыққа айналу процесі; бастау жел туннелінің кері процесі.[1] The соққы толқындары басталу немесе басталу процесінде дамитын элементтерді бейнелеуге болады шлиерен немесе көлеңке оптикалық әдістер.

Әуе қозғалтқышының қабылдауында

Дыбыстан жоғары ұшу аппараттарына арналған кейбір ауа қабылдағыштардың құрылымын дыбыстан жоғары жылдамдықпен өтетін туннельдермен салыстыруға болады және ұшуды болдырмау үшін мұқият талдауды қажет етеді.[2] Дыбыстан жоғары жылдамдықта (әдетте арасында) Мах 2-ден 3-ке дейін), ішкі сығымдағы сорғыштар ауа қабылдайтын жазықтықтан төмен дыбыстан жоғары ағынмен жүруге арналған. Егер сорғышты түсіру жазықтығы бойынша масса ағыны қозғалтқыштағы ағынның төменгі ағысымен сәйкес келмесе, қабылдау тоқтатыла бастайды. Бұл қабылдауды қайта бастағанға дейін күшті, уақытша бақылауды жоғалтуы мүмкін.[3]

Аз ғана ұшақ, көптеген ракеталық моторлы зымырандар болғанымен, қабылдау арнасының ішінде дыбыстан тез қысылатын снарядтармен ұшқан. Аралас-компрессиялық қабылдағыштар деп аталатын бұл су қабылдағыштардың Mach 2.2 және одан жоғары жылдамдықта круиз жасайтын ұшақтар үшін артықшылықтары бар.[4] Дыбыстан жоғары ұшу қондырғыларының көпшілігі ауаны сыртынан қысады, сондықтан іске қосылуға болмайды және демек, бастау режимі болмайды. Аралас сығымдау қондырғылары сыртынан бастапқы дыбыстан жоғары қысуға, ал қалған бөлігі канал ішінде болады. Мысал ретінде B-70 валкири сыртқы қысу коэффициенті (cr) M3-те 3,5 және ішкі cr-да 6,6 болды,[5] содан кейін дыбыстық диффузия. The Lockheed SR-71 Blackbird және XB-70 валкири жақсы жарияланды[6][7] бастауыш мінез-құлық. Ішкі қысумен ұшқан басқа ұшақтарға мыналар жатады F-8 крест жорығы III, the SSM-N-9 Regulus II қанатты зымыран[8] және B-1 Lancer.[9]

Ішінара ішкі қысу қарастырылды Конкорде (Дыбыстан жоғары авиациялық авиация комитеті, 1959 жылы, SST-ке Mach 2.2-де круиз жасауды ұсынды[10]), бірақ «соққы жүйесінің тұрақтылығы үшін сыртқы конфигурация таңдалды, оның басталу режимі болған жоқ».[11] Ішкі қысу бар болғанымен, қалыпты соққымен шектелген, рампаның шекара қабаты қан ағу ішіндегі ойыққа жергілікті,[12] қабылдау аэродинамикалық тұрғыдан өзін-өзі өтейтін болды, ешқандай қиындықсыз із қалдырды[13]. Дамуының басында B-1 Lancer оның аралас сыртқы / ішкі соруы сыртқыға ауыстырылды, техникалық жағынан қауіпсіз, бірақ круиздік жылдамдықта шамалы ымырамен.[14] Кейіннен оның күрделілігін, салмағын және құнын төмендетуге арналған тұрақты қабылдаулары болды.[15]

1940 жылдардағы жұмыс, мысалы, Осватиц,[16] Дыбыстан жоғары диффузор деп аталатын арна ішіндегі дыбыстан жоғары қысу M2-3 кезінде сыртқы қысумен алынатын қысымның қалпына келуін арттыру үшін қажет болатындығын көрсетті. Ұшу жылдамдығы дыбыстан тез өсетіндіктен, соққы жүйесі бастапқыда сыртқы болып табылады. SR-71 үшін бұл шамамен M1.6-дан M1.8 дейін болды[17] және X2-70 үшін М2.[18] Қабылдау тоқтатылмаған деп айтылады. Жылдамдықтың одан әрі жоғарылауы жұлдыруда жазықтық соққысы бар арна ішінде дыбыстан жоғары жылдамдықты тудырады. Қабылдау басталды деп айтылады. Жоғары немесе төмен ағындар, мысалы, екпінді / атмосфералық температура градиенттері және қозғалтқыштың ауа ағыны өзгеруі, әдейі де, байқаусызда да (қатты көтерілуден), соққыны лезде шығаруға әкеледі. Бастапқы деп аталатын соққыны шығару барлық дыбыстан жоғары қысуды сырттан бір жазықтықтағы соққы арқылы жүзеге асырады. Құбырдың ішіндегі дыбыстан жоғары қысудың көп бөлігі ең тиімді конфигурациядан секунт ішінде өзгерді, қысымның қалпына келуіндегі үлкен шығынмен көрсетілгендей, ең төменгі тиімдіге дейін, M3 ұшу жылдамдығында шамамен 80% -дан 20% -ға дейін. .[19] Әуе кемесін басқарудың уақытша жоғалтуымен бірге қысымның төмендеуі және қысымның төмендеуі байқалады.

Арнаның қысымының үлкен жоғалтуымен басталмайтындығымен шатастыруға болмайды, бұл арнаның балға соққысынан пайда болатын артық қысымы.[20]Қозғалтқыштың қабылдау жылдамдығынан төмен жылдамдықтарда немесе сыртқы сығымдау қондырғылары бар әуе кемелерінде, қозғалтқыштың кернеуі немесе компрессорлық дүңгіршек балға соққы беруі мүмкін. Қабылдаудың басталу жылдамдығынан жоғары, стартерлер қабылдау жүйелерінің дизайнының күрделілігіне байланысты тоқтап қалуы мүмкін[21]. Хаммершоктар қабылдауларға зиян келтірді. Мысалы, Солтүстік Америка F-107 жоғары жылдамдықпен ұшу кезінде қозғалтқыштың ауытқуы болды, ол қабылдау рампаларын бүктеді. The Конкорде, ұшу тестілеу кезінде екі қозғалтқыш күшейтілгеннен кейін бір ракеткаға айтарлықтай зақым келді.[22]

Қасақана

SR-71-де басталу пайда болған кезде, басталмаған бөренеден өте үлкен сүйреу қатты жылжу / иіс тудырды. Ұшақ автоматты түрде қайта іске қосылу рәсіміне ие болды, ол басқа қабылдауды тоқтату арқылы қарсыласуды теңестірді. Бұл қабылдаудың алдындағы соққы толқынын басып алу үшін, шипті алға қарай алға жылжытқан өзіндік үлкен күші болды.[23]

Болдырмау

М3 жылдамдығын төмендету қозғалтқыштың ауа ағынының азаюымен қабылдауды тоқтата алатын итергішті азайтуды талап етті. SR-71 төмен түсу процедурасы қозғалтқыш ағыны азая бастаған кезде айналма ағынды пайдалану үшін айналма ағындарды қолданды.

XB-70-тегі қысымды азайтуға дроссельмен таңдалған бос күйде де қозғалтқыштың ағынының 100% айн / мин тұрақты күйінде ұстау арқылы қол жеткізілді. Бұл «айн / мин құлыптау» деген атпен белгілі болды және саптама аймағын ұлғайту арқылы қысым қысқарды. Компрессордың жылдамдығы ұшақ M1.5 дейін баяулағанша сақталды.[7]

Теориялық негіз

Неғұрлым теориялық анықтаманы қолдана отырып, бастауыш болып табылады дыбыстан жоғары тұншығу құбылысы, ағынның төменгі ағыннан гөрі жоғары ағыны бар арналарда пайда болады. Тұрақсыз ағын пайда болады, өйткені масса ағынының сәйкес келмеуі оның ағысына қарсы біртіндеп тарала алмайды дыбыстық емес ағын. Керісінше, дыбыстан жоғары ағынмен сәйкессіздік «қалыпты» немесе терминалды соққы толқынының артында жүзеге асады, бұл кенеттен газ ағынының дыбыстан төмендеуіне әкеледі. Алынған қалыпты соққы толқыны ағынның сәйкес келмеуі тепе-теңдікке жеткенше тиімді акустикалық жылдамдықпен жоғары бағытта таралады.

Іске қосуды тұжырымдаудың басқа тәсілдері бар, олар пайдалы болуы мүмкін. Unstart-ті төмендету тұрғысынан ойлауға болады тоқырау қысымы дыбыстан жоғары жылдамдықты каналдың ішінде; мұнымен ағыстағы тоқырау қысымы төменгі ағынға қарағанда жоғары. Unstart сонымен қатар дыбыстан жоғары жылдамдықтағы түтіктердегі тамақ мөлшерінің азаюының нәтижесі болып табылады. Бұл кіре беріс диффузияға қарағанда үлкенірек. Тамақтың мөлшерінің өзгеруі бұқаралық ағынның азаюын тудырады, бұл басталмайтындығын анықтайды.[24]

Басталмайтын тұншығу реакциясы а түзеді соққы толқыны каналдың ішінде.

Соққы немесе тұрақсыздық

Белгілі бір жағдайларда соққы толқыны алдындағы немесе ішіндегі толқын тұрақсыз болып, жоғары және төменгі ағымда тербеліс жасайды. Бұл құбылыс ретінде белгілі шу.[25] Төмен импульс сұйықтығымен немесе шекара қабатымен әрекеттесетін күшті соққы толқындары тұрақсыз болып, шуыл тудырады. Бұзушылықтар себеп болуы мүмкін құрылымдық динамика - тиісті маржалар дизайнға енгізілмеген болса, бұзылғандық.

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ Лиепманн, Х.В. & Рошко, А. (1957). «Арналар мен жел туннельдеріндегі ағын». Гасдинамиканың элементтері. Джон Вили. ISBN  978-0-471-53460-0.
  2. ^ «Кірісті белсенді басқару». www.grc.nasa.gov.
  3. ^ Барнс, ТД. «Blackbird Unstart by CIA A-12 Project Frank Murray». roadrunnersinternationale.com.
  4. ^ Гари Л.Коул; Джордж Х.Нейнер; Майлз О. Дастин. «YF-12 кірісінің ішкі ауа ағынының бұзылуына жауап беретін және басқарусыз жел туннелін бағалау» (PDF). Льюис ғылыми-зерттеу орталығы. б. 157. Алынған 26 маусым 2017.
  5. ^ B-70 Aircraft Study Final Report IV том SD 72-SH-0003 сәуір 1972 ж., LJTaube, Space Division, Солтүстік Америка Рокуэлл, б. IV-8
  6. ^ «SR-71 ішкі оқиғаны ашты, Ричард Х. Грэм, 1996, Зенит Пресс, ISBN  978-0-7603-0122-7, 56-60 бет
  7. ^ а б «Valkyrie» Jenkins & Landis 2004, Special Press, ISBN  1-58007-072-8, 136-137,144 беттер
  8. ^ «Jet Propulsion for Aerospace Applications» Second Edition, Hesse & Mumford 1964, Pitman Publishing Corporation, Конгресс Кітапханасы Каталог нөмірі: 64-18757, p.124-125
  9. ^ «Дизайн үшін әуе жекпе-жегі» Рэй Уитфорд 1987 ж., Jane's Publishing company Limited, ISBN  0 7106 0426 2, б.132
  10. ^ Evolution Of Airliner «Ray Whitford 2007, The Crowood Press, ISBN  978 1 86126 870 9, б.172
  11. ^ «Дыбыстан жылдам шығатын әуе кемесі үшін ауа сорғышты жобалау және әзірлеу» Rettie & Lewis, Aircraft Journal, 5 том, 1968 ж. Желтоқсан - № 6, б.514
  12. ^ «Қабылдау аэродинамикасы» 1999 жылғы екінші басылым, Седдон және Голдсмит, AIAA Education Series, ISBN  0-632-04963-4, б.299
  13. ^ «конкорде | 1969 | 0419 | Ұшу мұрағаты». Flightglobal.com. 1967 ж. Алынған 2017-06-26.
  14. ^ «1974 | 2118 | Ұшу мұрағаты». Flightglobal.com. Алынған 2017-06-26.
  15. ^ «Дизайн үшін әуе жекпе-жегі» Рэй Уитфорд 1987 ж., Jane's Publishing company Limited, ISBN  0 7106 0426 2, б.119
  16. ^ Kl. Осватич. «Жоғары дыбыстан жоғары жылдамдықтағы реакциялық итермелейтін ракеталар үшін қысымды қалпына келтіру» (PDF). НАСА. Алынған 2017-06-26.
  17. ^ «Flying SR-71 Blackbird» полковнигі Ричард Х. Грэм, USAF (Retd.) 2008, Zenith Press, ISBN  978-0-7603-3239-9, б.170
  18. ^ «Әуе кемесінің аэродинамикасы бойынша конференция» (PDF). Ұлттық аэронавтика және ғарыш басқармасы. Мамыр 1966. 191 бет, 2 сурет. Алынған 26 маусым 2017.
  19. ^ Дж. Томас Андерсон (19 тамыз 2013). «Дыбыстан жоғары кірістер қалай жұмыс істейді» (PDF). Lockheed Martin корпорациясы. Ұшақ қозғалтқыштарының тарихи қоғамы. б. 22-сурет. Архивтелген түпнұсқа (PDF) 2016 жылғы 9 мамырда. Алынған 26 маусым 2017.
  20. ^ Хэмстр, Джеффри В.; McCallum, Brent N. (26 маусым 2017). «Тактикалық авиация аэродинамикалық интеграция». Аэроғарыштық инженерия энциклопедиясы. John Wiley & Sons, Ltd. дои:10.1002 / 9780470686652.eae490. ISBN  9780470754405.
  21. ^ Митчелл, Гленн А .; Сандерс, Бобби В. (маусым 1970). «Mach 2.5 кірісінің тұрақты жұмыс ауқымын арттыру». NTRS. НАСА. Алынған 28 сәуір 2018.
  22. ^ «Конкорд дизайнерінің өмірі Мах-2-ге саяхат» Тед Талбот 2013, The History Press, ISBN  978 0 7524 8928 5. Табақ 17-19
  23. ^ «Flying the SR-71 Blackbird» полковник Ричард Х. Грэм, USAF (Retd.) 2008, Zenith Press, ISBN  978-0-7603-3239-9, б.141
  24. ^ Андерсон, Джон Д. (2009). Аэродинамика негіздері (5-ші басылым). McGraw-Hill. ISBN  978-0-07-339810-5.
  25. ^ Седдон, Джон (1985). Қабылдау аэродинамикасы. Кент, Ұлыбритания: Коллинздің кәсіби және техникалық кітаптары. б. 268. ISBN  978-0-930403-03-4.