Durma (akışkan dinamiği) - Stall (fluid dynamics)

Bir stall'da olduğu gibi, yüksek hücum açısıyla bir kanat profilinden ayrılan hava akımı .

Gelen sıvı dinamiği , bir durak azalmadır kaldırma katsayısı bir tarafından oluşturulan folyo olarak hücum açısı artar. Bu , folyonun kritik saldırı açısı aşıldığında meydana gelir. Kritik hücum açısı tipik olarak yaklaşık 15°'dir, ancak sıvı , folyo ve Reynolds sayısına bağlı olarak önemli ölçüde değişebilir .

Sabit kanatlı uçuştaki stall'lar genellikle, pilot kanadın hücum açısını arttırdığı ve kritik hücum açısını aştığı için ( düz uçuşta stall hızının altında yavaşlamadan dolayı olabilir) kaldırmada ani bir azalma olarak deneyimlenir . Stall, motor(lar)ın çalışmayı durdurduğu veya uçağın hareket etmeyi durdurduğu anlamına gelmez -etki, motorsuz bir planör uçakta bile aynıdır . Uçakta vektörlü itme , kayıp kanat kaldırmanın motor veya pervane itme kuvveti ile değiştirilmesiyle irtifa veya kontrollü uçuşun durdurulması için kullanılır , böylece post-stall teknolojisine yol açar.

Stall'lar en yaygın olarak havacılık ile bağlantılı olarak tartışıldığından , bu makalede stall'lar esas olarak uçaklarla, özellikle de sabit kanatlı uçaklarla ilgili olduğu için tartışılmaktadır . Burada tartışılan duraklama ilkeleri, diğer sıvılardaki folyolara da dönüşür.

Resmi tanımlama

Stall, aerodinamik ve havacılıkta, hücum açısı belirli bir noktadan sonra artarsa, kaldırma kuvvetinin azalmaya başladığı bir durumdur . Bunun meydana geldiği açıya kritik hücum açısı denir . Bu açı kanadın kanat profiline veya profiline, planformuna , en- boy oranına ve diğer faktörlere bağlıdır, ancak çoğu ses altı için tipik olarak gelen rüzgara ("göreceli rüzgar") göre 8 ila 20 derece aralığındadır. kanatlar. Kritik hücum açısı , maksimum kaldırma katsayısının meydana geldiği hücum açısı (Clαalpha) eğrisine karşı kaldırma katsayısı üzerindeki hücum açısıdır.

Durma, artan basınca karşı akan havanın neden olduğu akış ayrılmasından kaynaklanır. Whitford, her biri kendine özgü Cl~alpha özelliklerine sahip olan üç tip durak tanımlar: arka kenar, ön kenar ve ince kanat. Arka kenar stall için, ayrılma kanadın arka kenarına yakın küçük hücum açılarında başlarken, kanat üzerindeki akışın geri kalanı bağlı kalır. Hücum açısı arttıkça, akış ayrımı ileriye doğru hareket ettikçe kanadın üst kısmındaki ayrılmış bölgelerin boyutu artar ve bu, kanadın kaldırma yaratma kabiliyetini engeller. Bu, kaldırma maksimum değerine yaklaştıkça bir Claalpha eğrisi üzerindeki kaldırma eğimindeki azalma ile gösterilir. Ayrılan akış genellikle çarpmaya neden olur. Kritik hücum açısının ötesinde, ayrılmış akış o kadar baskındır ki hücum açısındaki ilave artışlar, kaldırmanın tepe değerinden düşmesine neden olur.

Piston motorlu ve erken jet nakliyeleri, durma öncesi açık büfe uyarısı ve göz ardı edilirse doğal bir iyileşme için düz bir burun damlası ile çok iyi durma davranışına sahipti. Turbo pervaneli motorların piyasaya sürülmesiyle birlikte gelen kanat geliştirmeleri, kabul edilemez durma davranışına neden oldu. Yüksek kaldırma kanatlarındaki öncü gelişmeler ve yeni nesil jet taşımacılığında arkaya monte motorların ve yüksek ayarlı arka kanatların tanıtılması da kabul edilemez stall davranışına neden oldu. Potansiyel olarak tehlikeli bir olay olan stall hızına kasıtsız olarak ulaşma olasılığı, 1965'te yaklaşık her 100.000 uçuşta bir olarak hesaplanmıştı; bu, genellikle stick shaker gibi uyarı cihazlarının ve otomatik olarak çalışan cihazların geliştirilmesinin maliyetini haklı çıkarmak için yeterliydi. çubuk iticiler gibi yeterli bir burun aşağı eğim sağlayın.

Kanatların ortalama hücum açısı, stall'ın ötesinde olduğunda, stall olmuş bir kanadın otorotasyonu olan bir spin gelişebilir. Bir dönüş, dengeli uçuştan yuvarlanma, yalpalama ve eğimde kalkışları takip eder. Örneğin, bir yuvarlanma, kanat açıkken doğal olarak sönümlenir, ancak kanatlar dururken sönümleme momenti, bir itme momenti ile değiştirilir.

Hücum açısı ile kaldırma değişimi

Bombeli bir kanat profilinde hücum açısı ve kaldırma arasındaki ilişkiye bir örnek. Kesin ilişki genellikle bir rüzgar tünelinde ölçülür ve kanat profili bölümüne bağlıdır. Bir uçak kanadının ilişkisi, planformuna ve en-boy oranına bağlıdır.

Grafik, en büyük kaldırma miktarının kritik hücum açısına ulaşıldığında üretildiğini göstermektedir (20. yüzyılın başlarında havacılığa "patlama noktası" deniyordu). Bu açı bu durumda 17.5 derecedir, ancak kanat profilinden kanat profiline değişir. Özellikle, aerodinamik olarak kalın kanat profilleri için (kalınlık kiriş oranları yaklaşık %10), kritik açı, aynı kamberin ince bir kanat profiline göre daha yüksektir . Simetrik kanat profilleri daha düşük kritik açılara sahiptir (ancak ters uçuşta da verimli çalışır). Grafik, hücum açısı kritik açıyı aştığında kanat profili tarafından üretilen kaldırma kuvvetinin azaldığını göstermektedir.

Bu tür bir grafikteki bilgiler, bir rüzgar tünelindeki kanat profili modeli kullanılarak toplanır . Normalde tam boyutlu makineler yerine uçak modelleri kullanıldığından, verilerin serbest uçuşta olduğu gibi aynı Reynolds sayısı rejiminde (veya ölçek hızında) alındığından emin olmak için özel dikkat gerekir . Yüksek hücum açılarında üst kanat yüzeyinden akışın ayrılması, düşük Reynolds sayılarında gerçek uçakların yüksek Reynolds sayılarına göre oldukça farklıdır. Özellikle yüksek Reynolds sayılarında, akış daha uzun süre kanat profiline bağlı kalma eğilimindedir, çünkü aerodinamik durmaya yol açan akış ayrılmasından sorumlu olan viskoz kuvvetlere göre atalet kuvvetleri baskındır. Bu nedenle, gerçek hayattaki benzerlerinin daha düşük hızlarda ve daha küçük ölçekli modellerinde gerçekleştirilen rüzgar tüneli sonuçları, genellikle aerodinamik durma saldırı açısını olduğundan fazla tahmin etme eğilimindedir. Yüksek basınçlı rüzgar tünelleri bu soruna bir çözümdür.

Genel olarak, kritik açının üzerinde bir hücum açısında bir uçağın sabit çalışması mümkün değildir, çünkü kritik açıyı geçtikten sonra kanattan kaldırma kaybı, uçağın burnunun düşmesine ve hücum açısının tekrar azalmasına neden olur. . Bu burun düşmesi, kontrol girişlerinden bağımsız olarak, pilotun uçağı gerçekten durdurduğunu gösterir.

Bu grafik, stall açısını gösterir, ancak pratikte çoğu pilot çalıştırma el kitabı (POH) veya genel uçuş kılavuzları, stall'ı hava hızı açısından tanımlar . Bunun nedeni, tüm uçakların bir hava hızı göstergesi ile donatılmış olması , ancak daha az uçağın bir saldırı açısı göstergesine sahip olmasıdır. Bir uçağın durma hızı, üretici tarafından çeşitli ağırlıklar ve kanat pozisyonları için yayınlanır (ve uçuş testi ile sertifikalandırma için gereklidir), ancak durma saldırı açısı yayınlanmaz.

Hız azaldıkça, kritik açıya ulaşılana kadar kaldırmayı sabit tutmak için hücum açısının artması gerekir. Bu açıya ulaşılan hava hızı, söz konusu konfigürasyonda uçağın (1g, hızlandırılmamış) durma hızıdır. Dağıtma kanatları / kaburgalar durak hız uçağı daha düşük bir hızda kapalı ve arazi almaya izin azalır.

Aerodinamik açıklama

Sabit kanatlı uçak

Bir sabit kanatlı uçaklar herhangi durak yapılabilir zift tutum veya banka açısı veya herhangi bir hava sürati de ancak kasıtlı durdurduklarını yaygın güvenli bir irtifada, unaccelerated durak hıza azaltarak uygulanmaktadır. Hızlandırılmamış (1g) stall hızı, farklı sabit kanatlı uçaklara göre değişir ve hız göstergesinde renk kodlarıyla gösterilir . Uçak bu hızda uçtuğu için, herhangi bir irtifa kaybını veya hava hızındaki artışı (yukarıda açıklanan stall açısına karşılık gelen) önlemek için hücum açısı arttırılmalıdır. Pilot, uçuş kontrollerinin daha az tepki verdiğini fark edecek ve ayrıca kanattan ayrılan türbülanslı havanın uçağın kuyruğuna çarpmasının bir sonucu olarak bir miktar sarsıntı fark edebilir.

Çoğu hafif uçakta , stall'a ulaşıldığında, uçak alçalmaya başlayacak (çünkü kanat artık uçağın ağırlığını destekleyecek kadar kaldırma kuvveti üretmiyor) ve burun aşağı inecektir. Stall'dan kurtarma, kanat üzerindeki düzgün hava akışı yeniden sağlanana kadar hücum açısını azaltmak ve hava hızını artırmak için uçağın burnunun indirilmesini içerir. İyileşme tamamlandıktan sonra normal uçuşa devam edilebilir. Manevra normalde oldukça güvenlidir ve doğru şekilde kullanılırsa irtifada sadece küçük bir kayba neden olur (20–30 m/50–100 ft). Pilotların uçağı tanıması, kaçınması ve uçağın durmasından kurtulması için öğretilir ve uygulanır. Amerika Birleşik Devletleri'nde sertifikasyon için bir stall sırasında ve sonrasında bir uçağı kontrol etme yetkinliğini göstermek için bir pilot gereklidir ve bu, pilotlar için tanıdık olmayan bir uçak tipinin kullanımını öğrenirken rutin bir manevradır. Bir stall'ın tek tehlikeli yönü, toparlanma için irtifa eksikliğidir.

Medya oynat

Yeni başlayan spin ve kurtarma

Uçağın kendi yalpalama ekseni etrafında da döndüğü özel bir asimetrik stall şekline spin denir . Bir uçak stall olduğunda ve ona asimetrik bir yalpalama momenti uygulandığında bir dönüş meydana gelebilir. Bu yalpalama momenti aerodinamik (yan kayma açısı, dümen, kanatçıklardan ters yalpalama), itme ile ilgili (p-faktörü, çok motorlu, merkez hattı olmayan itme uçağında bir motor çalışmıyor) veya şiddetli türbülans gibi daha az olası kaynaklardan olabilir. . Net etki, bir kanadın diğerinden önce durması ve uçağın dönerken hızla alçalması ve bazı uçakların doğru pilot kontrol girdileri (yaw'ı durdurması gereken) ve yükleme olmadan bu durumdan kurtulamamasıdır. Balistik paraşüt kurtarma sistemi , zor (veya imkansız) stall-spin kurtarma sorununa yeni bir çözüm sunar .

En yaygın stall-spin senaryoları, bu manevralar sırasında yetersiz hava hızı nedeniyle kalkışta ( kalkış stall) ve iniş sırasında (üsten son dönüşe) meydana gelir. Pilot, düşük hızda düşük güç ayarından yüksek güç ayarına geçişten kaynaklanan trim dışı duruma uygun şekilde tepki vermezse, pas geçme manevrası sırasında da durur. Kanat yüzeyleri buz veya don ile kirlendiğinde, daha pürüzlü bir yüzey ve buz birikimi nedeniyle daha ağır uçak gövdesi oluştuğunda, durma hızı artar .

Stall'lar yalnızca düşük hava hızında değil, kanatlar kritik hücum açısını aştığında herhangi bir hızda meydana gelir. Kontrol sütununu geri hareket ettirerek 1g'de hücum açısını artırmaya çalışmak, normalde uçağın tırmanmasına neden olur. Bununla birlikte, uçaklar, örneğin dik dönüşlerde veya bir dalıştan çıkarken olduğu gibi, genellikle daha yüksek g-kuvvetleri ile karşılaşırlar. Bu durumlarda, kanatlar, istenen yönde hızlanmak için gerekli kuvveti (kaldırmadan elde edilen) oluşturmak için zaten daha yüksek bir hücum açısında çalışmaktadır. Kontrolleri geri çekerek g-yüklemesinin daha da arttırılması, uçak yüksek hızda uçuyor olsa bile stall açısının aşılmasına neden olabilir. Bu "yüksek hızlı tezgahlar", 1g tezgahlarla aynı çarpma özelliklerini üretir ve ayrıca herhangi bir yalpalama varsa bir dönüşü başlatabilir.

özellikleri

Farklı uçak tiplerinin farklı durma özellikleri vardır, ancak bunların yalnızca kendi Uçuşa Elverişlilik yetkilerini tatmin edecek kadar iyi olmaları gerekir. Örneğin, Kısa Belfast ağır yük gemisi, Kraliyet Hava Kuvvetleri tarafından kabul edilebilir bir marjinal burun düşüşüne sahipti . Uçaklar bir sivil operatöre satıldığında, sivil gereklilikleri karşılamak için bir stik itici ile donatılması gerekiyordu. Bazı uçaklar, doğal olarak, gerekenin çok ötesinde çok iyi davranışlara sahip olabilir. Örneğin, birinci nesil jet nakliyeleri, durakta kusursuz bir burun damlasına sahip olarak tarif edilmiştir. Bir kanattaki kaldırma kaybı, durma kurtarma sırasında da dahil olmak üzere, yuvarlanma yaklaşık 20 dereceyi geçmediği veya dönüş uçuşunda yuvarlanma 90 derece yatış derecesini geçmediği sürece kabul edilebilir. Ön-stall uyarısının ardından burun düşmesi ve sınırlı kanat düşmesi doğal olarak mevcut değilse veya bir Uçuşa Elverişlilik Otoritesi tarafından kabul edilemez derecede marjinal olarak kabul edilirse, stall davranışı, uçak gövdesi modifikasyonları veya bir çubuk sallayıcı ve itici gibi cihazlarla yeterince iyi hale getirilmelidir. Bunlar "Uyarı ve güvenlik cihazları" bölümünde açıklanmıştır.

Durma hızları

Hızlı bir uçağın uçuş zarfı . Sol kenar, durma hızı eğrisidir.

Hava hızı göstergesi genellikle stall koşullarını dolaylı olarak tahmin etmek için kullanılır.

Stall'lar, hava hızına değil, yalnızca hücum açısına bağlıdır . Bununla birlikte, bir uçak ne kadar yavaş uçarsa, uçağın ağırlığına eşit kaldırma kuvveti üretmek için ihtiyaç duyduğu hücum açısı o kadar büyük olur. Hız daha da azaldıkça, bir noktada bu açı kritik (stall) hücum açısına eşit olacaktır . Bu hıza "durma hızı" denir. Stall hızında uçan bir uçak tırmanamaz ve stall hızının altında uçan bir uçak alçalmayı durduramaz. Bunu, önce hava hızını artırmadan, hücum açısını artırarak yapmaya yönelik herhangi bir girişim, stall ile sonuçlanacaktır.

Gerçek stall hızı, uçağın ağırlığına, yüksekliğine, konfigürasyonuna ve dikey ve yanal ivmeye bağlı olarak değişecektir. Hız tanımları değişiklik gösterir ve şunları içerir:

V _S : Durma hızı: Uçağın, stall'ı tanımladığı kabul edilen nitelikleri sergilediği hız.
V _S0 : İniş konfigürasyonunda stall hızı veya minimum sabit uçuş hızı. En uzun iniş kanadı ayarında sıfır itme durma hızı.
V _S1 : Belirli bir konfigürasyonda elde edilen stall hızı veya minimum sabit uçuş hızı. Belirtilen kanat ayarında sıfır itme durma hızı.

Bir hava hızı göstergesi, bir uçuş-testi için, aşağıdaki işaretlere sahip olabilir: beyaz bir yay alt V gösterir _S0 yeşil yay alt V gösterir iken, yüksek ağırlığı _S1 yüksek ağırlıkta iken başladık. Bir uçağın V _S hızı tasarım gereği hesaplanırken, V _S0 ve V _S1 hızları uçuş testi ile deneysel olarak gösterilmelidir.

Hızlandırılmış ve dönüşlü uçuşta

Giderek artan yatış açısı ile koordineli bir dönüş sırasında meydana gelen dönüş uçuş stall'ını gösteren örnek.

Yukarıdaki V _S değerleri ile belirtilen normal stall hızı, her zaman, yük faktörünün 1g'ye eşit olduğu düz ve düz uçuşa atıfta bulunur . Ancak, uçak dönüyorsa veya bir dalıştan yukarı çekiyorsa, dikey veya yanal ivmeyi sağlamak için ek kaldırma gerekir ve bu nedenle stall hızı daha yüksektir. Hızlandırılmış bir durak, bu koşullar altında meydana gelen bir duraktır.

Bir de eğimli viraj , asansör gerekli eşittir ağırlık uçakları artı sağlamak için ekstra asansör merkezcil kuvvet dönüşü gerçekleştirmek için gerekli:

{\görüntüleme stili L=nW}

nerede:

{\görüntüleme stili L}

= kaldırma

{\görüntüleme stili n}

= yük faktörü (bir sırayla 1'den büyük)

{\görüntüleme stili W}

= uçağın ağırlığı

Ekstra kaldırmayı elde etmek için, kaldırma katsayısı ve dolayısıyla hücum açısı, aynı hızda düz ve düz uçuşta olacağından daha yüksek olmalıdır. Bu nedenle, stall'ın her zaman aynı kritik hücum açısında meydana geldiği göz önüne alındığında, yük faktörünü artırarak (örneğin dönüşü sıkılaştırarak) kritik açıya daha yüksek bir hava hızında ulaşılacaktır:

V_{\text{st}}=V_{\text{s}}{\sqrt {n}}

nerede:

V_{\metin{st}}

= durak hızı

V_{\metin{s}}

= düz, düz uçuşta uçağın durma hızı

{\görüntüleme stili n}

= yük faktörü

Aşağıdaki tablo, yatış açısı ile yük faktörünün karekökü arasındaki ilişkiye bazı örnekler vermektedir . ve arasındaki trigonometrik ilişkiden ( sekant ) türetilir . ${\görüntüleme stili L}$ ${\görüntüleme stili W}$

Banka açısı	${\sqrt {n}}$
30°	1.07
45°	1.19
60°	1.41

Örneğin yatış açısı 45° olan bir dönüşte V _st , V _{s '} den %19 daha yüksektir .

Göre Federal Uçuş Yönetimi (FAA) terminoloji, örneğin yukarıda adlandırılan bir göstermektedir dönüm uçuş durak terimi ise, hızlandırılmış bir belirtmek için kullanılır hızlandırılmış dönüm durak , hava hızı, belirli bir süre kısalır döner bir uçuş durak olarak verilmiş olup, oran.

Hızlandırılmış stall'lar, motor torkuna tepki olarak yuvarlanma eğiliminde olan güçlü pervaneli uçaklarda da bir risk oluşturur . Böyle bir uçak düz ve düz uçuşta stall hızına yakın uçarken, tam gücün ani uygulanması uçağı döndürebilir ve dönüş uçuşunda hızlandırılmış bir stall'a neden olan aynı aerodinamik koşulları yaratabilir. Bu yuvarlanma eğilimini gösteren bir uçak Mitsubishi MU-2'dir ; Bu uçağın pilotları, düşük irtifa ve düşük hava hızında güçte ani ve şiddetli artışlardan kaçınmak için eğitilmiştir, çünkü bu koşullar altında hızlandırılmış bir stall'dan güvenli bir şekilde kurtulmak çok zordur.

Alçak irtifa dönüş uçuş duraklarını içeren bir hava kazasının dikkate değer bir örneği, 1994 Fairchild Hava Kuvvetleri Üssü B-52 kazasıdır .

Türler

Dinamik durak

Dinamik stall, kanat profilleri hücum açısını hızla değiştirdiğinde ortaya çıkan, doğrusal olmayan, kararsız bir aerodinamik etkidir. Hızlı değişim , aerofoilin ön kenarından güçlü bir girdap dökülmesine ve kanadın üzerinde geriye doğru hareket etmesine neden olabilir . Yüksek hızlı hava akışlarını içeren girdap, kanat tarafından üretilen kaldırma kuvvetini kısaca arttırır. Ancak arka kenarın arkasından geçer geçmez, kaldırma kuvveti önemli ölçüde azalır ve kanat normal stall'dadır.

Dinamik stall, en çok helikopterler ve kanat çırpma ile ilişkili bir etkidir, ancak rüzgar türbinlerinde ve şiddetli hava akımı nedeniyle de meydana gelir. İleri uçuş sırasında, bir helikopter kanadının bazı bölgeleri, (pala hareketinin yönüne kıyasla) tersine dönen ve dolayısıyla hızla değişen hücum açılarını içeren akışa maruz kalabilir. Bombus arısı gibi böceklerin kanatları gibi salınan (çırpınan) kanatlar, salınımların uçuş hızına kıyasla hızlı olması ve kanat açısının hava akış yönüne kıyasla hızla değişmesi koşuluyla, kaldırma üretimi için neredeyse tamamen dinamik duraklamaya güvenebilir. .

Yüksek hücum açısına ve üç boyutlu akışa maruz kalan kanat profillerinde durma gecikmesi meydana gelebilir . Bir kanat profili üzerindeki hücum açısı hızla arttığında, akış, sabit durum koşullarında elde edilebilecek olandan önemli ölçüde daha yüksek bir hücum açısı ile esasen kanat profiline bağlı kalacaktır. Sonuç olarak, durma anlık olarak geciktirilir ve kararlı durum maksimumundan önemli ölçüde daha yüksek bir kaldırma katsayısı elde edilir. Etkisi ilk olarak pervanelerde fark edildi .

Derin durak

NASA tarafından 1983'te Mojave Çölü üzerinde derin durak araştırması için kullanılan bir Schweizer SGS 1-36 .

Bir derin kabini (ya da süper-durak ), bazı etkiler durak tehlikeli bir türü olan hava desenleri, bir ile özellikle jet uçak T kuyruğu konfigürasyonu ve motor arka monte edilebilir. Bu tasarımlarda, durmuş bir ana kanadın türbülanslı izdüşümü, nasel-pilon izdüşümleri ve gövdeden uyanma, yatay dengeleyiciyi "battaniye" ile kaldırarak asansörleri etkisiz hale getirir ve uçağın stall'dan çıkmasını engeller. Taylor, jet uçaklarının aksine, T-kuyruk pervaneli uçakların, pervane yıkamasından kanat kökü üzerindeki artan hava akışı nedeniyle, stall uçuş testi sırasında genellikle bir stall kurtarma sistemi gerektirmediğini belirtir. Ayrıca, soruna önemli ölçüde katkıda bulunabilecek arkaya monte edilmiş motor boşluklarına da sahip değiller. A400M derin durak durumunda bazı uçuş testleri için dikey kuyruk güçlendirici ile takıldı.

Trubshaw , kanat ve nasel uyanmaları tarafından yunuslama kontrol etkinliğinin azaldığı hücum açılarına nüfuz eden derin stall için geniş bir tanım verir . Ayrıca derin durmayı, kurtarmanın imkansız olduğu kilitli bir durumla ilişkilendiren bir tanım verir. Bu, belirli bir uçak konfigürasyonu için yunuslama momentinin, yani bir trim noktasının olmadığı tek bir değerdir . ${\metin stili \alfa }$ ${\metin stili \alfa }$

Hem yukarıda tanımlandığı gibi derin durma aralığı hem de kilitli trim noktası için tipik değerler, Schaufele tarafından Douglas DC-9 Series 10 için verilmiştir. Bu değerler, erken bir tasarım için rüzgar tüneli testlerinden alınmıştır. Nihai tasarımda kilitli bir trim noktası yoktu, bu nedenle sertifikasyon kurallarını karşılamak için gerektiği gibi derin durma bölgesinden kurtarma mümkün oldu. 'G' kırılmasında başlayan normal durma (dikey yük faktörünün ani düşüşü ) 18 derecede , derin durma yaklaşık 30 derecede başladı ve kilitli kurtarılamayan trim noktası 47 derecedeydi. ${\metin stili \alfa }$

Derin stall kilitli durum için çok yüksek , normal stall'ın çok ötesinde meydana gelir, ancak uçak normal stall'ın ötesinde kararsız olduğundan ve onu durdurmak için acil müdahale gerektirdiğinden çok hızlı bir şekilde elde edilebilir. Kaldırma kaybı, normal stall'daki düşük ileri hız ile birlikte, uçağa çok az veya hiç dönüş olmadan yüksek bir düşüş sağlayan yüksek çöküş oranlarına neden olur . BAC 1-11 G-ASHG, kilitli derin stall durumunu önlemek için tip değiştirilmeden önce stall uçuş testleri sırasında, dakikada 10.000 fitin (50 m/sn) üzerinde bir hızla alçaldı ve sadece hareket halindeyken düz bir konumda yere çarptı İlk çarpışmadan sonra 70 fit (20 m) ileri. Kanat izinin kuyruğu nasıl kapladığını gösteren çizimler, eğer derin bir duraklamanın yüksek bir vücut açısı gerektirdiğini ima ederse yanıltıcı olabilir. Taylor ve Ray, çok yüksek negatif uçuş yolu açılarıyla, normal stall sırasında olduğundan bile daha az, derin stall'daki uçak tutumunun nasıl nispeten düz olduğunu gösteriyor. ${\metin stili \alfa }$ ${\metin stili \alfa }$

Derin stall'a benzer etkilerin, terim ortaya çıkmadan önce bazı uçak tasarımlarında meydana geldiği biliniyordu. Bir prototip Gloster Javelin ( seri WD808 ), 11 Haziran 1953'te "kilitli" bir durakta bir kazada kayboldu. Ancak Waterton, düzeltme kuyruk düzleminin kurtarma için yanlış bir yol olduğunun tespit edildiğini belirtiyor. Yeni bir kanadı değerlendirmek için düşük hızda yol tutuş testleri yapılıyordu. Handley Page Victor XL159 , 23 Mart 1962'de "kararlı bir durak" nedeniyle kaybedildi. Test, durak yaklaşımı, iniş konfigürasyonu, G kıç C'si ile sabit düşüş ön kenarını temizliyordu. Arka mürettebatın kaçışını engellemiş olabileceğinden, fren paraşütü havalanmamıştı.

"Derin durak" adı, ilk olarak 22 Ekim 1963'te BAC 1-11 G-ASHG prototipinin mürettebatını öldüren çarpışmasından sonra yaygın olarak kullanılmaya başlandı . Bu , pilotu yaklaşan bir stall konusunda net bir şekilde uyarmak için bir stick shaker'ın (aşağıya bakınız) takılması da dahil olmak üzere uçakta değişikliklere yol açtı . Çubuk çalkalayıcılar artık ticari uçakların standart bir parçasıdır. Yine de sorun kazalara yol açmaya devam ediyor; 3 Haziran 1966'da bir Hawker Siddeley Trident (G-ARPY), derin bir duraklama nedeniyle kayboldu ; 18 Haziran 1972'de mürettebatın koşulları fark etmemesi ve durak kurtarma sistemini devre dışı bırakması sonucu , "Staines Felaketi" olarak bilinen başka bir Trident ( British European Airways Flight 548 G-ARPI ) kazasının derin stall'a neden olduğundan şüpheleniliyor. . 3 Nisan 1980'de, Canadair Challenger iş jetinin bir prototipi, başlangıçta 17.000 fit yükseklikten derin bir duraklamaya girdikten ve her iki motoru da alev aldıktan sonra düştü. Patinaj önleyici paraşütü yerleştirdikten sonra derin duraktan kurtuldu, ancak şutu fırlatamayınca veya motorları yeniden çalıştıramayınca düştü. Test pilotlarından biri zamanında uçaktan kaçamadı ve öldü. 26 Temmuz 1993'te, bir Canadair CRJ-100 , derin bir stall nedeniyle uçuş testinde kayboldu. Bir Boeing 727'nin bir uçuş testinde derin bir stall'a girdiği bildirildi , ancak pilot, burun nihayet düşene ve normal kontrol yanıtı alınana kadar uçağı giderek daha yüksek yatış açılarına sallayabildi. 1 Aralık 1974'te bir 727 kazası da derin bir duraklamaya bağlandı. West Caribbean Airways Flight 708'in 2005'teki kazası da derin bir duraklamaya bağlandı.

Uçak yeterince hızlı alçalıyorsa, görünüşte normal yunuslama durumlarında derin stall meydana gelebilir. Hava akışı aşağıdan geliyor, bu nedenle hücum açısı arttırılıyor. Air France Flight 447'nin kazasının nedenleri üzerine yapılan ilk spekülasyonlar, neredeyse düz bir konumda (15 derece) 35 derece veya daha fazla bir hücum açısıyla alçaldığı için kurtarılamaz bir derin stall'ı suçladı. Bununla birlikte, uçağa gerçekte ne olduğuna dair tüm kafa karışıklığı arasında burnu tutan pilotlar tarafından durdurulmuş bir süzülmede tutuldu.

Canard tarafından yapılandırılmış uçaklar da derin bir stall'a girme riski altındadır. İki Velocity uçağı, kilitli derin tezgahlar nedeniyle düştü. Testler , dıştan takmalı kanada ön kenar manşetlerinin eklenmesinin uçağın derin bir stall'a girmesini engellediğini ortaya koydu . Piper Advanced Technologies PAT-1, N15PT, başka bir canard konfigürasyonlu uçak da derin bir stall nedeniyle bir kazada düştü. NASA Langley Araştırma Merkezi'ndeki tasarımın rüzgar tüneli testi, derin bir duraklamaya karşı savunmasız olduğunu gösterdi.

1980'lerin başında, NASA'nın kontrollü derin duraklı uçuş programı için bir Schweizer SGS 1-36 planör değiştirildi .

İpucu durak

Kanat süpürme ve sivrilme, kanadın ucunda kökten önce durmaya neden olur. Gövde boyunca süpürülmüş bir kanadın konumu, uçağın ağırlık merkezinin (cg) oldukça ilerisindeki kanat kökünden kaldırmanın, cg'nin oldukça kıç tarafında, kanat ucu ile dengelenmesi gerektiği şekilde olmalıdır. ilk önce uçağın dengesi bozulur ve tehlikeli burun eğimine neden olur . Süpürülmüş kanatlar, erken uç durmasının neden olduğu yükselmeyi önleyen özellikler içermelidir.

Süpürülmüş bir kanat, dış panellerinde iç kanattakinden daha yüksek bir kaldırma katsayısına sahiptir, bu da onların önce maksimum kaldırma kapasitelerine ulaşmalarına ve önce stall olmalarına neden olur. Bu, süpürülmüş/konik kanatlarla ilişkili aşağı doğru yıkama deseninden kaynaklanır. Uç durmasını geciktirmek için , hücum açısını azaltmak için dıştan takmalı motor kanadına yıkama verilir . Kök, uçtan önce durduğundan emin olmak için uygun bir ön kenar ve kanat profili bölümü ile değiştirilebilir. Bununla birlikte, stall insidansının ötesine alındığında, iç kanatta meydana gelen ilk ayrılmaya rağmen, uçlar hala iç kanattan önce tamamen stall hale gelebilir. Bu, stall'dan sonra yükselmeye ve süper-stol özelliklerine sahip uçaklarda bir süper-stall'a girişe neden olur. Sınır tabakasının yayılma yönündeki akışı, süpürülmüş kanatlarda da mevcuttur ve uç durmasına neden olur. Dıştan takmalı motordan akan sınır tabakası havasının miktarı, çit, çentik, testere dişi veya hücum kenarının arkasında bir dizi girdap üreteci gibi önde gelen bir cihazla girdaplar oluşturularak azaltılabilir.

Uyarı ve güvenlik cihazları

Sabit kanatlı uçaklar, stall'ı önlemek veya geciktirmek veya daha az (veya bazı durumlarda daha fazla) şiddetli hale getirmek veya kurtarmayı kolaylaştırmak için cihazlarla donatılabilir.

Bir aerodinamik büküm aşağı doğru bükülmüş kanat ucuna yakın ön kenar ile kanada dahil edilebilir. Buna arınma denir ve kanat kökünün kanat ucundan önce durmasına neden olur . Bu, duraklamayı yumuşak ve ilerici yapar. Stall, kanatçıkların bulunduğu kanat uçlarında geciktiği için , stall başladığında devrilme kontrolü korunur.
Bir durak şeridi bir kanadın ön kenarına bağlandıklarında, kanat üzerinde başka bir yere tercih için buradan başlamak durak teşvik eden bir küçük, keskin kenarlı bir cihazdır. Kanat köküne yakın takılırsa, duraklamayı yumuşak ve ilerici yapar; kanat ucunun yakınına takılırsa, uçağın stall olurken bir kanadı düşürmesini teşvik eder.
Bir durak çiti , kanat boyunca ilerleyen ayrı akışı durdurmak için kiriş yönünde düz bir plakadır.
Vorteks jeneratörleri , sınır tabakasını geçerek serbest akışa doğruçıkıntı yapan hücum kenarına yakın kanadın üstüne yerleştirilen küçük metal veya plastik şeritler. Adından da anlaşılacağı gibi, serbest akışlı hava akışını sınır tabakası akışıyla karıştırarak sınır tabakasına enerji vererek girdaplar oluştururlar, buda sınır tabakasındaki momentumu arttırır. Sınır tabakasının momentumunu artırarak, hava akımının ayrılması ve sonuçta ortaya çıkan durma geciktirilebilir.
Bir anti-durak çember a, ön kenar uzantısı bir oluşturur girdap durak erteleme kanat üst yüzeyinde.
Bir çubuk itici , pilotun bir uçağı durdurmasını önleyen mekanik bir cihazdır. Stall'a yaklaştıkça asansör kontrolünü ileri doğru iterek hücum açısında bir azalmaya neden olur. Genel anlamda, bir çubuk itici, durak tanımlama cihazı veya durak tanımlama sistemi olarak bilinir .
Bir sopa çalkalayıcı durak başlangıcının uyarmak için pilotun kontrollerini sallar mekanik bir cihazdır.
Bir durak uyarı , bir ses, elektronik ya da mekanik bir aygıttır sesli uyarı durak hızı yaklaşılır olarak. Uçakların çoğu, pilotu yaklaşan bir stall konusunda uyaran bu cihazın bir formunu içerir. En basit bu cihaz olup durak uyarı boynuz bir birinden oluşur, basınç sensörü veya bir harekete hareket edebilen bir metal plakaya anahtarını ve buna yanıt olarak sesli bir uyarı üretir.
Bir açı bölgesinin atak gösterge ışığı uçak için, "AlphaSystemsAOA" ve hemen hemen özdeş bir " kaldırma durum göstergesi ", her iki basınç farkı araçlar olduğu bir anlık ve sürekli okuma ile durak ve / veya hücum açısı üzerindeki ekran marjı. General Technics CYA-100, manyetik olarak bağlanmış bir kanat aracılığıyla gerçek hücum açısını gösterir. Bir AOA göstergesi, bir uçağa etki eden birçok değişkenden bağımsız olarak, yavaş hız zarfı boyunca mevcut kaldırma miktarının görsel bir görüntüsünü sağlar. Bu gösterge hız, hücum açısı ve rüzgar koşullarındaki değişikliklere anında tepki verir ve uçak ağırlığını, irtifasını ve sıcaklığını otomatik olarak telafi eder.
Bir saldırı açısı sınırlayıcı veya bir "alfa" sınırlayıcı, pilot girdisinin uçağın durma açısının üzerine çıkmasına neden olmasını otomatik olarak önleyen bir uçuş bilgisayarıdır. Bazı alfa sınırlayıcılar pilot tarafından devre dışı bırakılabilir.

Durma uyarı sistemleri, genellikle, özel bir saldırı açısı sensörü dahil etmek için geniş bir sensör ve sistem yelpazesinden gelen girdileri içerir.

Stall ve hücum açısı (AOA) problarının tıkanması, hasarı veya çalışmaması, stall uyarısının güvenilmezliğine ve stick itici, aşırı hız uyarısı, otopilot ve sapma damperinin arızalanmasına neden olabilir.

Pitch kontrolü için bir arka kuyruk yerine ileri bir kanard kullanılıyorsa, kanard, hava akışını kanattan biraz daha büyük bir hücum açısıyla karşılamak üzere tasarlanmıştır. Bu nedenle, uçağın eğimi anormal bir şekilde arttığında, genellikle ilk önce kanard durur, burnun düşmesine neden olur ve böylece kanadın kritik AOA'sına ulaşmasını engeller. Böylece ana kanadın tekleme riski büyük ölçüde azaltılır. Ancak, ana kanat stop ederse, canard daha derinden stall olduğu ve hücum açısı hızla arttığı için toparlanma zorlaşır.

Kıç kuyruğu kullanılıyorsa, kanat kuyruktan önce duracak şekilde tasarlanmıştır. Bu durumda, daha fazla toplam kaldırma üretmek için kanat daha yüksek kaldırma katsayısında (stol'a daha yakın) uçabilir.

Çoğu askeri savaş uçağı, pilotun aletleri arasında, pilotun, uçağın durma noktasına ne kadar yakın olduğunu tam olarak bilmesini sağlayan bir saldırı açısı göstergesine sahiptir. Modern uçak enstrümantasyonu ayrıca hücum açısını da ölçebilir, ancak bu bilgi doğrudan pilot ekranında gösterilmeyebilir, bunun yerine bir stall uyarı göstergesi kullanabilir veya uçuş bilgisayarına performans bilgisi verebilir (uçuş teli sistemleri için).

Durağın ötesinde uçuş

Bir kanat stop ettikçe kanatçık etkinliği azalır, bu da uçağın kontrolünü zorlaştırır ve savrulma riskini artırır. Stall sonrası, stall açısının ötesinde sabit uçuş (kaldırma katsayısının en büyük olduğu yerde), kanatçıkların etkinlik kaybını değiştirmek için alternatif kontrollerin yanı sıra kaldırmayı değiştirmek için motor itişini gerektirir. Yüksek güçlü uçaklar için, stall açısının ötesindeki kaldırma kaybı (ve sürüklenmedeki artış), kontrolü sürdürmekten daha az sorun teşkil eder. Bazı uçaklar, stall sonrası dönmeye (örn . F-4 ) veya bir flat-spin'e (örn. F-14 ) girmeye duyarlı olabilir . Ötesi durak Kontrol reaksiyonu kontrol sistemleri (örneğin, ile temin edilebilir , NF-104A ), vektörel itme ve aynı zamanda, bir haddeleme stabilator (veya taileron). Çok yüksek hücum açılarında uçuşlarla geliştirilmiş manevra kabiliyeti, F-22 Raptor gibi askeri savaşçılar için taktiksel bir avantaj sağlayabilir . 90–120°'de kısa süreli stall'lar (örneğin Pugachev'in Kobrası) bazen hava gösterilerinde gerçekleştirilir. Sürekli uçuşta şimdiye kadar gösterilen en yüksek hücum açısı , Dryden Uçuş Araştırma Merkezi'ndeki X-31'de 70 dereceydi . Sürekli duraklama sonrası uçuş, bir tür süper manevra kabiliyetidir .

spoiler

Uçuş eğitimi, uçak testi ve akrobasi dışında , stall genellikle istenmeyen bir olaydır. Spoiler (bazen asansör damperleri olarak da adlandırılır), ancak, bir uçağın kanadının bir kısmı üzerinde, oluşturduğu kaldırmayı azaltmak, sürtünmeyi artırmak ve uçağın kazanç elde etmeden daha hızlı alçalmasını sağlamak için dikkatlice kontrol edilen bir akış ayrımı oluşturmak için kasıtlı olarak yerleştirilen cihazlardır. hız. Spoiler ayrıca, yuvarlanma kontrolünü geliştirmek için asimetrik olarak (yalnızca bir kanat) dağıtılır. Spoiler, daha iyi frenleme eylemi için uçağın tekerlekleri üzerindeki ağırlığını artırmak için iptal edilen kalkışlarda ve inişte ana tekerlek temasından sonra da kullanılabilir.

İtkiyi artırarak veya azaltarak inişi kontrol edebilen motorlu uçakların aksine, planörlerin alçalma oranını artırmak için sürtünmeyi artırması gerekir. Yüksek performanslı planörlerde, iniş yaklaşımını kontrol etmek için spoyler dağıtımı yaygın olarak kullanılır.

Spoiler, spoylerin bulunduğu kanadın kaldırmasını azalttığı için "kaldırma düşürücüler" olarak da düşünülebilir. Örneğin, komuta edilmeyen bir sola yuvarlanma, sağ kanat spoylerini (veya büyük uçak kanatlarında bulunan spoylerden yalnızca birkaçını) kaldırarak tersine çevrilebilir. Bu, düşen kanattaki kaldırmayı artırma ihtiyacından kaçınma avantajına sahiptir (bu, kanadı durma noktasına yaklaştırabilir).

Tarih

Alman havacı Otto Lilienthal , 1896'da bir duraklama sonucu uçarken öldü. Wilbur Wright ilk kez 1901'de ikinci planörünü uçururken duraklarla karşılaştı. Lilienthal'in kazasının ve Wilbur'un deneyiminin farkındalığı, Wright Kardeşleri uçaklarını " canard " konfigürasyonunda tasarlamaya motive etti . Bu, iddiaya göre tezgahlardan kurtarmayı daha kolay ve daha nazik hale getirdi. Tasarımın, kardeşlerin hayatını bir kereden fazla kurtardığı iddia ediliyor. Bununla birlikte, dikkatli bir tasarım olmadan canard konfigürasyonları, aslında bir duraklamayı kurtarılamaz hale getirebilir.

Uçak mühendisi Juan de la Cierva , " Autogiro " projesinde , stall edemeyeceğini ve bu nedenle uçaklardan daha güvenli olacağını umduğu döner kanatlı bir uçak geliştirmek için çalıştı . Ortaya çıkan " otojiro " uçağı geliştirirken , helikopteri mümkün kılan birçok mühendislik problemini çözdü .

Ayrıca bakınız

Nesne

Önemli kazalar

Notlar

Referanslar

USAF ve NATO Raporu RTO-TR-015 AC/323/(HFM-015)/TP-1 (2001
Anderson, JD, Aerodinamik Tarihi (1997). Cambridge Üniversitesi Yayınları. ISBN 0-521-66955-3
Uçakla Uçma El Kitabında Bölüm 4, "Yavaş Uçuş, Durma ve Dönmeler" . (FAA H-8083-3A)
LJ Clancy (1975), Aerodinamik , Pitman Publishing Limited, Londra. ISBN 0-273-01120-0
Stengel, R. (2004), Flight Dynamics , Princeton University Press, ISBN 0-691-11407-2
AOA ve Kaldırma Rezervi Göstergeleri hakkında bilgi için Alpha Systems AOA Web Sitesi [1]
4239-01 Saldırı Açısı (AoA) Sensör Özellikleri [2]
Uçak uçan El Kitabı. Federal Havacılık İdaresi ISBN 1-60239-003-7 Yayın. Skyhorse Yayıncılık A.Ş.
Federal Havacılık İdaresi (25 Eylül 2000), Stall and Spin Farkındalık Eğitimi , AC No: 61-67C
Prof. Dr. Mustafa Çavcar, "Durma Hızı" [3]

Languages

In other projects