בעד ונגד איזון סטטי להגאי ''מונובלוק'' [ארכיון]

צפייה בגרסה מלאה : בעד ונגד איזון סטטי להגאי ''מונובלוק''

MCMF

07-01-2010, 09:41:12

לכל החברים שלום.

קיים בלבול מסויים לגבי ה-''צורך'' לאזן מייצבים שהם משטחי היגוי כמו המייצבים ב- MIG-29, F-15

ואחרים.

מה דעתכם?

ליאור זהבי

09-01-2010, 22:05:38

אף אחד שאני מכיר (חוץ ממך) לא טורח לעשות זאת ועד כה הכל עובד כראוי.

הבהרה: אין מדובר בהמלצה לא לאזן, אלא בציון עובדות מהשטח.

MCMF

10-01-2010, 10:35:10

שוב.

זהו נושא לדיון תאורטי ואין לו קשר למה שאתה או מישהו עושה.ואם הכל לפי ''הבנתך'' עובד כראוי.

דומה הדבר לתגובתך לשאלה בשרשור הדן במערכות ה-2.4 וההבדלים ביניהם.

יום טוב.

MCMF

10-01-2010, 10:44:14

ברצוני להבהיר...
השאלה כאן פונה למהנדסים שבינכם המוכנים להעשיר אותנו במעט.

MCMF

10-01-2010, 11:06:59

מעט מידע לגבי איזון סטטי של משטחי היגוי ''מונובלוק''.

הדבר מיועד למנוע ''פלאטר'' או פירפור במהירויות גבוהות....יש כאלה ש''ימנעו'' את המצב עלידי התקנה של סרבו חזק שיתמוך במייצב אך במשך הזמן אם יש למשטח נטיה לפירפור יתפתח חופש בחיבורי מוטות הסחב דחף לאזני ההיגוי של המייצב ואז אותו מפעיל הגאים לא יוכל להתמודד עם הפירפור וההגה יכשל. לאלו מבינכם שמטיסים את הEUROSPORT של COMPOSIT-ARF ראו הערה הנוגעת לעינין בעת הרכבת ה-קנארדים בטיסן.

השאלה הקיימת לעיתים האם ''לאזן'' או לא בקיטים של היצרנים ה-סינים למיניהם והאם ניתן עלידי חישוב ''פשוט'' לענות על השאלה.

קורן בן אשר

10-01-2010, 12:46:01

באופן כללי ישנו תנאי הכרחי לפרפור הגאים (שהוא להערכתי המוד הנפוץ ביותר בטיסנים): מרכז הכובד של ההגה צריך להיות מאחורי הציר, ולא משנה אם מדובר בציר מונובלוק או ציר רגיל. לכן כדי למנוע פרפור כל שנדרש הוא להזיז את מרכז הכובד קדימה לפני הציר. במקרה של ציר משוך קדימה או אחורה הפרשנות של "לפני הציר" היא : בניצב לציר ומלפניו.

כל זאת במסגרת הדיון התיאורטי, שכן אין לי שום מושג מעשי בג'טים "קטנים".

MCMF

10-01-2010, 13:27:38

חבר קהילה יקר.

האם אתה חותר לאן שהוא או ששוב הנך ''מא/עיר'' לא לענין.

בכל מקרה ולפנים משורת הדין ..אסביר שוב במיוחד עבורך.

ההסבר הקצר ו''על קצה המזלג'' בא מתוך ידע שנצבר ,למידה עצמית לא פורמלית רבה ו...ניסיון רב שנים בתחום (מעט יותר משלושים שנה )... איך כתבת ???....אין חכם כבעל ניסיון... כמו שכבודו טוען ומדגיש בכל פורום שבו הוא נמצא.

אך אנו מעונינים שבר- סמכה יבוא וישפוך מעט יותר אור ממה שאנו ''החכמים בעלי הניסיון'' יכולים.

מקווה אני שהסברתי עצמי לשביאות רצונך.

MCMF

10-01-2010, 13:57:13

קורן שלום.

מה לגבי חישובי הלחץ האירודינמיים על פני השטח שלפני הציר ביחס לאלו שמאחוריו?

השאלה באה מכיוון שיש כלים שבהם המשטחים מאוזנים סטטית אך לא למצב של איזון מושלם יש כאלה שאינם מאוזנים כלל ואחרים נהנים מאיזון חלקי בלבד.

ככלל אצבע יש מאמרים הטוענים שציר המייצב אמור להמצא ב- קו ה40% השטח מתחילת שפת ההתקפה של המייצב והאיזון צריך להביא את המשטח ל-5 מעלות סטיה של עילרוד שלילי כלומר '' דאוון''.

ברצוני להעמיק את הנושא ולומר שבזמן ''טיסה'' הכוחות האירודינמיים נוטים ''ליישר'' את המייצב לתוך הזרימה במצב נייטרלי ואותו ''אזור'' שלפני הציר מנסה להוציא את המשטח מ''איזון''.

היחס בין גודל המשטחים משפיע ישירות על מידת הייצוב שלהם וההשפעה היחסית של אחד על השני בזוויות תקיפה שונות וכן על העומס ש''מרגיש'' הטייס או העומס הפועל על המפעילים עם יחס ישר לצריכת האנרגיה.

אם כפועל יוצא מהתכן התוצאה היא משטח היגוי מאוזן אירודינמית אזי הרווחנו אך אם לאו אזי רצוי ''להתערב'' ולעזור ולאזן.

השאלה היא האם יש כלי חישובי מהיר שיכול לבוא לעזרתנו ציבור החובבים שבו נוכל להשתמש בכדי שלא נסתכן באיבוד הטיסנים שלנו שלא לצורך שלא לדבר בסיכון הציבור.

שוב מדגיש אני שחברות שמכבדות את עצמן שמשקיעות זמן וכסף רב בתכן וטיסות ניסוי להוכחת תכן מיידעות את הרוכש מבעוד מועד האם צריך לאזן את המשטחים או לא.

אך רבות האחרות ש''נותנות'' ללקוחות להיות שפני הניסיון שלהם ''ולהתגלח'' על הניסיון שלהם שנצבר....שם טמונה הסכנה.

קורן בן אשר

10-01-2010, 14:56:02

אכן במשחק הזה משתתפים שלושה כוחות: אלסטי, אינרציאלי ואוירודינמי. על ידי ביטול התנאי ההכרחי לפרפור הגאים למעשה אני מוציא את הכוח האוירודינמי מהמשחק ולכן שים לב שלא כתבתי כלל על איזון אוירודינמי. אכן חוסר איזון אוירודינמי עשוי לגרום לבעיה חמורה אחרת, קרי דיברגנציה (שזהו בדיוק המצב שתיארת, שהחלק שלפני הציר שואף להוציא את ההגה מאיזון). בתיאוריה, אם התנאי ההכרחי לעיל כן מתקיים, אין ברירה אלא לבצע חישוב מלא (או ניסוי) וכאן זה כבר עולם שלם שמספק פרנסה לדי הרבה אנשים בתעשיה האוירונאוטית.

במציאות לעתים קרובות מאוד ישנם אילוצים שלא מאפשרים פתרון פשוט כזה של זבנג וגמרנו. במקרים כאלו פשוט דואגים שמהירות הפרפור תהיה מחוץ למעטפת הטיסה של כלי הטיס. ואכן רוב המטוסים שאנו מכירים אינם חסיני פרפור, אלא שפרפור פשוט קורה מחוץ למעטפת הטיסה שלהם. דוגמא לקונפיקט מאוד נפוץ - אם יש לך הגה מונובלוק אתה בד"כ תרצה לשים את הציר באזור העובי המקסימלי, זה ברור. בד"כ זה הרי בין 30% ל-40% מיתר. אם תשים את הציר אחורה, אתה אולי חסין פרפור אבל בסכנת דיברגנציה. אם תזיז את הציר קדימה - אתה מבטל את סכנת הדיברגנציה אבל כעת אתה בסכנת פרפור.

בעולם האמיתי התכן צריך להיות מגובה ע"י אנליזה, ניסויי טיסה ו\או ניסויי מנהרה, ובכל מקרה יש לי תחושה כזו שזה הרבה מעבר למה שיצרני ג'טים יכולים להרשות לעצמם...

חישוב? עקרונית אם מדובר במשטחים לא משוכים במיוחד ועם מנת מימדים לא קטנה אז ניתן לבצע את החישובים כדו-מימדיים, שזה מפשט מאוד את הבעיה - למעשה זה סוג של תרגיל בית סטנדרטי למי שלומד אוירואלסטיות. לדעתי זה הרבה מעבר למה שטיסנאי מהשורה יכול להרשות לעצמו. עזוב את החישובים, רק הנתונים שאתה צריך - פילוג קשיחות, מסה ומומנט אינרציה של הכנף וההגה, או לחילופין מדידת תדרים ומודים עצמיים של הכנף - דורשים משאבים שאין לי ולך (כנראה) בבית.

שורה תחתונה: על פניו נראה לי אישית שלטיסנאי מן השורה מוטב להצמד לכללי אצבע פשוטים כמו זה שהזכרתי כדי לשלול לחלוטין מצב של פרפור. אני אומר שוב שמבחינה מעשית אין לי מושג בעולם טיסני הג'טים ואני בטח לא מתכוון לחלוק על המלצות היצרן ועל ניסיון של אנשים בשטח.

MCMF

10-01-2010, 15:17:06

אכן ...בעיה לא פשוטה.

אך האם כדאי כ-''אם לא מועיל גם לא מזיק'' בכל זאת לאזן את המשטחים באם יוצאים מנקודת הנחה
שמיקום הציר כבר נקבע אצל היצרן ...בוא נאמר לא איזון מלא אלה כזה שמותיר את משטח ההיגוי מעט עם נטיה לעילרוד שלילי כ 5 מעלות לערך (כלומר פיטש דאוון) ואת היתר נשאיר להתמודדות של המפעיל.

אני שואל זאת מסיבה פשוטה של מקדם בטיחות מחד ומתוך מחשבה של חיסכון בתוספת משקל לטיסן בזנב ובצורך להוסיף משקל מאזן באף על חשבון הבטיחות מאידך.

אני חש צורך להוסיף שעשיתי במהלך השנים לא מעט ניסויים עם משטחים מאוזנים לעומת כאלה שהשארתי לא מאוזנים על אותה פלטפורמה ולרוב המשטח הלא מאוזן פיתח עם הזמן חופש בחיבורים בין אוזני הניהוג שעליו לבין מוטות הסחב דחף ולחיבור למפעילים .

הניסויים היו על סוגים שונים ומגוונים של כלים.

MCMF

10-01-2010, 15:38:42

יתרה מזאת...

האם ניתן לעשות אנליזה מקוצרת באם ידועים

1. מהירות ואו טווח המהירויות מ/שניה.
2. מספר ריינולדס..
3. זוויות עבודה..
4.מקדם צפיפות .

האם נוכל לבנות קובץ EXCEL עם נוסחאות פחות או יותר רלוונטיות לקושיה.ונתעלם מפילוג הקשיות לדוגמא.
...האם ניתן לגזור תחום התנהגות ''שווה'' בשל גודלם טיבעם ואופיים של משטחים אלו....תחום מהירות משותף ,מספר ריינולדס משותף ......C/L ,C/D וכיוצא...?

MCMF

10-01-2010, 15:50:52

כלל האצבע שהזכרת אומר ...מרכז כובד לפני הציר אך אז אתה בסכנת דיברגנציה מרכז כובד אחריו סכנת פירפור אז הווה אומר שמרכז הכובד באם הציר באזור ה30-40% MAC צריך להיות עליו בדיוק...אם כך לפי דבריך וגם לפי נוהל שאני דבק בו מזמן הגה רצוי לאזן.

אך מה אם הציר ב-15% MAC כמו במטוסים רוסיים מסויימים?

קורן בן אשר

10-01-2010, 18:04:37

אני אנסה למקד קצת יותר את מה שכתבתי מקודם.

לטיסנים עשויות להיות שתי תופעות רלוונטיות:

1. דיברגנציה: זוהי תופעה סטטית, בה הכוח האוירודינמי פועל לפני הציר ולכן שואף להחריף כל הטיית הגה ולעקור אותו ממקומו. למרכז הכובד אין קשר לתופעה זו היות וזו תופעה סטטית. תנאי הכרחי לדיברגנציה - מרכז אוירודינמי לפני הציר האלסטי (שזה פשוט ציר הסיבוב לצורך העניין). במילים פשוטות - עבור הגה במשיכה מתונה ומנת מימדים סבירה - הציר צריך להיות מאחורי רבע מיתר (אוירודינמי ממוצע למען הדיוק).

2. פרפור הגאים: כמו שנכתב, זו תופעה דינמית, והתנאי ההכרחי לקיומה הוא מרכז כובד מאחורי הציר האלסטי (שוב, פשוט ציר הסיבוב לצורך העניין במקרה שלנו).

שני התנאים ההכרחיים לקיום שתי התופעות אינם בהכרח קשורים זה בזה: הם יכולים להתקיים בו זמנית, או לא להתקיים בו זמנית, או שאחד מהם מתקיים והשני לא.

הדוגמא שנתתי אינה המלצה אלא דוגמא של סיטואציה מהמציאות. לעתים קרובות מרכז הכובד של הגה יכול להמצא הרבה מאחורי המרכז האוירודינמי. לדוגמא נניח מרכז כובד ב-40% בעוד המרכז האוירודינמי בסביבות רבע מיתר. במצב כזה, אם בוחנים היטב את מה שכתבתי למעלה, מסתבר שלא משנה היכן שמים את הציר, אחד מהתנאים ההכרחיים מתקיים. אין פירוש הדבר שכלי הטיס בסכנת פרפור או דיברגנציה מיידית; כל מה שזה אומר- שכעת ישנה סכנה שבתנאים מסויימים זה יקרה . בעולם האמיתי - המצב הזה קביל כל עוד מתבצעת הוכחה אנליטית וניסויית שכלי הטיס חופשי מפרפור ודיברגנציה במעטפת הטיסה (או שמגבילים את מעטפת הטיסה היכן שנדרש).

בחזרה לעולם הטיסנים - היות שלרוב הטיסנאים אין שום עניין להכנס לחישובים או ניסויים, אני מעריך שהדרך הפשוטה ביותר להמנע מבעיות היא לשלול את קיומם של שני התנאים ההכרחיים. זאת ע"י מיקום הציר ברבע מיתר או לפניו, וכן איזון ההגה כך שמרכז הכובד יהיה על הציר או לפניו. במידה ולא ניתן לבצע שני דברים אלו בו זמנית - לדעתי עדיפות ברורה לאיזון ההגה, מאחר שאת בעיית הדיברגנציה ניתן לפתור תמיד ע"י הגדלת הקשיחות סביב הציר - כלומר לשים סרוו מספיק גדול (או יותר מאחד) ולינקים בריאים.

לגבי השאלה השניה: מהירות הפרפור תלויה לחלוטין באלסטיות ובאינרציה של הכנף\הגה\ווטאבר, ואין דרך להתחמק מזה. החדשות הטובות הן שניתן למדוד את האינרציה והאלסטיות. החדשות העוד יותר טובות הן שניתן לבצע ניסויי טיסה. כידוע, עם האלקטרוניקה שיש היום על המדף בהישג יד אפשר לעשות דברים שלפני עשרים שנה אפשר היה כנראה רק לחלום עליהם. עקרונית, אם יש עניין, אפשר למכשר טיסן וליצור פלטפורמה מעופפת לניסויי פרפור בעלות של כמה מאות דולרים... אני מניח שזה לא על הפרק אבל עקרונית זה אפשרי.

אני מקווה שהצלחתי להסביר על קצה המזלג את הצד התיאורטי של העניין בלי לטרחן יותר מדי :D.

ליאור זהבי

10-01-2010, 18:37:00

קורן,

בטיסני הסילון היום בשוק, רובם ככולם - צירים בהגאי גובה מונובלוק מגיעים מוכנים ומודבקים. מה היית ממליץ לבדוק בדיוק ואיך ?

קורן בן אשר

10-01-2010, 18:57:42

ליאור,

כמו שכבר נאמר הדיון מבחינתי תיאורטי עם נגיעות למה שנעשה בעולם המטוסים ה"גדולים". אני מנסה להזהר לא לתת עצות לגבי תחום טיסנאות שאותו איני מכיר כלל למרות שהפיזיקה אותה פיזיקה בדיוק.

לאחר הדיסקליימר...

לדעתי צריך לאזן הגאים לרמה כזו שמרכז הכובד נמצא על הציר או לפניו. לדעתי לאזן את ההגה כך שמרכז הכובד יהיה "רק קצת" מאחור - לא מספיק - ההתנהגות לא לינארית כלל.

לגבי הבדיקה - במושגים "לפני הציר" או "מאחורי הציר" יש להתייחס לכיוון הניצב לציר ולא לכיוון הטיסה - כך שמבחינה זו אין שום הבדל אם הציר משוך קדימה או אחורה. לדעתי מרגע שנקודה זו ברורה הבדיקה פשוטה מדי.

ליאור זהבי

10-01-2010, 19:05:32

1. אשמח לקבל הבהרות לגבי הכיוון הניצב לציר - מה הכוונה ?
2. האם אתה מהנדס אירונאוטי ?

ZvikaF

10-01-2010, 20:24:13

איציק רונן

10-01-2010, 22:59:53

קורן, עקבתי בהנאה אחרי ההסברים והנימוקים.
אכן במטוסים גדולים יש חשיבות למרכז הכובד ולפילוג המשקל בהגאים, וכמו שקורן אמר יש תחום שלם שנהנה מההתיכנון והחישובים שכרוכים בכך, וכמובן בבדיקות ההוכחה.
קטונתי מלייעץ בנושא לגבי ג'טים אבל נהניתי מהדיון. :)
ליאור, שאלה 2 קצת מיותרת, לא ?

מצטרף לתגובה.
אני מתכוון ליישם את הנאמר בפלטפורמה שאני בונה עכשיו. אמנם היא לא עומדת בעומסים ובמהירויות המדוברות אבל בהחלט אשמח להכניס קצת הרגלים טובים יותר לטיסנים שאני בונה.
אני מהפורום הנ"ל כבר הרווחתי שני דברים לפלטפורמה הנוכחית.
תודה למגיבים.
איציק

MCMF

10-01-2010, 23:38:14

אכן הסברים מעמיקים ..:)ולאחר עיון מסקנתי האישית לגבי הדגמים שאותם אני בונה שיש לאזן כל משטח מונובלוק סטטית כל עוד היצרן לא מציין אחרת מעשה זה לפחות נותן פתרון ל''בעיה '' אחת..ומוכן אני בשמחה לתוספת משקל מועטה לפלטפורמה בתמורה למעט שקט נפשי.

תודה רבה מקרב לב לכל הכותבים.

ליאור זהבי

11-01-2010, 01:35:38

צביקה, עניין אותי מאין הידע המרשים (עד מאוד) שיש לאיש. התשובות שלו יוצאות מן הכלל - אין כאן חלילה עקיצה.

MCMF

11-01-2010, 10:30:57

צא ולמד ואז תדע...גם כאן אין עקיצה.

קורן בן אשר

11-01-2010, 21:44:08

תודה לכולם על המחמאות :o