የተርቦፕሮፕ እና ፒስተን ፕሮፐልሽን ሙከራ ለ UAS

በ MALE ወይም HALE አውሮፕላን ላይ የፕሮፐልሽን ውሳኔ ኤሌክትሪክ ሞተር እና ፕሮፔለር ከመምረጥ ሙሉ በሙሉ የተለየ የትምህርት ዘርፍ ነው። ተርቦፕሮፕ ወይም የከባድ ነዳጅ ፒስተን ሞተር የአየር መግቢያ፣ ማስወጫ፣ የማቀዝቀዣ ስርዓት እና ከተገጠመበት ኤርፍሬም ጋር ትርጉም ባለው መልኩ መስተጋብር መፍጠር የሚችል ትልቅ ፕሮፔለር ያመጣል — ይህ ሁሉ በእውነተኛ የክሩዝ ፍጥነት እና ከፍታ ላይ እንጂ፣ አነስተኛ የኤሌክትሪክ UAV በሚገኝበት ዝቅተኛ ፍጥነት እና ዝቅተኛ የሬይኖልድስ ቁጥር ሁኔታ ውስጥ አይደለም።

1. ሁለት እውነተኛ ሞተሮች፣ ሁለት እውነተኛ የውህደት ችግሮች

የዚህ ክፍል ሁለት ዋና ዋና ምሳሌዎች በተመሳሳይ የአውሮፕላን ቤተሰብ ውስጥ እንኳን "ፕሮፐልሽን" ምን ያህል የተለየ ትርጉም ሊኖረው እንደሚችል ያሳያሉ። የመጀመሪያው MQ-1 Predator የሚንቀሳቀሰው በአንድ Rotax 914F፣ ተርቦቻርጅድ የሆነ፣ ባለ አራት ሲሊንደር፣ ባለ አራት ስትሮክ ፒስተን ሞተር ሲሆን ወደ 115 hp ኃይል ያለው ፣ በሲሊንደሮቹ ላይ በአየር የሚቀዘቅዝ እና በጭንቅላቶቹ ላይ በውሃ የሚቀዘቅዝ፣ ባለ ሁለት-ብሌድ ቋሚ-ፍጥነት ፑሸር (ገፊ) ፕሮፔለር የሚያሽከረክር ነበር — አውሮፕላኑ በግምት ከ 84 እስከ 135 mph ፍጥነት፣ በ 25,000 ft ከፍታ አካባቢ፣ በአንድ ጊዜ ከ 24 ሰዓታት በላይ ይበር ነበር።

የእሱ ትልቅ ተተኪ የሆነው MQ-9 Reaper ፣ የሚንቀሳቀሰው በ Honeywell TPE331-10 ተርቦፕሮፕ ከዲጂታል ኤሌክትሮኒክ ሞተር መቆጣጠሪያ ጋር ሲሆን፣ በተጨማሪም በስተጀርባ የተገጠመ፣ ባለ ብዙ-ብሌድ፣ ቁጥጥር የሚደረግበት-ፒች ፑሸር ፕሮፔለር ያሽከረክራል። እንደ General Atomics ገለጻ፣ አውሮፕላኑ እስከ 50,000 ft ከፍታ ላይ ይሰራል፣ በ 240 KTAS እውነተኛ የአየር ፍጥነት ይጓዛል፣ እና ከ 27 ሰዓታት በላይ የመቆየት አቅም አለው።

ሁለቱም አውሮፕላኖች ተመሳሳይ መሰረታዊ አርክቴክቸር መርጠዋል — በፊውዝላጅ የኋለኛው ክፍል ላይ የተገጠመ ፑሸር ፕሮፔለር — ምንም እንኳን አንደኛው በፒስተን ሞተር አማካኝነት በነዳጅ ቢሰራም ሌላኛው ደግሞ በተርቦፕሮፕ አማካኝነት በጄት ነዳጅ ቢሰራም። ይህ የአርክቴክቸር ምርጫ ለ የንፋስ ቱናል ፕሮግራም አጋጣሚ አይደለም፤ ማዕከላዊ ጉዳይ ነው።

2. የፑሸር አቀማመጥ የራሱ የሆነ የሙከራ ችግር የሆነበት ምክንያት

ከፊውዝላጅ ጀርባ የተገጠመ ፑሸር ፕሮፔለር ንጹህ ነፃ የአየር ፍሰት አያገኝም — የፊውዝላጁን ዌክ እና፣ እንደ ጂኦሜትሪው ሁኔታ፣ ከፊቱ ያለውን ክንፍ እና ኤምፔናጅ ፍሰት ወደ ውስጥ ያስገባል። ያ ገቢ ፍሰት ወደ ፕሮፔለር ዲስክ ከመድረሱ በፊት አስቀድሞ የተዛባ ነው፣ እና ፕሮፔለሩ በተራው የራሱን ስዊርል እና የግፊት መዛባት ወደ ጅራቱ የፍሰት መስክ ያስተላልፋል። የፕሮፔለር-ብቻ የቤንች ሙከራ፣ ወይም የክንፍ-ብቻ የኤሮዳይናሚክ ሙከራ፣ የትኛውንም የዚህ መስተጋብር ጎን አይገልጽም — እያንዳንዱ ትርጉም የሚሰጠው ሌላኛው ባለበት ሲለካ ብቻ ነው።

ይህ በፕሮፔለር-መግቢያ እና በኤርፍሬም-ፕሮፐልሽን ውህደት ምርምር ውስጥ ሰፋ ያለ፣ በሰነድ የተደገፈ ግኝትን ያንፀባርቃል፡ የፕሮፔለሩ መኖር አጠቃላይ የግፊት ስርጭትን በሚለካ መልኩ ይለውጣል እና የስዊርል መዛባትን ያስተዋውቃል፣ እንዲሁም በፕሮፐልሽን-የተዋሃደ ኤርፍሬም ላይ የመግቢያ እና የማስወጫ ፍሰት ተፅእኖዎች የሊፍት-ወደ-ድራግ ጥምርታን እና ፒቺንግ ሞመንትን ሊቀይሩ ይችላሉ — እነዚህ ተፅእኖዎች የሚታዩት የፕሮፐልሽን ስርዓቱ እና ኤርፍሬሙ አንድ ላይ ሲሞከሩ እንጂ፣ በተናጠል አይደለም።

3. የውህደት ሙከራ በትክክል ምን ማካተት እንዳለበት

ሙሉው ኤርፍሬም ከተወካይ ፕሮፔለር ጋር ፣ እንጂ በንፁህ-ኤርፍሬም ፖላር ላይ የተደራረበ የፕሮፔለር-ብቻ የትረስት-ስታንድ ውጤት አይደለም — የፑሸር ውቅር በተለይ ሁለቱ ገለልተኛ እንዳልሆኑ ያመለክታል።
የመግቢያ ፍሰት ጥራት በበረራ ኤንቨሎፕ ክፍሎች ሁሉ። የተርቦፕሮፕ የአየር መግቢያ ተቀባይነት ያለው የግፊት ማገገሚያ እና የመዛባት ደረጃዎችን በክሩዝ፣ በከፍታ መጨመር እና የተልዕኮ ፕሮፋይሉ በሚያካትተው በማንኛውም ከፍተኛ-የጥቃት-አንግል ሁኔታ ለሞተሩ ፊት ማቅረብ አለበት — ይህ በ ኤሌክትሪክ ሞተር ላይ አቻ የሌለው መስፈርት ነው።
የማስወጫ ውህደት በድራግ እና ፒቺንግ ሞመንት ላይ ያለው ተፅእኖ ፣ ምክንያቱም የመግቢያ እና የማስወጫ ፍሰት ሁለቱንም በሚለካ መልኩ እንደሚቀይሩ በሰነድ የተረጋገጠ በመሆኑ፣ እና የ MALE-ክፍል ተልዕኮ የሚሸጠው በክሩዝ ብቃት ላይ ሲሆን ትናንሽ የድራግ ቅጣቶች ከ 24-ሰዓታት በላይ በሚቆዩ በረራዎች ላይ ተደማምረው ትልቅ ተፅእኖ ስለሚፈጥሩ ነው።
በተለይ ለፒስተን ሞተር የማቀዝቀዣ ድራግን ግምት ውስጥ ማስገባት — በፈሳሽ- ወይም በአየር-የሚቀዘቅዝ ፒስተን ሞተር ኤሌክትሪክ ሞተር በቀላሉ የማያመነጨው የማቀዝቀዣ-ፍሰት ድራግ አለው፣ እና ከተቀረው የኤርፍሬም ድራግ በጀት ጋር በተመሳሳይ ሙከራ ውስጥ መካተት አለበት።
የፕሮፔለር-ዌክ ከጅራቱ ጋር ያለው መስተጋብር ፣ ምክንያቱም የፑሸር አቀማመጥ ኤምፔናጁን በቀጥታ በፕሮፔለሩ ገቢ ፍሰት እና ስሊፕስትሪም ውስጥ ወይም አቅራቢያ ስለሚያስቀምጠው — ይህ ከኃይል አቀማመጥ እና ከጥቃት-አንግል ጋር የሚለዋወጥ ትስስር ነው።

4. የምናያቸው አምስት ስህተቶች

ፕሮፔለሩን እና ኤርፍሬሙን እንደ ሁለት የተለያዩ ዘመቻዎች መሞከር። በፑሸር ውቅር ላይ፣ የፕሮፔለሩ ገቢ ፍሰት የሚመጣው ከኤርፍሬሙ ዌክ ነው እና የኤርፍሬሙ የጅራት ፍሰት በፕሮፔለሩ ቅርፅ ይይዛል — የትኛውም ሙከራ ብቻውን ይህንን ትስስር አይይዝም።
"የሞተር አምራቹ በዝርዝር አስቀምጦታል" በሚል የመግቢያ መዛባት መለኪያን መዝለል። የአምራች ዝርዝር መግለጫዎች ንጹህ፣ ያልተዛባ ገቢ ፍሰትን ያስባሉ፤ በኤርፍሬም ላይ የተገጠመ መዛባት የሞተር ዝርዝር መግለጫ ወረቀት ሊተነብየው የማይችለው የመገጣጠም ተፅእኖ ነው።
የማቀዝቀዣ ድራግን እንደ ሞተር-ውህደት የኋሊት ሀሳብ አድርጎ መውሰድ። ለፒስተን ሞተር፣ የማቀዝቀዣ ፍሰት ከመጀመሪያው ቀን ጀምሮ የአውሮፕላኑ ድራግ በጀት አካል ነው፣ እንጂ የኤሮዳይናሚክ ሙከራው ከተጠናቀቀ በኋላ የሚተገበር እርማት አይደለም።
ተርቦፕሮፕ እና ፒስተን ፕሮፐልሽን አንድ አይነት የሙከራ እቅድ ይጋራሉ ብሎ ማሰብ። የተርቦፕሮፕ የመግቢያ ግፊት-ማገገሚያ መስፈርት እና የፒስተን ሞተር የማቀዝቀዣ-አየር ፍሰት መስፈርት የተለያዩ መለኪያ መሳሪያዎች (ኢንስትሩመንቴሽን) ፍላጎቶች ያሏቸው የተለያዩ አካላዊ ችግሮች ናቸው።
በተለያዩ የኃይል አቀማመጦች ላይ አለመሞከር። የፕሮፔለር-ስሊፕስትሪም ከጅራቱ ጋር ያለው መስተጋብር ከትረስት ጋር ይለዋወጣል፣ ስለዚህ የአንድ-ኃይል-አቀማመጥ ሙከራ ይህ ትስስር በእውነተኛው የተልዕኮ ፕሮፋይል ላይ እንዴት እንደሚለዋወጥ ያመልጠዋል — የከፍታ መጨመር፣ የክሩዝ እና የሎይተር ኃይል እርስ በእርስ ሊለዋወጡ የሚችሉ የሙከራ ነጥቦች አይደሉም።

5. ይህ ለፕሮግራምዎ ምን ማለት ነው

የሞተርዎን አይነት፣ የፕሮፔለር ውቅር እና የተልዕኮ ኃይል ፕሮፋይል ይንገሩን ፣ እና የመግቢያ፣ የማስወጫ፣ የማቀዝቀዣ እና የስሊፕስትሪም ተፅእኖዎችን በአንድ ላይ የሚይዝ የኤርፍሬም-ፕሮፐልሽን ውህደት ሙከራን እናዘጋጃለን — በንፁህ-ኤርፍሬም ፖላር ላይ እንደተጣበቁ የተለያዩ የቤንች ሙከራዎች ሳይሆን። ተዛማጅ ንባብ፡ የእኛ ማዕከላዊ ጽሑፍ በ

long-range fixed-wing UAS testing

ላይ።

ምንጮች እና ማስታወሻዎች

የ MQ-1 Predator ፕሮፐልሽን (Rotax 914F ተርቦቻርጅድ ባለ አራት ሲሊንደር ፒስተን ሞተር በግምት 115 hp ኃይል ያለው፣ በአየር የሚቀዘቅዙ ሲሊንደሮች በውሃ ከሚቀዘቅዙ ጭንቅላቶች ጋር፣ ባለ ሁለት-ብሌድ ቋሚ-ፍጥነት ፑሸር ፕሮፔለር፣ የክሩዝ ፍጥነት በግምት 84–135 mph በ 25,000 ft አካባቢ ከ 24-ሰዓታት በላይ ለሚቆዩ ተልዕኮዎች)፡ ከአምራቹ የታተሙ የሞተር ዝርዝር መግለጫዎች (Rotax, "914 UL | F" product page) እና ከ General Atomics MQ-1 Predator ፕሮግራም ታሪክ ጋር የሚስማማ።
የ MQ-9A Reaper ፕሮፐልሽን (Honeywell TPE331-10 ተርቦፕሮፕ ከዲጂታል ኤሌክትሮኒክ ሞተር መቆጣጠሪያ ጋር፣ ከፍተኛው ከፍታ 50,000 ft፣ የክሩዝ ፍጥነት 240 KTAS፣ የመቆየት አቅም ከ 27 ሰዓታት በላይ)፡ General Atomics Aeronautical Systems, "MQ-9A Reaper (Predator B)"።
በሁለቱም የ Predator እና Reaper ኤርፍሬሞች ላይ በስተጀርባ የተገጠመ፣ የፑሸር-ፕሮፔለር ውቅር የ General Atomics Predator/Reaper ቤተሰብ ዲዛይን በሰነድ የተረጋገጠ ባህሪ ነው።
የፕሮፔለር-መግቢያ ውህደት ተፅእኖዎች (ፕሮፔለሩ ንቁ ሆኖ ሳለ በአጠቃላይ የግፊት ስርጭት እና የስዊርል መዛባት ላይ የሚታዩ ለውጦች) እና የመግቢያ/ማስወጫ ውህደት በሊፍት-ወደ-ድራግ ጥምርታ እና ፒቺንግ ሞመንት ላይ ያላቸው ተፅእኖዎች በታተሙ የፕሮፔለር-መግቢያ እና የኤርፍሬም-ፕሮፐልሽን ውህደት የንፋስ ቱናል እና የሲሙሌሽን ጽሑፎች ውስጥ በሰነድ የተረጋገጡ ግኝቶች ናቸው።
የሙከራ-ዘዴ መመሪያ (የተዋሃደ የፕሮፔለር-ኤርፍሬም ሙከራ፣ የመግቢያ መዛባት መለኪያ፣ የማቀዝቀዣ ድራግን ግምት ውስጥ ማስገባት፣ የባለ-ብዙ-ኃይል-አቀማመጥ የስሊፕስትሪም ሙከራ) የ TunnelTech የምህንድስና አሰራር ነው።

የተርቦፕሮፕ እና ፒስተን ፕሮፐልሽን ውህደት ለረጅም ርቀት UAS