Տուրբոպտուտակային և մխոցային շարժիչային համակարգերի փորձարկում ԱԹՀ-ների համար

MALE կամ HALE դասի օդանավերի համար շարժիչային համակարգի ընտրությունը միանգամայն այլ խնդիր է, քան պարզապես էլեկտրաշարժիչի և պտուտակի ընտրությունը: Տուրբոպտուտակային կամ ծանր վառելիքով աշխատող մխոցային շարժիչն իր հետ բերում է օդառիչ, արտանետման համակարգ, սառեցման համակարգ և այնպիսի մեծ պտուտակ, որն էականորեն փոխազդում է այն պլաների հետ, որի վրա տեղադրված է. և այս ամենը իրական կրեյսերային արագության և բարձրության պայմաններում, այլ ոչ թե ցածր արագության և Ռեյնոլդսի ցածր թվի ռեժիմում, որում գործում են փոքր էլեկտրական ԱԹՍ-ները:

1. Երկու իրական շարժիչ, ինտեգրման երկու իրական խնդիր

Այս դասի երկու առաջատար օրինակները ցույց են տալիս, թե որքան տարբեր կարող է լինել «շարժիչային համակարգ» հասկացությունը նույնիսկ միևնույն օդանավերի ընտանիքում: Օրիգինալ MQ-1 Predator -ը համալրված էր մեկ Rotax 914F տուրբոմղիչով, չորս գլանով, քառատակտ մխոցային շարժիչով՝ մոտ 115 ձ.ու. հզորությամբ , որն ուներ գլանների օդային և գլխիկների ջրային սառեցում, և աշխատեցնում էր երկթև, հաստատուն պտտման հաճախականությամբ հրող պտուտակ ։ Օդանավի կրեյսերային արագությունը կազմում էր մոտ 84-ից 135 մղոն/ժ, թռիչքի բարձրությունը՝ շուրջ 25 000 ֆուտ, իսկ տևողությունը՝ ավելի քան 24 ժամ անընդմեջ:

Նրա ավելի մեծ իրավահաջորդը՝ MQ-9 Reaper -ը, համալրված է Honeywell TPE331-10 տուրբոպտուտակային շարժիչով՝ շարժիչի թվային էլեկտրոնային կառավարմամբ , որը նույնպես աշխատեցնում է հետևի մասում տեղադրված, բազմաթև, կառավարվող քայլով հրող պտուտակ : Ըստ General Atomics-ի՝ օդանավը շահագործվում է մինչև 50 000 ֆուտ բարձրության վրա, ունի 240 հանգույց իրական կրեյսերային արագություն և ավելի քան 27 ժամ թռիչքի տևողություն:

Երկու օդանավերն էլ ընտրել են նույն հիմնական ճարտարապետությունը՝ ֆյուզելաժի հետևի մասում տեղադրված հրող պտուտակ , չնայած մեկն աշխատում է բենզինով՝ մխոցային շարժիչի միջոցով, իսկ մյուսը՝ ավիացիոն վառելիքով՝ տուրբոպտուտակային շարժիչի միջոցով: Այս ճարտարապետական ընտրությունը պատահական չէ աերոդինամիկ թունելի ծրագրի համար. այն առանցքային նշանակություն ունի:

2. Ինչու է հրող դասավորությունը ինքնին փորձարկման խնդիր հանդիսանում

Ֆյուզելաժի հետևում տեղադրված հրող պտուտակը չի հանդիպում մաքուր ազատ հոսքի. այն կլանում է ֆյուզելաժի և, կախված երկրաչափությունից, իր առջևում գտնվող թևի և պոչաթևի հետքային հոսքը: Այդ ներհոսքն արդեն իսկ աղավաղված է նախքան պտուտակի սկավառակին հասնելը, իսկ պտուտակն իր հերթին առաջացնում է հոսքի պտույտ (սվիռլ) և ճնշման խոտորում, որոնք փոխանցվում են դեպի պոչի հոսքի դաշտ: Միայն պտուտակի ստենդային փորձարկումը կամ միայն թևի աերոդինամիկ փորձարկումը չեն բնութագրում այս փոխազդեցության ոչ մի կողմը. դրանցից յուրաքանչյուրն իմաստ ունի միայն մյուսի առկայությամբ չափվելու դեպքում:

Սա արտացոլում է պտուտակ-օդառիչ և պլաներ-շարժիչ ինտեգրման հետազոտություններում արձանագրված ավելի լայն, փաստագրված բացահայտում. պտուտակի առկայությունը զգալիորեն փոխում է լրիվ ճնշման բաշխումը և առաջացնում հոսքի պտույտի աղավաղում, իսկ օդառիչի և արտանետման հոսքի ազդեցությունները շարժիչային համակարգով ինտեգրված պլաների վրա կարող են փոխել աերոդինամիկ որակը և տանգաժի մոմենտը: Այս էֆեկտներն ի հայտ են գալիս միայն այն ժամանակ, երբ շարժիչային համակարգը և պլաները փորձարկվում են միասին, այլ ոչ թե առանձին:

3. Ինչ պետք է իրականում ներառի ինտեգրման փորձարկումը

Ամբողջական պլաները՝ ներկայացուցչական պտուտակի առկայությամբ , այլ ոչ թե միայն պտուտակի քարշի ստենդային արդյունքը՝ վերադրված մաքուր պլաների բևեռային կորի վրա. հրող կոնֆիգուրացիան հատկապես նշանակում է, որ այս երկուսն անկախ չեն միմյանցից:
Մուտքային հոսքի որակը թռիչքային ռեժիմների ողջ տիրույթում: Տուրբոպտուտակային շարժիչի օդառիչը պետք է ապահովի ճնշման վերականգնման և աղավաղման ընդունելի մակարդակներ շարժիչի մուտքում՝ կրեյսերային, բարձրացման և գրոհի մեծ անկյունով ցանկացած ռեժիմում, որը ներառված է առաքելության պրոֆիլում. պահանջ, որը չունի իր համարժեքը էլեկտրաշարժիչների դեպքում:
Արտանետման ինտեգրման ազդեցությունը ճակատային դիմադրության և տանգաժի մոմենտի վրա , քանի որ փաստագրված է, որ օդառիչի և արտանետման հոսքերը զգալիորեն փոխում են երկուսն էլ, իսկ MALE դասի առաքելությունների հիմնական առավելությունը կրեյսերային արդյունավետությունն է, որտեղ դիմադրության փոքր կորուստները կուտակվում են 24 և ավելի ժամ տևողությամբ թռիչքների ընթացքում:
Սառեցման դիմադրության հաշվառումը հատկապես մխոցային ուժային կայանքների համար — հեղուկով կամ օդով սառեցվող մխոցային շարժիչն ունի սառեցման հոսքի դիմադրություն, որն էլեկտրաշարժիչը պարզապես չի առաջացնում, և այն պետք է գրանցվի նույն փորձարկման ընթացքում, ինչ պլաների դիմադրության բյուջեի մնացած մասը:
Պտուտակի հետքային հոսքի փոխազդեցությունը պոչի հետ , քանի որ հրող դասավորությունը պոչաթևը տեղադրում է անմիջապես պտուտակի ներհոսքի և հետպտուտակային հոսքի մեջ կամ դրան մոտ. փոխկապակցվածություն, որը փոխվում է հզորության ռեժիմի և գրոհի անկյան հետ:

4. Հինգ սխալ, որոնք մենք նկատում ենք

Պտուտակի և պլաների փորձարկումը որպես երկու առանձին արշավներ: Հրող կոնֆիգուրացիայի դեպքում պտուտակի ներհոսքը գալիս է պլաների հետքային հոսքից, իսկ պլաների պոչի հոսքը ձևավորվում է պտուտակի կողմից. առանձին վերցրած ոչ մի փորձարկում չի արտացոլում այս փոխկապակցվածությունը:
Մուտքային հոսքի աղավաղման չափման բացթողումը, քանի որ «շարժիչ արտադրողն այն նշում է բնութագրերում»: Արտադրողի բնութագրերը ենթադրում են մաքուր, չաղավաղված ներհոսք. պլաների վրա տեղադրման արդյունքում առաջացած աղավաղումը տեղադրման էֆեկտ է, որը շարժիչի տեխնիկական անձնագիրը չի կարող կանխատեսել:
Սառեցման դիմադրության դիտարկումը որպես շարժիչի ինտեգրման երկրորդական հարց: Մխոցային ուժային կայանքի համար սառեցման հոսքը օդանավի դիմադրության բյուջեի մաս է կազմում առաջին իսկ օրվանից, այլ ոչ թե ուղղում, որը կիրառվում է աերոդինամիկ փորձարկումն ավարտելուց հետո:
Ենթադրությունը, թե տուրբոպտուտակային և մխոցային շարժիչային համակարգերն ունեն միևնույն փորձարկման պլանը: Տուրբոպտուտակային շարժիչի մուտքային ճնշման վերականգնման պահանջը և մխոցային շարժիչի սառեցման օդահոսքի պահանջը տարբեր ֆիզիկական խնդիրներ են՝ չափիչ-կարգավորիչ սարքավորումների (ինստրումենտացիայի) տարբեր պահանջներով:
Տարբեր հզորության ռեժիմներում փորձարկումների բացակայությունը: Պտուտակի հետպտուտակային հոսքի փոխազդեցությունը պոչի հետ փոխվում է քարշի փոփոխությանը զուգընթաց, ուստի միայն մեկ հզորության ռեժիմով փորձարկումը բաց է թողնում այն, թե ինչպես է այդ փոխկապակցվածությունը փոխվում իրական առաքելության պրոֆիլի ընթացքում. բարձրացման, կրեյսերային և պարեկման հզորությունները փոխարինելի փորձարկման կետեր չեն:

5. Ինչ է սա նշանակում ձեր ծրագրի համար

Տեղեկացրեք մեզ ձեր շարժիչի տեսակի, պտուտակի կոնֆիգուրացիայի և առաքելության հզորության պրոֆիլի մասին , և մենք կմշակենք պլաներ-շարժիչ ինտեգրման փորձարկման շրջանակ, որը միաժամանակ կարձանագրի օդառիչի, արտանետման, սառեցման և հետպտուտակային հոսքի էֆեկտները, այլ ոչ թե որպես առանձին ստենդային փորձարկումներ՝ կցված մաքուր պլաների բևեռային կորին: Հարակից ընթերցանություն. մեր գլխավոր հոդվածը

long-range fixed-wing UAS testing

թեմայով:

Աղբյուրներ և նշումներ

MQ-1 Predator-ի շարժիչային համակարգ (Rotax 914F տուրբոմղիչով չորս գլանով մխոցային շարժիչ՝ մոտ 115 ձ.ու. հզորությամբ, գլանների օդային և գլխիկների ջրային սառեցմամբ, երկթև հաստատուն պտտման հաճախականությամբ հրող պտուտակ, կրեյսերային արագությունը՝ մոտ 84–135 մղոն/ժ շուրջ 25 000 ֆուտ բարձրության վրա՝ 24 և ավելի ժամ տևողությամբ առաքելությունների համար). համապատասխանում է արտադրողի հրապարակած շարժիչի բնութագրերին (Rotax, "914 UL | F" ապրանքի էջ) և General Atomics MQ-1 Predator ծրագրի պատմությանը:
MQ-9A Reaper-ի շարժիչային համակարգ (Honeywell TPE331-10 տուրբոպտուտակային շարժիչ՝ շարժիչի թվային էլեկտրոնային կառավարմամբ, առավելագույն բարձրությունը՝ 50 000 ֆուտ, կրեյսերային արագությունը՝ 240 KTAS, թռիչքի տևողությունը՝ ավելի քան 27 ժամ). General Atomics Aeronautical Systems, "MQ-9A Reaper (Predator B)":
Հետևի մասում տեղադրված, հրող պտուտակով կոնֆիգուրացիան ինչպես Predator-ի, այնպես էլ Reaper-ի պլաներների վրա General Atomics Predator/Reaper ընտանիքի դիզայնի փաստագրված առանձնահատկությունն է:
Պտուտակ-օդառիչ ինտեգրման էֆեկտները (լրիվ ճնշման բաշխման և հոսքի պտույտի աղավաղման չափելի փոփոխություններ ակտիվ պտուտակի դեպքում) և օդառիչի/արտանետման ինտեգրման էֆեկտները աերոդինամիկ որակի և տանգաժի մոմենտի վրա փաստագրված բացահայտումներ են պտուտակ-օդառիչ և պլաներ-շարժիչ ինտեգրման վերաբերյալ աերոդինամիկ թունելների և սիմուլյացիաների հրապարակված գրականության մեջ:
Փորձարկման մեթոդաբանության ուղեցույցը (պտուտակի և պլաների համակցված փորձարկում, մուտքային հոսքի աղավաղման չափում, սառեցման դիմադրության հաշվառում, տարբեր հզորության ռեժիմներով հետպտուտակային հոսքի փորձարկում) հանդիսանում է TunnelTech-ի ինժեներական պրակտիկան:

Տուրբոպտուտակային և մխոցային շարժիչային համակարգերի ինտեգրումը հեռահար ԱԹՀ-ների (UAS) համար