تاقیکردنەوەی گواستنەوەی VTOL: تیلترۆتۆرەکان و تەیلسیتەرەکان

فڕۆکەیەکی VTOLی باڵ جێگیر — تیلترۆتۆر یان تەیلسیتەر — دەبێت لە دوو دۆخی ئێرۆدینامیکی تەواو جیاوازدا بفڕێت: وەستانی سەر هەوا (hover) بەهۆی ڕۆتۆرەوە و فڕینی ئاسایی (cruise) بەهۆی باڵەوە. هیچ کام لەم دوو دۆخە بەشە قورسەکەی تاقیکردنەوە نین. بەشە قورسەکە ئەو قۆناغەی نێوانیانە، کە تێیدا شەپۆلی ڕۆتۆرەکە لە هەموو گۆشەیەکەوە لە ستوونییەوە بۆ ئاسۆیی بەسەر باڵەکەدا تێدەپەڕێت و فڕۆکەکە نە هێلیکۆپتەرە و نە فڕۆکەی ئاسایی. ئەم قۆناغە لە پیشەسازییەکەدا ناوێکی هەیە — کۆریدۆری گۆڕین (conversion corridor) — و پێویستی بە بەرنامەی تاقیکردنەوەی تایبەت بە خۆی هەیە.

1. کۆریدۆری گۆڕین ژینگەیەکی فڕینی دیاریکراو و تاقیکراوەیە

ڕوونترین نموونەی تۆمارکراو فڕۆکەی توێژینەوەی تیلترۆتۆری XV-15 ی هاوبەشی NASA/سوپایە، کە لە تونێلی بای 40 بە 80 پێی Ames تاقیکرایەوە بەتایبەتی بۆ هەڵسەنگاندنی "ئاستی کارکردن، جێگیری، کۆنترۆڵ و باری پێکهاتەیی فڕۆکە بۆ دۆخەکانی فڕین لە هێلیکۆپتەرەوە تا قۆناغی گواستنەوە و دۆخی فڕۆکەی ئاسایی." بەرنامەکە بە ڕوونی کۆریدۆری گۆڕین ی نەخشەسازی کرد — شێوەکانی فڕۆکەکە، کە بە گۆشەی لێدانی ناسێل (nacelle incidence) و خێرایی هەوا پێناسە دەکرێن، کە سەلامەتن بۆ فڕین لەگەڵ ڕۆتۆرەکان لە نێوان ئەوپەڕی دۆخی هێلیکۆپتەر و فڕۆکەی ئاساییدا. گۆشەی لێدانی ناسێل خۆی بە بەراورد بە لاشەی فڕۆکەکە دەپێورێت: 0° دۆخی فڕۆکەی ئاساییە، 90° دۆخی هێلیکۆپتەرە، و هەموو گۆشەیەکی نێوانیان شێوەیەکی جیاوازی گواستنەوەیە.

هەندێک لە دەرەنجامە تایبەتەکانی قۆناغی گواستنەوە لەو بەرنامەیەوە:

شەپۆلی ڕۆتۆرەکە ڕاستەوخۆ باری خستە سەر کلکەکە. لە کۆتایی خێرایی کەمی ژینگەی گۆڕینەکەدا، لە دەوروبەری گۆشەی 60°ی ناسێل، پێکهاتەی کلکەکە باری لەرزەیی بەرزی بەخۆیەوە بینی — هێندە بەرز کە سپاری ئاسۆیی (horizontal spar) لە سنووری دیزاینی تەمەنی بێکۆتایی خۆی تێپەڕی. هۆکارەکە بە بەکارهێنانی بینینکردنی جەریان بە دەزوو (tuft flow visualization) دەستنیشان کرا: گێژاوێکی بەهێز کە بەسەر نووکی باڵەکەدا دەسووڕێتەوە و بەرەو ناوەوە بۆ سەر کلکەکە دەڕوات لەو گۆشە دیاریکراوەی ناسێلدا. هیچ چارەسەرێکی ئێرۆدینامیکی تاقانە (پەرژینی باڵ، سترەیکی ناسێل، دروستکەری گێژاو) کێشەکەی لە تەواوی مەودای وەستانی سەر هەوا بۆ فڕۆکەی ئاسایی چارەسەر نەکرد — دەبوو بارەکان وەک کێشەیەکی ڕاستەقینەی تایبەت بە قۆناغی گواستنەوە مامەڵەیان لەگەڵ بکرێت، نەک بە یەک چارەسەری گشتی پینە بکرێن.
گێژاوەکانی نووکی ڕۆتۆر لە خێراییەکی دیاریکراوی گواستنەوەدا کلکەکەیان دەهەژاند. لە دۆخی هێلیکۆپتەردا، بارە لەرەلەرییەکان لەسەر گوێچکەکانی بەستنەوەی کلکی ئاسۆیی لەگەڵ خێرایی هەوادا بەرزبوونەوە تا نزیکەی 40 گرێ (knots)، پاشان لە سەرووی ئەوەوە بە خێرایی دابەزین — گێژاوەکانی نووکی ڕۆتۆر، کە لە کاتی وەستانی سەر هەوادا بەرەو خوارەوە دەڕۆن، بەتایبەتی لە دەوروبەری ئەو خێراییەدا کاتێک فڕینی بەرەوپێش دەست پێدەکات بەرەو دواوە بۆ ناو ڕێڕەوی کلکەکە دەڕۆن، پاشان لە خێرایی بەرزتردا بەتەواوی لە کلکەکە دوور دەکەونەوە.
تاقیکردنەوەی مۆدێلی پێوانەیی هەمان کاری کۆریدۆر بۆ فڕۆکە مۆدێرنەکان درێژ دەکاتەوە. بەرنامەی مۆدێلی ئێرۆئاکوستیکی تیلترۆتۆر (TRAM)ی NASA و سوپا — مۆدێلێکی پێوانەی 1/4ی دوو ڕۆتۆری فڕۆکەی Bell/Boeing V-22 Osprey — بەردەوام بووە لەم زنجیرە تاقیکردنەوەیەی تیلترۆتۆر بە ژینگەی تەواوەوە لە کۆمەڵگەی نیشتمانی ئێرۆدینامیکی قەبارە تەواو، دەیان ساڵ دوای ئەوەی بەرنامەی XV-15 بۆ یەکەمجار کۆریدۆرەکەی پێناسە کرد.
ژینگەی سەلامەتی خۆی پەیوەستە بە گۆشەی ناسێلەوە. کاری لێکچوواندن (Simulation) کە بۆ بەرنامەکە کرا دەریخست کە لەکارکەوتنی هەردوو بزوێنەر لە سەرووی گۆشەی 85°ی ناسێل (لە قووڵایی دۆخی هێلیکۆپتەر/گواستنەوە) تاکە حاڵەتی لەکارکەوتن بوو کە دەیتوانی شەپۆلدانی مەترسیداری پەلەکان و بار دروست بکات — کە تەنها بە کەمکردنەوەی گۆشەی ناسێل لە ماوەی 5 چرکەدا دەتوانرا چاک بکرێتەوە. گۆڕینی تەواو لە 95° بۆ 0° دەکرا لە 11 چرکەدا جێبەجێ بکرێت. لە خوار 85°ەوە، هیچ کردارێکی تایبەتی چاککردنەوە پێویست نەبوو. بە واتایەکی تر، دۆخی گواستنەوە سنووری سەلامەتی تایبەت بە خۆی هەیە کە وەستانی سەر هەوا و فڕینی ئاسایی هاوبەش نین تێیدا.

2. تەیلسیتەرەکان کێشەیەکی پەیوەندیدار بەڵام جیاوازیان هەیە

تەیلسیتەرێک بە لارکردنەوەی تەواوی لاشەی فڕۆکەکە لە ستوونییەوە بۆ ئاسۆیی دەگوازرێتەوە، ئەمەش بەو واتایە دێت کە باڵ و لاشەکەی بە گۆشەی هێرشی زۆر بەرزدا تێدەپەڕن — زۆر زیاتر لەو شوێنەی کە فڕۆکەیەکی باڵ جێگیر بە شێوەیەکی ئاسایی تووشی وەستان (stall) دەبێت — پێش ئەوەی فڕۆکەکە بکەوێتە سەر باڵەکانی. کاری بڵاوکراوەی تونێلی با لەسەر ئێرۆدینامیکی تەیلسیتەر بەتایبەتی ئامانجی ئەمە بووە: تاقیکردنەوەی تەواوی فڕۆکەکە (باڵ، لاشە و جێگیرکەر پێکەوە، نەک تەنها ئێرفۆیلێکی دابڕاو) لە تەواوی مەودای گۆشەی هێرش کە مانۆڕی گواستنەوەکە پێیدا تێدەپەڕێت، چونکە هێزە ئێرۆدینامیکییەکان لەم دۆخەدا قورسە تەنها لە ڕێگەی تیۆرییەوە پێشبینی بکرێن و مۆدێلەکانی داینامیکی فڕین کە بۆ دیزاینکردنی کۆنترۆڵکەری گواستنەوە بەکاردەهێنرێن ڕاستەوخۆ پشت بەو داتایانەی تونێلی با دەبەستن.

کارلێکی پەروانە-باڵ ئەمە ئاڵۆزتر دەکات: لە گۆشەی هێرشی بەرز و خێرایی هەوای کەمدا، ئەو هێزەی پەروانەکە دروستی دەکات بە شێوەی ئەستوونی لەسەر تەوەری پاڵنەرەکەی، پشت دەبەستێت بە گۆشەی هێرش، خێرایی هەوا، لادانی فلاپ و پاڵنەر لە یەک کاتدا و بە شێوەیەکی ناهێڵی — ئەمەش پەیوەندییەک نییە کە تاقیکردنەوە جیاوازەکانی پەروانە بەتەنها و باڵ بەتەنها ئاشکرای بکەن.

3. هەڵمەتێکی تاقیکردنەوەی گواستنەوە لە ڕاستیدا پێویستی بە چییە

پشکنینێکی ڕاستەقینەی گۆڕین، نەک تەنها دوو خاڵی کۆتایی. داتاکانی وەستانی سەر هەوا و فڕینی ئاسایی پێشبینی ئەوە ناکەن کە چی ڕوودەدات لە گۆشەکانی ناوەڕاستی ناسێل یان ئاراستەکانی لاربوونەوەدا — خراپترین بارەکانی بەرنامەی XV-15 لە گۆشەی 60°ی ناسێل دەرکەوتن، کە لە هیچ کام لە دوو ئەوپەڕەکە نزیک نەبوو.
بینینکردنی جەریان لە یەکتربڕینی باڵ-ناسێل یان باڵ-لاشە. کێشەی باری سەر کلکی XV-15 تەنها بە دانانی دەزوو (tufting) لە بەشی ناوەوەی ناسێل و بەدواداچوونی ئەوەی کە گێژاوە دروستبووەکە لە ڕاستیدا بۆ کوێ چوو دەستنیشان کرا — داتای هێز بەتەنها ڕوونکردنەوەی بۆ بارەکان نەدا.
چاودێریکردنی باری پێکهاتەیی لەسەر کلک و بەشی دواوەی لاشە ، نەک تەنها باڵەکە — بۆ تیلترۆتۆرێک، تێپەڕبوونی شەپۆلی ڕۆتۆر بەسەر کلکەکەدا لە گۆشە دیاریکراوەکانی گواستنەوەدا حاڵەتێکی لەکارکەوتنی بەڵگەدارکراو و نادیارە.
ڕووماڵکردنی تەواوی مەودای گۆشەی هێرش کە مانۆڕی گواستنەوەی تەیلسیتەرێک پێیدا تێدەپەڕێت ، بە تێپەڕاندنی زۆری وەستانی (stall) باویشەوە، چونکە ئەمە بەتەواوی ئەو دۆخەیە کە کۆنترۆڵکەری گواستنەوە دەبێت پێیدا بفڕێت.
سیستەمی پاڵنەر لە هەموو خاڵێکی داتای گواستنەوەدا بگرێتەوە — هێزە دەرەکییەکانی تەوەری کە بەهۆی پەروانەوە دروست دەبن لە کاتی گواستنەوەدا پەیوەستن بە گۆشەی هێرش، خێرایی هەوا و پاڵنەر پێکەوە، و ناتوانرێت لە تاقیکردنەوەی ئێرۆدینامیکی جیا بکرێنەوە.

4. پێنج هەڵە کە ئێمە دەیانبینین

تاقیکردنەوەی تەنها وەستانی سەر هەوا و فڕینی ئاسایی و خەمڵاندنی نێوانیان. داتاکانی XV-15 دەریدەخەن کە خراپترین بارەکان دەکرێت لە ناوەڕاستی کۆریدۆرەکەدا دەربکەون، نەک لە هیچ کام لە خاڵەکانی کۆتاییدا — خەمڵاندنی نێوانیان (interpolation) بەتەواوی ئەمەی لەدەست دەدا.
پازدان بەسەر بینینکردنی جەریاندا لەبەر ئەوەی خانەکانی بار "ژمارەیەک پیشان دەدەن." تیمی XV-15 تەنها هۆکاری بارەکانی سەر کلکیان دۆزییەوە — گێژاوێکی دیاریکراوی نووکی باڵ لە گۆشەیەکی دیاریکراوی ناسێلدا — لە ڕێگەی بەکارهێنانی دەزووەوە (tufting)؛ داتای هێز بەتەنها پێی وتن کە کێشەیەک هەیە، نەک بۆچی.
مامەڵەکردن لەگەڵ گواستنەوەی تەیلسیتەر وەک "تەنها پشکنینێکی گەورەی گۆشەی هێرش" لەسەر باڵێکی دابڕاو. کارلێکی لاشە، جێگیرکەر و پەروانە هەموویان گرنگن لەم گۆشانەدا — جەمسەری باڵێکی دابڕاو ڕەفتاری تەواوی فڕۆکەکە بەرهەم ناهێنێتەوە کە کۆنترۆڵکەری گواستنەوە پێویستی پێیەتی.
وا دابنێیت کە یەک چارەسەر (سترەیک، پەرژین، دروستکەری گێژاو) بارەکان لە تەواوی کۆریدۆرەکەدا پاک دەکاتەوە. لە بەرنامەی XV-15دا، ئەو چارەسەرانەی یارمەتی کلکی ئاسۆییان دا، بارەکانی سەر پەڕەکەی ستوونییان خراپتر کرد — چارەسەرەکانی کۆریدۆری گواستنەوە پێویستە لە تەواوی ژینگەکەدا هەڵبسەنگێنرێن، نەک تەنها لە یەک بارودۆخدا.
تاقینەکردنەوەی ژینگەی لەکارکەوتن، تەنها ژینگە ئاساییەکە. سنووری سەلامەتی پەیوەست بە گۆشەی ناسێل کە لە XV-15دا دۆزرایەوە (85° وەک خاڵی دەستپێک بۆ لەکارکەوتنی هەردوو بزوێنەر کە دەتوانرێت چاک بکرێتەوە) لە شیکارییەکی تەرخانکراوی دۆخی گواستنەوەوە بەتایبەتی هاتبوو — ئەمە تەنها لە تاقیکردنەوەی بارودۆخی ئاساییدا دەرنەدەکەوت.

5. ئەمە مانای چییە بۆ بەرنامەکەت

میکانیزمی گواستنەوەکەتمان پێ بڵێ — تیلترۆتۆر یان تەیلسیتەر — لەگەڵ کۆریدۆری گۆڕینی ئامانجت ، و ئێمە هەڵمەتێکی تاقیکردنەوە دادەڕێژین کە تەواوی ژینگەی گواستنەوەکە دەگرێتەوە، نەک تەنها خاڵەکانی کۆتایی وەستانی سەر هەوا و فڕینی ئاسایی. خوێندنەوەی پەیوەندیدار: وتارە سەرەکییەکەمان لەسەر

[Article not found: long-range-fixed-wing-uas-wind-tunnel-testing]

سەرچاوەکان و تێبینییەکان

بەرنامەی تونێلی بای فڕۆکەی توێژینەوەی تیلترۆتۆری XV-15 (تونێلی بای 40 بە 80 پێی Ames، ئامانجەکانی تاقیکردنەوە کە هێلیکۆپتەر تا گواستنەوە بۆ دۆخی فڕۆکەی ئاسایی دەگرێتەوە تا توانای 170 گرێی تونێلەکە، چەمکی کۆریدۆری گۆڕین، نەریتی گۆشەی ناسێل بۆ 0° فڕۆکەی ئاسایی / 90° هێلیکۆپتەر، باری سەر کلک لە گێژاوەکانی نووکی باڵەوە لە گۆشەی 60°ی ناسێل کە لە ڕێگەی بینینکردنی دەزووەوە دەستنیشان کرا، هەژاندنی کلک بەهۆی گێژاوی نووکی ڕۆتۆر کە لە نزیک 40 گرێ لە دۆخی هێلیکۆپتەردا دەگاتە لوتکە، خاڵی دەستپێکی سەلامەتی لەکارکەوتنی هەردوو بزوێنەر لە گۆشەی 85°ی ناسێل لەگەڵ ماوەی 5 چرکە بۆ چاککردنەوە، و گۆڕینی تەواوی 95° بۆ 0° لە 11 چرکەدا): Weiberg, J.A., Maisel, M.D., "Wind-Tunnel Tests of the XV-15 Tilt Rotor Aircraft," NASA Technical Memorandum 81177 / AVRADCOM Technical Report TR-80-A-3, 1980 (NASA Technical Reports Server, document 19800015802).
پێوانە و بنەمای بەرنامەی مۆدێلی ئێرۆئاکوستیکی تیلترۆتۆر (TRAM) (پێوانەی 1/4ی فڕۆکەی Bell/Boeing V-22 Osprey، ڕۆتۆری دابڕاو کە لە تونێلی بای ئەڵمانی-هۆڵەندی تاقیکرایەوە، مۆدێلی دوو ڕۆتۆری تەواوی باڵ کە لە بەشی 40 بە 80 پێی کۆمەڵگەی نیشتمانی ئێرۆدینامیکی قەبارە تەواو لە NASA Ames تاقیکرایەوە): NASA Ames Research Center, "Tiltrotor Aeroacoustic Model".
ئێرۆدینامیکی گواستنەوەی تەیلسیتەر (تاقیکردنەوەی تونێلی بای تەواوی فڕۆکە لە تەواوی مەودای گۆشەی هێرش کە مانۆڕی گواستنەوەکە پێیدا تێدەپەڕێت، و یەکگرتنی ناهێڵی هێزی دەرەکی تەوەری کە بەهۆی پەروانەوە دروست دەبێت لەگەڵ گۆشەی هێرش، خێرایی هەوا، لادانی فلاپ و پاڵنەر) بە شێوەیەکی بەرفراوان گونجاوە لەگەڵ توێژینەوە بڵاوکراوەکانی تونێلی بای تەیلسیتەر؛ وەسفکردنی TunnelTech بۆ شێوازی تاقیکردنەوەکە ڕەنگدانەوەی پراکتیکی ئەندازیاری خۆمانە بۆ ئەم پۆلەی فڕۆکە.
ڕێنمایی میتۆدۆلۆژیای تاقیکردنەوە (پشکنینی تەواوی گۆڕین، بینینکردنی جەریانی یەکتربڕین، چاودێریکردنی پێکهاتەیی کلک، هەڵسەنگاندنی چارەسەری تەواوی ژینگە) پراکتیکی ئەندازیاری TunnelTechە، کە ڕاستەوخۆ لە دەرەنجامە بەڵگەدارکراوەکانی XV-15ی سەرەوە وەرگیراوە.

تاقیکردنەوەی قۆناغی گواستنەوە بۆ فڕۆکەی VTOLی باڵ جێگیر: تیلترۆتۆر و تەیلسیتەرەکان