Том оврын үл хөдлөх далавчтай НАС-ын мөстөлтийн баталгаажуулалтын туршилт

Жижиг цахилгаан ННТ-ийн мөстөлтийг ихэвчлэн халдаг сэнс эсвэл халдаг питот хоолойгоор шийддэг бөгөөд энэ нь эрчим хүчний хязгаарлагдмал нөөцтэй жижиг эд ангид зориулсан тусгайлсан шийдэл юм. Харин MALE эсвэл HALE ангиллын агаарын хөлгийн мөстөлт нь тэс өөр түвшний асуудал юм: энэ нь бүхэл бүтэн агаарын хөлгийг хамарсан, стандартад суурилсан баталгаажуулалтын шаардлага бөгөөд хүн жолооддог тээврийн нисэх онгоцыг баталгаажуулдагтай ижил мөстөлтийн нөхцөлд туршигддаг, учир нь энэ хэмжээний хөлөг нь яг ижил цаг агаарын нөхцөлд нисдэг.

1. Баталгаажуулалтын стандарт нь хүн жолооддог агаарын хөлгийнхтэй ижил байна

Энэ төрлийн туршилтын жишиг байгууламж нь Гленн судалгааны төв (Glenn Research Center) дэх НАСА-гийн Мөстөлтийн судалгааны салхин хонгил (IRT) бөгөөд энэ нь агаарын хөлгийн мөстөлтөд зориулагдсан дэлхийн хамгийн том хөргөлттэй салхин хонгилуудын нэг бөгөөд Холбооны нисэхийн дүрмийн 25-р хэсгийн C хавсралт дахь FAA-ийн мөстөлтийн баталгаажуулалтын стандартыг яг таг хуулбарладаг байгууламж юм. Үүний нийтлэгдсэн үзүүлэлтүүд нь "бүрэн хэмжээний мөстөлтийн баталгаажуулалт"-д бодитоор юу шаардагддагийг харуулж байна:

Туршилтын хэсэг: 6 фут өндөр × 9 фут өргөн × 20 фут урт
Туршилтын хэсгийн агаарын хурд: 50-аас 350 зангилаа
Туршилтын хэсгийн нийт температур: –25°C-аас 5°C хүртэл
Шингэн усны агууламж: 0,2-оос 3,0 г/м³ , үүлний жигд байдлыг ±10% -д барьдаг
Дуслын дундаж эзэлхүүний диаметр: 15-аас 50 мкм
Туршилтын хэсгийн 4,5 × 6 фут талбайг бүрхэх жигд мөстөлтийн үүл
Халуун соруулсан агаар ашигладаг дулааны мөстөлтөөс хамгаалах системийг турших зориулалттай, 1 фунт/с хүртэлх хөдөлгүүрээс соруулсан агаарын урсгалын загварчлал

IRT нь нисэх онгоц болон нисдэг тэрэгний масштабт загваруудаас гадна бүрэн хэмжээний агаарын хөлгийн эд ангиудыг туршдаг бөгөөд Boeing, Bell Helicopter, Goodrich, Cessna, Sikorsky, мөн АНУ-ын Арми, Тэнгисийн цэргийн хүчин, Нисэх хүчин зэрэг үйлчлүүлэгчдийн жагсаалт нь энэ бол зүгээр нэг судалгааны сонирхол бус, харин баталгаажуулалтын түвшний дэд бүтэц болохыг харуулж байна. НАСА-гийн сүүлийн үеийн мөстөлтийн туршилтын кампанит ажлууд нь FAA болон EASA-ийн зүгээс анхны C хавсралтын нөхцөлтэй зэрэгцэн шаардах болсон шинэ O хавсралтын хэт хөргөлттэй том дуслын (SLD) нөхцөл рүү шалгалт тохируулгын ажлыг өргөжүүлсэн.

2. Мөстөлтөөс хамгаалах технологи нь хэмжээнээс хамаарч яагаад ялгаатай байдаг вэ

Мөстөлтөөс хамгаалах технологи нь агаарын хөлгийн хэмжээнээс хамаарч тодорхой хуваагддаг бөгөөд энэ нь боломжит эрчим хүч гэсэн физик шалтгаантай байдаг. Жижиг ННТ-д түгээмэл ашиглагддаг цахилгаан дулааны халаалт нь жижиг цахилгаан платформын хангаж чадах батерейны гүйдлийн хүчээр хязгаарлагддаг тул үүнийг ихэвчлэн бүхэл бүтэн далавчинд бус, харин сэнс эсвэл питот мэдрэгч зэрэг жижиг, чухал эд ангиудад ашигладаг.

Шатахуунаар ажилладаг том оврын MALE эсвэл HALE агаарын хөлөг нь тэс өөр эрчим хүчний төсөвтэй байдаг бөгөөд энэ нь пикколо хоолойгоор дамжуулан далавчны урд ирмэг рүү чиглүүлсэн хөдөлгүүрээс соруулсан агаар ашиглан дулааны аргаар мөстөлтөөс хамгаалах боломжийг нээж өгдөг. Энэ нь хүн жолооддог тээврийн нисэх онгоцнуудад хэдэн арван жилийн турш ашиглагдаж ирсэн үндсэн бүтэц бөгөөд бүрэн цахилгаан мөстөлтөөс хамгаалах системд шаардагдах цахилгаан үүсгүүрийн хүчин чадлыг агаарын хөлөгт тээвэрлэхээс сэргийлдэг. Энэ хэмжээний баримтжуулсан жишээнүүдэд RQ-4 Global Hawk багтах бөгөөд түүний хөдөлгүүрийн бүрхүүлийн мөстөлтөөс хамгаалах систем нь соруулсан агаараас бус, харин агаарын хөлгийн гидравлик системээс ялгарах дулааныг ашигладаг. Энэ нь том оврын НАС-ын "дулааны хамгаалалт"-ыг хөлөг дээрх нэгээс олон дулааны эх үүсвэрээс инженерчлэх боломжтойг, мөн зөв сонголт нь агаарын хөлгийн тусгайлсан системийн архитектураас хамаардгийг сануулж байна.

3. Том оврын үл хөдлөх далавчтай хөлгийн мөстөлтийн туршилтын кампанит ажилд юуг хамруулах шаардлагатай вэ

Дурын хүйтэн, нойтон нөхцөлд бус, бодит баталгаажуулалтын хүрээнд турших — C хавсралтын шингэн усны агууламж, дуслын хэмжээ болон температурын хослолуудыг нарийн зааж өгсөн байдаг, учир нь өөр өөр хослолууд нь өөр өөр мөсний хэлбэр, өөр өөр аэродинамикийн алдагдлыг үүсгэдэг.
C хавсралттай зэрэгцэн O хавсралтын хэт хөргөлттэй том дуслын нөхцөлүүд , учир нь SLD мөстөлт нь сонгодог C хавсралтын мөстөлтөөс илүү аэродинамик гадаргуугийн хойд хэсэгт, зөвхөн C хавсралтад зориулагдсан мөстөлтөөс хамгаалах системүүд хамгаалж чадахгүй байж болох байршилд мөс хуримтлуулдаг.
Зөвхөн халсан гадаргууг бус, дулааны системийг бүхэлд нь — соруулсан агаарын системийн хувьд энэ нь зөвхөн халсан хавтангаас унаж буй мөсийг тусад нь хэмжих бус, харин хөдөлгүүрийн загварчилсан урсгалын дор агаарын суваг, пикколо хоолойн хуваарилалт, дулаан дамжуулалтыг туршина гэсэн үг юм.
Бодит мөсний хэлбэрүүд наалдсан үеийн аэродинамикийн үзүүлэлт , учир нь баталгаажуулалт нь эцсийн дүндээ хамгаалалтын систем нь хамгийн сайн тохиолдолд мөс үүсэхээс сэргийлж чадах эсэх тухай бус, харин хамгаалалтын системийн зохион бүтээгдсэн мөстэй үед агаарын хөлгийн нислэгийн чанар ямар байх тухай юм.
Баталгаажуулалтын үндэслэл шаардсан газарт бүрэн хэмжээний эд ангиуд — IRT-ийн бүрэн хэмжээний агаарын хөлгийн эд ангиудыг турших баримтжуулсан хүчин чадал нь зарим эд ангиуд дээрх мөс хуримтлагдах физик шинж чанар нь жижиг загварт шууд хуваарилагдан бууж чаддаггүйтэй шууд холбоотой.

4. Бидний ажигладаг таван алдаа

Мөстөлтөөс хамгаалах асуудлыг ямар ч хэмжээний агаарын хөлөгт эд ангийн түвшний цахилгаан дулааны асуудал мэтээр авч үзэх. Жижиг ННТ-ийн сэнсэнд тохирдог зүйл MALE/HALE-ийн далавчинд тохирохгүй — эрчим хүчний төсөв болон баталгаажуулалтын үндэслэл хоёулаа өөр байдаг.
Зөвхөн C хавсралтыг туршиж, үүнийг "мөстөлт"-ийг бүрэн хамарна гэж үзэх. O хавсралтын хэт хөргөлттэй том дуслын нөхцөлүүд нь одоо олон хөтөлбөрийн баталгаажуулалтын үндэслэлийн тусдаа, зайлшгүй шаардлагатай хэсэг болсон бөгөөд тэдгээр нь аэродинамик гадаргуугийн өөр хэсгийг мөстүүлдэг.
Дамжуулах системийг баталгаажуулахгүйгээр дулааны эх үүсвэрийг баталгаажуулах. Соруулсан агаарын системийн пикколо хоолойн хуваарилалт болон агаарын сувгийн алдагдал нь боломжит анхдагч дулаантай адил чухал байдаг — цаасан дээр ажилладаг систем далавчны үзүүрт хангалттай дулаан өгч чадахгүй байж болно.
Аэродинамикийн алдагдлыг хэмжихгүйгээр мөстөлтөөс урьдчилан сэргийлэх байдлыг хэмжих. Баталгаажуулалт нь зөвхөн "мөс үүсэж байна уу" гэдэг асуудал биш — энэ нь "хамгаалалтын системийг баталгаажуулсан мөсний хэлбэртэйгээр агаарын хөлөг хэрхэн нисэж байна вэ" гэдэг асуудал юм.
Масштабт загвар нь бүрэн хэмжээний эд ангийн бүх шинж чанарыг харуулж чадна гэж үзэх. Мөс хуримтлагдах физик шинж чанар нь масштабын нөлөөллийг хамгийн бага тэвчдэг салбаруудын нэг бөгөөд яг тийм учраас баталгаажуулалтын түвшний мөстөлтийн хонгилууд бүрэн хэмжээний эд ангиудыг шууд туршдаг.

5. Энэ нь танай хөтөлбөрийн хувьд юу гэсэн үг вэ

Баталгаажуулалтын үндэслэл болон мөстөлтөөс хамгаалах архитектураа бидэнд хэлээрэй , бид ерөнхий хүйтэн цаг агаарын шалгалт бус, харин танай агаарын хөлгийг баталгаажуулах шаардлагатай бодит C хавсралт болон O хавсралтын хүрээнд туршилтын хөтөлбөрийг боловсруулах болно. Холбоотой унших материал:

long-range fixed-wing UAS testing

дээрх манай төв нийтлэл.

Эх сурвалж болон тэмдэглэл

НАСА-гийн Мөстөлтийн судалгааны салхин хонгилын байгууламжийн үзүүлэлтүүд (туршилтын хэсэг 6 фут × 9 фут × 20 фут, агаарын хурд 50–350 зангилаа, нийт температур –25°C-аас 5°C, шингэн усны агууламж 0,2–3,0 г/м³ ±10% үүлний жигд байдалтай, дуслын MVD 15–50 мкм, 4,5 × 6 фут жигд мөстөлтийн үүл, 1 фунт/с хүртэлх хөдөлгүүрээс соруулсан агаарын урсгалын загварчлал, FAA FAR 25-р хэсгийн C хавсралтын мөстөлтийн баталгаажуулалтын стандартын хуулбар, бүрэн хэмжээний агаарын хөлгийн эд анги болон нисэх онгоц, нисдэг тэрэгний масштабт загваруудын туршилт, мөн Boeing, Bell Helicopter, Goodrich, Cessna, Sikorsky болон АНУ-ын цэргийн албад зэрэг үйлчлүүлэгчдийн бааз): NASA Glenn Research Center / NASA Aeronautics Test Program, "Icing Research Tunnel" fact sheet.
НАСА-гийн сүүлийн үеийн туршилтын кампанит ажлуудад IRT-ийн шалгалт тохируулгын ажлыг FAA/EASA-ийн O хавсралтын хэт хөргөлттэй том дуслын (SLD) нөхцөл рүү өргөжүүлсэн талаар НАСА-гийн Техникийн тайлангийн сервер (NASA Technical Reports Server) дээрх НАСА Гленн мөстөлтийн судалгааны дараагийн нийтлэлүүдэд баримтжуулсан болно.
Эрчим хүчний хязгаарлагдмал нөөцтэй жижиг ННТ-ийн эд ангиудад зориулсан ердийн арга болох цахилгаан дулааны мөстөлтөөс хамгаалах систем, үүний эсрэг шатахуунаар ажилладаг том оврын HALE агаарын хөлөгт тохирох пикколо хоолойгоор дамжуулан соруулсан агаар ашиглан дулааны аргаар мөстөлтөөс хамгаалах систем, мөн агаарын хөлгийн гидравлик системээс дулаан татдаг RQ-4 Global Hawk-ийн хөдөлгүүрийн бүрхүүлийн мөстөлтөөс хамгаалах систем: нийтлэгдсэн агаарын хөлгийн мөстөлтөөс хамгаалах системийн уран зохиолтой нийцэж байна.
RQ-4B Global Hawk (HALE ангилал)-ийн агаарын хөлгийн суурь мэдээлэл: алсын зайн үл хөдлөх далавчтай НАС-ын туршилтын (MALE, HALE болон VTOL) талаарх бидний нийтлэгдсэн нийтлэлтэй нийцэж байна.
Туршилтын арга зүйн удирдамж (C хавсралт болон O хавсралтын бүрэн хүрээний туршилт, бүхэл системийн дулааны баталгаажуулалт, мөсний хэлбэрүүд наалдсан үеийн аэродинамикийн алдагдлын хэмжилт, бүрэн хэмжээний эд ангийн туршилт) нь дээр баримтжуулсан баталгаажуулалтын түвшний байгууламжийн үзүүлэлтүүдэд шууд нийцсэн TunnelTech-ийн инженерийн туршлага юм.

Том оврын үл хөдлөх далавчтай НАС-ын мөстөлт болон бүх цаг агаарын нөхцөлийн баталгаажуулалт