İçeriğe atla

Alan kuralı

Gövde boyunca enine kesit alanı dağılımı, gerçek şekilden büyük ölçüde bağımsız olarak dalga sürüklenmesini belirler. Uyumlu olmasa da, mavi ve açık yeşil şekiller kabaca eşittir.

Transonik alan kuralı olarak da adlandırılan Whitcomb alan kuralı, bir uçağın transonik ve süpersonik hızlarda, özellikle Mach 0.75 ve 1.2 arasında sürüklenmesini azaltmak için kullanılan bir tasarım tekniğidir.

Mach 0.75 ve 1.2 arası hızlar modern ticari ve askeri sabit kanatlı uçakların en önemli çalışma hızı aralıklarından biridir; ayrıca transonik hızlanma, savaş uçakları için önemli bir performans ölçütü olarak kabul edilir ve mutlaka transonik sürüklemeye bağlıdır.

Açıklama

Yüksek ses altı uçuş hızlarında hava akışının yerel hızı, akışın uçak gövdesi ve kanatları çevresinde hızlandığı bölgelerde ses hızına ulaşabilir. Bu durumun meydana gelme hızı uçaktan uçağa değişir ve kritik Mach sayısı olarak bilinir. Ses hızında akış gerçekleşen noktalarında oluşan şok dalgaları, dalga sürüklemesi adı verilen sürtünmede ani bir artışa neden olabilir. Bu şok dalgalarının sayısını ve gücünü azaltmak için, aerodinamik şeklin kesit alanı mümkün olduğunca yumuşak şekilde değişmelidir.

Alan kuralı, aynı boylamasına kesit alanı dağılımına sahip iki uçağın, alanın yanal olarak nasıl dağıldığından (örneğin gövdede veya kanatta) bağımsız olarak aynı dalga sürüklemesine sahip olduğunu söylemektedir. Ayrıca güçlü şok dalgalarının oluşumunu önlemek için bu toplam alan dağılımı düzgün olmalıdır. Sonuç olarak, uçağın kanatların olduğu yerde gövdenin daraltılacağı veya "belinin inceleceği", böylece toplam alan çok fazla değişmeyeceği şekilde dikkatle tasarlanmalıdır. Bir balon kanopinin ve belki de kuyruk yüzeylerinin bulunduğu yerde benzer ancak daha az belirgin gövde inceltmesi kullanılır.

Alan kuralı ses hızını aşan hızlarda da geçerlidir, ancak bu durumda gövde düzenlemesi tasarım hızı için Mach hattına göre yapılır. Örneğin, Mach 1.3'te uçağın gövdesinden oluşan Mach konisinin açısının yaklaşık μ = arcsin (1 / M) = 50.3 ° (μ Mach konisinin açısı veya sadece Mach açısı, M Mach sayısı) olacaktır. Bu durumda "mükemmel şekil" arkaya doğru meyillidir; bu nedenle, yüksek hızlı seyir için tasarlanmış uçakların genellikle kanatları arkaya doğrudur.[1] Böyle bir tasarımın klasik bir örneği Concorde'tur. Transonik alan kuralı uygulanırken, kesiti tanımlayan düzlemin Mach açısı μ'de uzunlamasına ekseni karşılaması koşulu artık M = 1 tarafından verilen 90 ° dışında μ için benzersiz bir düzlem öngörmemektedir. Doğru prosedür, kesişen düzlemin olası tüm yönelimlerini ortalamaktır.

Sears – Haack gövdesi

İlgili bir diğer kavram, belirli bir uzunluk ve belirli bir hacim için minimum dalga sürüklemesine izin veren Sears – Haack gövdesi şeklidir. Bununla birlikte, Sears-Haack gövdesi şekli, düşük türbülanslı süpersonik akışları yöneten Prandtl – Glauert denkleminden başlayarak türetilir. Ancak bu denklem alan kuralının uygulandığı transonik akışlar için geçerli değildir . Bu nedenle, Sears – Haack gövde şekli pürüzsüz olmasına rağmen, alan kuralına göre uygun dalga sürükleme özelliklerine sahip olsa da, teorik olarak optimum değildir.[2]

Fotoğraflar

  • F-102 Delta Dagger'ın gelişimi olan F-106 Delta Dart, alan kuralıyla ilgili hususlar nedeniyle "yaban arısı-belli" şekillendirmeyi gösteriyor
    F-102 Delta Dagger'ın gelişimi olan F-106 Delta Dart, alan kuralıyla ilgili hususlar nedeniyle "yaban arısı-belli" şekillendirmeyi gösteriyor
  • NASA Convair 990 kanatların arkasında antishock gövdeleri
    NASA Convair 990 kanatların arkasında antishock gövdeleri
  • Antishock gövdeleri olmadan ve antishock gövdeleri ile akış ayrımının görselleştirmesi
    Antishock gövdeleri olmadan ve antishock gövdeleri ile akış ayrımının görselleştirmesi
  • Tupolev Tu-95'in motorlarının arkasında (ana iniş takımı için) iki büyük şişkin nacel görülebilir
    Tupolev Tu-95'in motorlarının arkasında (ana iniş takımı için) iki büyük şişkin nacel görülebilir

Kaynakça

  1. ^ Jones, Robert T (1956). Supersonic area rule (PDF) (report). UK: NACA. 1284. 5 Aralık 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 22 Ocak 2020. .
  2. ^ https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19670030792.pdf 27 Nisan 2020 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. nasa.gov. Retrieved April 6, 2015.

Kaynakça

Dış bağlantılar

İlgili Araştırma Makaleleri

Salma omurga ya da işler omurga, yelkenli teknelerin altında bulunan, temelde denge sağlamaya yarayan ağırlıktır. Yelkenlerin yarattığı kuvvete dengeleyici bir ters kuvvet üretmesi gerektiğinden genelde kurşundan yapılır. Zira eğer yeteri kadar ağır olmazsa tekne sert bir rüzgârda alabora olabilir. Salmanın bir diğer önemli işlevi de yandan gelen rüzgârın tekneyi rüzgâr altına sürüklemesine engel olmaktır. Bu iki işlevinden ötürü salma, yelkenli teknelerin temel parçalarından biridir.

<span class="mw-page-title-main">Uçak</span> Motorlu hava taşıtı

Uçak veya tayyare; hava akımının başta kanatlar olmak üzere kanat profilli parçaların alt ve üst yüzeyleri arasında basınç farkı oluşturması sayesinde havada tutunarak yükselebilen, uçma özellikli motorlu bir hava gemisi ve hava taşıtıdır. Pistonlu ya da jet motorlu, sabit kanatlı ve havadan ağır pek çok hava taşıtı uçak kategorisine dahildir. Günümüzde en temel uçak tipleri, yolcu uçağı, savaş uçağı, kargo uçağı olarak bilinirken, farklı coğrafi şartlara göre özelleştirmiş uçaklar da mevcuttur.

<span class="mw-page-title-main">Lockheed Martin F-22 Raptor</span> ABD yapımı beşinci kuşak savaş uçağı

Lockheed Martin F-22 Raptor, Lockheed Martin kuruluşu tarafından, hava üstünlüğü odaklı, düşük radar izi ile yüksek görünmezlik sağlamaya yönelik üretilen, Amerika Birleşik Devletleri Hava Kuvvetleri (USAF) için geliştirilmiş tek koltuklu, çift motorlu, her türlü hava koşuluna uygun taktik savaş uçağıdır. USAF'ın Gelişmiş Taktik Avcı programının bir sonucu olarak, uçak bir hava üstünlüğü savaşçısı olarak tasarlanmış, ancak aynı zamanda kara saldırısı, elektronik harp ve sinyal istihbarat yeteneklerine de sahiptir. Ana yüklenici Lockheed Martin, F-22'nin gövde ve silah sistemlerinin çoğunu üretip son montajı gerçekleştirirken, Boeing kanatları, arka gövdeyi, aviyonik entegrasyonunu ve eğitim sistemlerini sağlamıştır. Amerika Birleşik Devletleri Hava Kuvvetleri'ne (USAF) bağlı F-22 uçakları, Birleşik Devletler Küresel Saldırı Görev Gücü'nün (US-GSTF) önemli bileşenlerindendir.

<span class="mw-page-title-main">Kanat</span> hayvan ya da cansız bir objenin uçmasını sağlayan organ ya da parça

Kanat, uçma veya hareket etme amacıyla kullanılan ve genellikle kuşlar, böcekler veya uçaklar gibi hayvanlar veya araçlar tarafından kullanılan bir yapıdır. Kanatlar, aerodinamik prensiplere dayalı olarak tasarlanmış ve şekillendirilmiştir, böylece hava akışını kontrol ederek uçuş veya hareket sağlayabilirler. Kanat belli bir evrimsel ve biyolojik süreç sonrası oluşabilmesinin yanı sıra beşeri olarak da modellenebilip uçmak veya bir sıvı içerisinde hareket sağlamak için de özelleştirilebilmektedir.

<span class="mw-page-title-main">Hipersonik</span>

Hipersonik, 5 Mach ya da daha yüksek hızlar için kullanılır. Ayrıca 5 mach ve üzeri hızlarda uçmak için tasarlanmış uçaklara hipersonik uçaklar denir. North American Aviation tarafından üretilen X-15 ve NASA tarafından henüz geliştirilmekte olan X-43 bunlara örnektir. Bugüne kadar yapılan araçların tamamı deneyseldir.

<span class="mw-page-title-main">Kanat profili</span>

Kanat profili veya aerofoil, kanat, yelken, dümen, pervane kanadı, rotor veya türbin gibi bir akışkan içindeki hareketi kaldırma kuvveti oluşturabilen nesnenin kesit şeklidir.

<span class="mw-page-title-main">Sürükleme</span>

Sürükleme; akışkanlar mekaniğinde bir cismin, bir akışkan içindeki hareketine gösterdiği direnç. Sürükleme İngilizce drag sözcüğüne atfen "D" harfi ile gösterilir.

<span class="mw-page-title-main">Aerodinamik</span> Fizik terimi ve bilim dalı

Aerodinamik, hareket eden katı kütlelerin havayla etkileşimlerini inceleyen bilim dalıdır. Aerodinamik sözcüğü Yunancadan gelmiş olup bu bilim dalı havanın hareketi ile ilgilidir. Parçalı olarak katı bir cisim ile irtibata geçmiş olması, havanın hareketi ve uçağın kanadı gibi, buna örnek olarak gösterilebilir. Aerodinamik akışkan dinamiği ve gaz dinamiğinin bir alt dalıdır ve aerodinamiğin birçok bakış açısı, teorisi bu alanlarda ortaktır. Aerodinamik genellikle gaz dinamiği için kullanılır; gaz dinamiğinin aerodinamikten farkı, tüm gazlar için çalışması ve aerodinamik gibi yalnızca hava ile sınırlanmamış olmasıdır.

<span class="mw-page-title-main">Ok açılı kanat</span>

Ok açılı kanat, yüksek hızlı uçaklarda kullanılan bir kanat tipi olup, adını uçağa üstten bakıldığında kanatların uçları geriye çekilmiş bir biçimde ok şekline benzemesinden almıştır. Geriye çekilmiş kanatlar geri ok açısını ifade ederken, tarihte ileri ok açılı kanatlara sahip uçaklar da görülmüştür. Ok açılı kanatların varolması sebebi ses hızına yakın hızdaki bir havanın kanat profili üzerindeki davranışıdır.

<span class="mw-page-title-main">Rüzgâr tüneli</span>

Rüzgâr tüneli, hava, sıvı ve plazma gibi hareketli bir akış içinde bulunan katı cisimlere akışın uyguladığı etkinin ve cisimlerin akış üzerindeki etkisinin incelenmesi, araştırılması ve yorumlanması için tasarlanarak üretilen ve içindeki akışkanla yapay olarak üretilen akışın hızının kontrol edilebildiğitünellere denir.

<span class="mw-page-title-main">Bell X-1</span>

Bell X-1, orijinal adıyla XS-1, müşterek National Advisory Committee for Aeronautics (NACA)(en)-USAF süpersonik araştırma projesi ve bu proje dâhilinde ses hızını aşan ilk insanlı uçaktır. Genellikle gizli tutulan X-serisi uçakların ilkidir. II. Dünya Savaşı'nda Almanların savaş sonunda jet motorlu uçak geliştirmesi o yılların teknolojik rekabeti olan hava hız rekoru için ilham kaynağı olmuştur. Savaştan sonra bütün ülkeler artık klasik içten yanmalı motorun uçaklarda kullanılamayacağını anlamıştır. Bu doğrultuda ABD ses üstü hıza çıkılıp çıkılamayacağını araştırmak için X-1 projesini başlatmıştır. X-1 tam anlamıyla bir uçak değildir. Çünkü yerden havalanamazdı. X-1 USAF'a ait bir uçak tarafından gökyüzüne çıkarılır ve boşluğa bırakılırdı. Bir süre sonra pilot roketi ateşler ve deney başlamış olurdu. Deney başarısız olsaydı pilotu kabinden fırlatma sistemi olmadığından pilot ölecekti. Fakat X-1 ses hızını sorunsuz geçmiş ve süzülerek iniş yapmıştır. Aracın pilotu ses hızına yaklaşırken uçağın parçalanacak gibi titrediğini ses hızını geçince ise uçak uzaydaymış gibi kendini boşlukta hissettiğini söylemiştir. Böylece ABD ses hızının geçilebileceğini kanıtladığı gibi bunu başaran ilk ülke olmuştur.

<span class="mw-page-title-main">Tupolev Tu-144</span> dünyanın ilk sesüstü hızında yolcu taşıma uçağı

Tupolev Tu-144, SSCB'de Tupolev tasarım ofisinde, Alexei Tupolev yönetiminde tasarlanmış, dünyanın ilk süpersonik taşıma uçağı (SST).

<span class="mw-page-title-main">X-4 Bantam</span> çift jet motorlu küçük deneme uçağı

Northrop X-4 Bantam; yatay kuyruğu olmayan, bunun yerine yuvarlanma ve dalma kontrolleri olan elevatör ve aileronları yerine elevon adı verilen tek bir parça kullanılmış, çift jet motorlu küçük deneme uçağı. Bazı aerodinamikçilerin yatay kuyruğu ortadan kaldırarak transonik hızlarda kanatların yol açtığı süpersonik şok dalgalarının yatay kuyrukla etkileşmei sorununu ortadan kaldırmayı umuyorlardı, ancak X-4'ün deneyleri bu umudu boşa çıkardı.

<span class="mw-page-title-main">Bell X-5</span>

Bell X-5, kanatlarının açısını uçuş sırasında ayarlayabilen ilk uçak. Alman Messerschmitt şirketinin II. Dünya Savaşı sırasında geliştirdiği P.1101 tasarımından ilham almıştır. Ancak, Alman tasarımının kanat açısı sadece yerdeyken değiştirilebilirken Bell mühendislerinin eklediği elektrik motorları sayesinde X-5 uçuş sırasında da bu açıyı değiştirebilmektedir.

<span class="mw-page-title-main">Boeing 707</span>

Boeing 707 1950'li yıllarda üretime başlanan dört jet motorlu dar gövdeli sivil yolcu uçağı modelidir. Ünlü "Seven oh Seven" diye bahsedilen efsanevi yolcu uçağı olarak bilinir. Boeing tarafından 1010 adet üretildi, 1960 ve 1970 yılları arasında uluslararası uzun uçuşlarda yolcu taşımacılığında kullanıldı. İlk jet motorlu yolcu uçağı olan de Havilland Comet'ın başarısız ve sonu ölümle biten kazalarından sonra havacılık tarihinde başarılı olmuş ve yeni tasarımlara ilham vererek yolcu taşımacılığında jet uçağı çağını başlatmıştır.

<span class="mw-page-title-main">Kritik Mach sayısı</span>

Aerodinamikte, bir hava taşıtının kritik Mach sayısı kanattaki küçük bir bölge üzerindeki akışın ses hızına ulaştığı en küçük mach sayısıdır.

Sıkışabilir akışkan bir ortamda yol alan herhangi bir araç ya da gövde ye ait burun konisi kısmının aerodinamik tasarımındaki, önemli bir problem burun konisinin geometrik şeklinin belirlenmesidir. Burun konisinin şekli optimum performans için gereklidir. Dönel katı cisim şekil tanımlamasının gerektiği işler gibi birçok uygulamalar, akışkan bir ortamda çok hızlı hareket eden böyle bir cismin karşılaşacağı direncin en aza indirilmesini gerektirir.

Akışkanlar dinamiğinde, sürüklenim bir sıvı içerisinde hareket eden bir cismin hareket yönüne zıt yönde etki eden kuvvet topluluğuna denir. Bu kuvvet iki sıvı yüzeyi arasında veya bir katı ve bir sıvı yüzeyi arasında olabilir. Diğer durdurucu kuvvetler nazaran sürüklenim kuvveti hıza bağlıdır. Bir sıvının akış yönü hizasında bulunan katı bir cisme göre, sürüklenim kuvvetleri sıvının hızını her zaman azaltır.

<span class="mw-page-title-main">Nacel</span>

Nacel, uçak gövdesinden ayrı olan ve motor, yakıt ya da donanım gibi ekipmanlar taşıyan bir kaplama. II. Dünya Savaşı dönemindeki P-38 Lightning gibi bazı uçaklarda uçağın kokpiti temelde geleneksel bir gövdenin işlevini dolduran bir motor kabında da yer alabilir. Kaplama tipik olarak aerodinamik olarak şekillendirilir.

<span class="mw-page-title-main">Lockheed P-80 Shooting Star</span>

Lockheed P-80 Shooting Star, Amerika Birleşik Devletleri Hava Kuvvetleri (USAAF) tarafından operasyonel olarak kullanılan ilk jet avcı uçağıydı. 1943 yılında Lockheed tarafından dizayn edilip üretilen P-80, dizayn sürecinden sadece 143 gün sonra göklerle buluşmuştur. 2. Dünya Savaşının bitimine yakın bir süreçte, 2 adet ön üretim modeli İtalya'da görev almıştır. Düz kanatlarla dizayn edilen F-80 tipi uçak, Amerikan Hava Kuvvetleri altında Kore'de geniş çaplı muharebelerde görev almıştır.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.