הנדסת אווירונאוטיקה

מקור: חוזה רוברטו מורטו ושיאופנג ליו, המחלקה להנדסת אוירונוטיקה וחלל, אוניברסיטת סן דייגו, סן דייגו, קליפורניה מנהרת הרוח במהירות נמוכה היא כלי רב ערך לחקר מאפיינים אווירודינמיים של מטוסים ולהעריך את ביצועי המטוסים ואת היציבות. באמצעות דגם בקנה מידה של מטוס DC-6B בעל זנב נשלף ומאזן כוח אווירודינמי חיצוני של 6 רכיבים, אנו יכולים למדוד את מקדם המעלית (CL), מקדם גרירה (CD), מקדם רגע התנדנדות (CM), ומקדם רגע yaw (CN) של מטוס הדגם עם ובלי זנבו ולהעריך את השפעת הזנב על יעילות אווירודינמית, יציבות...

מקור: שרייאס נרסיספור, הנדסת מכונות וחלל, אוניברסיטת צפון קרוליינה סטייט, ראלי, NC מדחף הוא מדחף מעוות, שבו זווית האקורד משתנה ביחס למיקום, לאורך התחנה הרדיאלית, כפי שמוצג באיור 1. מדחפים נמצאים בשימוש נרחב במערכות הנעה של מטוסים וכלי שיט ובכך מחייבים אפיונים מפורטים של מדחפים לתכנון כלי רכב בעלי ביצועים גבוהים. איור 1. אקורד, עובי ומגרש בתחנה רדיאלית. אחד המאפיינים המגדירים של מדחף הוא המגרש / טוויסט. גובה המדחף, שניתן בדרך כלל ביחידות אורך, הוא המרחק התיאורטי שהמדחף ינוע באוויר במהפכה אחת.

מקור: דייוויד גואו, המכללה להנדסה, טכנולוגיה ואווירונאוטיקה (CETA), אוניברסיטת דרום ניו המפשייר (SNHU), מנצ'סטר, ניו המפשייר נייר אלומיניום הוא חלק כנף דו-ממדי המייצג מאפייני ביצועי כנף קריטיים. מקדם חלוקת הלחץ וההרמה הם פרמטרים חשובים המאפיינים את התנהגותם של ניירות מזון אוויריים. התפלגות הלחץ קשורה ישירות למעלית שנוצרת על ידי airfoils. נייר אלומיניום קלארק Y-14, המשמש בהדגמה זו, יש עובי של 14% והוא שטוח על המשטח התחתון מ 30% של אורך אקורד לגב. כאן נדגים כיצד נמדדת התפלגות הלחץ סביב חיל האוויר...

מקור: דייוויד גואו, המכללה להנדסה, טכנולוגיה ואווירונאוטיקה (CETA), אוניברסיטת דרום ניו המפשייר (SNHU), מנצ'סטר, ניו המפשייר כנף היא המנגנון העיקרי ליצירת מעלית במטוס. ניתן לשפר עוד יותר את ביצועי הכנף על-ידי פריסת התקנים בעלי הרמה גבוהה, כגון מדפים (בקצה הנגרר) ולוחות (בקצה המוביל) במהלך ההמראה או הנחיתה. בניסוי זה, מנהרת רוח משמשת ליצירת במהירות אווירית מסוימת, וכנף קלארק Y-14 עם דש ולוח משמשת לאיסוף וחישוב נתונים, כגון מקדם רגע המעלית, הגרירה וההגשה. מטח אוויר קלארק Y-14 מוצג באיור 1 ועוביו...

מקור: חוזה רוברטו מורטו ושיאופנג ליו, המחלקה להנדסת אוירונוטיקה וחלל, אוניברסיטת סן דייגו, סן דייגו, קליפורניה בדיקות מנהרות רוח שימושיות בתכנון כלי רכב ומבנים הנתונים לזרימת אוויר במהלך השימוש בהם. נתוני מנהרת הרוח נוצרים על ידי החלת זרימת אוויר מבוקרת על מודל של האובייקט הנחקר. למודל הבדיקה יש בדרך כלל גיאומטריה דומה, אך הוא בקנה מידה קטן יותר בהשוואה לעצם בגודל מלא. כדי להבטיח איסוף נתונים מדויקים ושימושיים במהלך בדיקות מנהרת רוח במהירות נמוכה, חייב להיות דמיון דינמי של מספר ריינולדס בין שדה...

מקור: דייוויד גואו, המכללה להנדסה, טכנולוגיה ואווירונאוטיקה (CETA), אוניברסיטת דרום ניו המפשייר (SNHU), מנצ'סטר, ניו המפשייר התפלגות הלחץ ואומדני הגרירה לזרימה גלילית צולבת נחקרו במשך מאות שנים. על ידי תיאוריית זרימה פוטנציאלית בלתי נראה אידיאלית, התפלגות הלחץ סביב גליל היא סימטרית אנכית. התפלגות הלחץ במעלה ובמורד הזרם של הגליל היא גם סימטרית, מה שמביא לכוח גרירה אפס נטו. עם זאת, תוצאות הניסוי מניבות דפוסי זרימה שונים מאוד, התפלגות לחץ ומקדם גרירה. הסיבה לכך היא שהתיאוריה הפוטנציאלית האידיאלית...

מקור: שרייאס נרסיספור, הנדסת מכונות וחלל, אוניברסיטת צפון קרוליינה סטייט, ראלי, NC זרבובית היא התקן המשמש בדרך כלל להאצת הזרימה או להאטה מכוח חתך הרוחב השונה שלה. חרירים נמצאים בשימוש נרחב במערכות הנעה בחלל. ברקטות, דלק הנפלט מהתא מואץ דרך זרבובית כדי ליצור כוח תגובה המניע את המערכת. במנועי סילון, זרבובית משמשת להפיכת אנרגיה ממקור בלחץ גבוה לאנרגיה קינטית של הפליטה כדי לייצר דחף. המודל האיסנטרופי לאורך הזרבובית מספיק לניתוח מסדר ראשון שכן הזרימה בזרבובית מהירה מאוד (ולכן אדיאבטית לקירוב ראשון)...

מקור: חוזה רוברטו מורטו, חיימה דוראדו, ושיאופנג ליו, המחלקה להנדסת אוירונוטיקה וחלל, אוניברסיטת סן דייגו, סן דייגו, קליפורניה מטוסי קרב צבאיים וטילים יכולים לטוס במהירויות מדהימות העולות על מהירות הקול, מה שאומר שהם נעים במהירות על-קולית. מהירות הקול היא המהירות שבה גל קול מתפשט דרך מדיום, שהוא 343 מ'/ש'. מספרי Mach משמשים כדי לאמוד את מהירות הטיסה של אובייקט ביחס למהירות הקול. לאובייקט הנע במהירות הקול יהיה מספר מאך של 1.0, בעוד שלאובייקט שנע מהר יותר ממהירות הקול יש מספר מאך גדול מ- 1.0. יש...

מקור: חוזה רוברטו מורטו, גוסטאף ג'ייקובס ושיאופנג ליו, המחלקה להנדסת אוירונוטיקה וחלל, אוניברסיטת סן דייגו, סן דייגו, קליפורניה כנף הדלתא, המוצגת באיור 1D, היא עיצוב פופולרי במטוסים במהירות גבוהה בשל הביצועים המעולים שלה במשטרי טיסה טרנסוניים ועל-קוליים. סוג זה של כנף יש יחס רוחב-גובה קטן וזווית טאטוא גבוהה, אשר מפחית גרירה במשטרי טיסה תת קוליים גבוהים, טרנסוניק ועל קולי. יחס הגובה-רוחב מוגדר כאורך הכנף חלקי האקורד הממוצע . יתרון חשוב של כנף הדלתא הוא זווית הדוכן הגבוהה שלה. הדוכן של כנף דלתא...

הדמיית זרימה סביב או על גוף היא כלי חשוב במחקר אווירודינמיקה. הוא מספק שיטה לחקר איכות וכמותי של מבנה הזרימה, והוא גם מסייע לחוקרים לתעד ולאמת התנהגות זרימת נוזלים. ניתן לחלק פריט חזותי של זרימה לשתי קטגוריות: תצוגה חזותית מחוץ לפני השטח ופריטים חזותיים של זרימת פני השטח. טכניקות הדמיה של זרימה מחוץ לפני השטח כרוכות בקביעת מאפייני הזרימה סביב גוף העניין. הם כוללים אך אינם מוגבלים לתמונת חלקיקים ולוצימטריה (PIV), הדמיית שלירן והדמיה של זרימת עשן. טכניקות אלה יכולות לספק נתונים איכותיים וכמותיים...

מקור: דייוויד גואו, המכללה להנדסה, טכנולוגיה ואווירונאוטיקה (CETA), אוניברסיטת דרום ניו המפשייר (SNHU), מנצ'סטר, ניו המפשייר צינור פיטו-סטטי נמצא בשימוש נרחב למדידת מהירויות לא ידועות בזרימת האוויר, למשל, הוא משמש למדידת מהירות טיסה של מטוס. לפי העיקרון של ברנולי, מידת האוויר קשורה ישירות לשינויים בלחץ. לכן, הצינור הפיתות-סטטי חש בלחץ הקיפאון ובלחץ הסטטי. הוא מחובר למנומטר או מתמר לחץ כדי לקבל קריאות לחץ, המאפשר חיזוי של מסלול אוויר. בניסוי זה, מנהרת רוח משמשת ליצירת במהירות אווירית מסוימת, אשר...

מקור: שיאופנג ליו, חוזה רוברטו מורטו, וג'יימי דוראדו, המחלקה להנדסת אוירונוטיקה וחלל, אוניברסיטת סן דייגו, סן דייגו, קליפורניה שכבת גבול היא אזור זרימה דק הסמוך לפני השטח של גוף מוצק השקוע בשדה זרימה. באזור זה, השפעות צמיגות, כגון מתח הגיזה הצמיג, שולטות, ואת הזרימה היא מפגרת בשל ההשפעה של חיכוך בין הנוזל ואת פני השטח מוצק. מחוץ לשכבת הגבול, הזרימה אינה ברורה, כלומר אין השפעות מפזרות עקב חיכוך, מוליך תרמי או דיפוזיה המונית. תפיסת שכבת הגבול הוצגה על ידי לודוויג פראנדל בשנת 1904, המאפשרת פישוט...

מקור: שרייאס נרסיספור, הנדסת מכונות וחלל, אוניברסיטת צפון קרוליינה סטייט, ראלי, NC לחץ נוזלים הוא מאפיין זרימה חשוב הנדרש כדי לקבוע את האווירודינמיקה של מערכת. אחת ממערכות מדידת הלחץ העתיקות והעדיין הקיימות היא מד המנומטר בשל דיוקו ופשטות הפעולה שלו. המנומטר הוא בדרך כלל צינור זכוכית בצורת U, המלא חלקית בנוזל, כפי שמוצג באיור 1. מד הצינורות U אינו דורש כיול מכיוון שאין לו חלקים נעים, והמדידות שלו הן פונקציות של כוח המשיכה וצפיפותהנוזל. לכן, המנומטר הוא מערכת מדידה פשוטה ומדויקת. איור 1. סכמטי...

מקור: אלה מ. אטקינס, המחלקה להנדסת אוירונוטיקה וחלל, אוניברסיטת מישיגן, אן ארבור, MI סקירה טייס אוטומטי מאפשר לייצב את המטוסים באמצעות נתונים שנאספו מחיישנים מובנים המודדים את כיוון המטוס, את מהירותו הזוויתית ואת מהירות האוויר. ניתן להתאים כמויות אלה על ידי הטייס האוטומטי כך שהמטוס עוקב באופן אוטומטי אחר תוכנית טיסה מהשגרה (המראה) דרך התאוששות (נחיתה). נתוני חיישנים דומים נאספים כדי לשלוט בכל סוגי המטוסים, ממטוסי תובלה מסחריים גדולים בעלי כנף קבועה ועד מסוקים מרובי רוטור בקנה מידה קטן, כגון...

מקור: פראשין שארמה ואלה מ. אטקינס, המחלקה להנדסת אוירונוטיקה וחלל, אוניברסיטת מישיגן, אן ארבור, MI מולטי-קופטרים הופכים לפופולריים עבור מגוון רחב של תחביבים ויישומים מסחריים. הם זמינים בדרך כלל כמו רחפן (ארבעה מדחפים), hexacopter (שישה מדחפים), ותצורות תמנון (שמונה מדחפים). כאן, אנו מתארים תהליך ניסיוני כדי לאפיין את הביצועים multicopter. פלטפורמת הקסאקופטר קטנה ומודולרית המספקת יתירות יחידת הנעה נבדקת. דחף המנוע הסטטי הבודד נקבע באמצעות דינמומטר ופקודות מדחף וקלט שונות. דחף סטטי זה מיוצג לאחר...