Supermaneuverability

Supermaneuverability is het vermogen van vliegtuigen controle en doen manoeuvres in situaties en manieren dan hetgeen mogelijk pure aerodynamische mechanismen. Deze mogelijkheid werd voor het eerst geïntroduceerd in de Russische Sukhoi Su-27 en Mikoyan MiG-29 gevechtsvliegtuigen in de jaren 1980, die inmiddels een standaard in hun geavanceerde 4e en 5e generatie vliegtuigen is geworden. Er is een aantal vermoedens, maar het mechanisme achter de supermaneuverability van de Russische vliegtuigen is nog onbekend. Echter, post-kraam analyses steeds meer gebruikt in de afgelopen jaren om de wendbaarheid te bevorderen via het gebruik van stuwkrachtregeling motor sproeiers. Als resultaat van deze studies, Verenigde Staten geproduceerde Lockheed Martin F-22 Raptor, de eerste niet-Russische supermaneuverable toestellen.

Russische nadruk op close-range langzame supermaneuverability druist in tegen West Energy-wendbaarheid theorie, die voorstander van het behoud van kinetische energie om het bereik van de opdracht te controleren.

Aërodynamische wendbaarheid vs supermaneuverability

Traditionele vliegtuigen manoeuvreren wordt volbracht door het veranderen van de stroming van lucht die over de stuurvlakken van het vliegtuig - de ailerons, liften, kleppen, pneumatische remmen en roer. Sommige control oppervlakken zodanig worden gecombineerd zoals in de "ruddervators" van een V-staart configuratie maar de basiseigenschappen niet beïnvloed. Wanneer een controle-oppervlak wordt verplaatst naar een hoek vormen voor de aankomende luchtstroom, het verandert de luchtstroom over het oppervlak, het veranderen van de drukverdeling, en derhalve het aanbrengen van een stampen, walsen of gieren moment het vliegtuig. De hoek van de controle oppervlak doorbuiging en daaruit voortvloeiende gerichte kracht op het vliegtuig worden beide gecontroleerd door de piloot en ingebouwde systemen van het vliegtuig naar de gewenste houding te handhaven, zoals toonhoogte, roll en post, en ook om acrobatische manoeuvres die snel veranderen van het vliegtuig uit te voeren houding. Voor de traditionele manoeuvreren controle te behouden, moet het vliegtuig voldoende voorwaartse snelheid en een voldoende lage invalshoek handhaven luchtstroom over de vleugels en ook over zijn controle oppervlakken. Zoals luchtstroom afneemt neemt ook de doeltreffendheid van de stuurvlakken en dus de wendbaarheid. Anderzijds, indien de invalshoek groter is dan de kritische waarde, zal het vliegtuig kraam. Piloten zijn getraind om kraampjes tijdens aerobatic manoeuvreren en met name in de strijd te vermijden, als een kraam een ​​tegenstander kan toestaan ​​dat een voordelige positie te krijgen, terwijl piloot de vastgelopen vliegtuig probeert te herstellen.

De snelheid waarmee een vliegtuig kan de maximale aërodynamische manoeuvreerbaarheid is bekend als de hoek luchtsnelheid; op elk grotere snelheid de controle oppervlakken niet kan werken bij een maximaal effect te wijten aan ofwel casco of spanningen veroorzaakte instabiliteit van turbulente luchtstroom over de controle-oppervlak. Bij lagere snelheden de omleiding van de lucht de controle over oppervlakken, en daarmee de aan het luchtvaartuig manoeuvreren kracht, onder de maximale capaciteit van de casco's wordt verminderd en daarmee het vliegtuig zal niet draaien op de maximale snelheid. Het is daarom wenselijk in acrobatische manoeuvres om de hoek snelheid te behouden.

In een supermaneuverable vliegtuig kan de piloot een hoge wendbaarheid onder hoek snelheid behouden en ten minste beperkte standregeling zonder verlies hoogte onder overtreksnelheid. Zoals een vliegtuig kan manoeuvres die onmogelijk zijn bij een puur aërodynamisch ontwerp. Meer recent heeft het toegenomen gebruik van jet-aangedreven, geïnstrumenteerde onbemande voertuigen het potentieel bestuurbare invalshoek verhoogd tot boven 90 graden en goed in de post-kraam veilige vlucht domeinen, en is ook vervangen door een aantal van de traditionele gebruik van windtunnels.

Bewijsmateriaal

Er is geen strikte set van richtlijnen een vliegtuig moet voldoen of mogelijkheden die het moet hebben om te kunnen worden aangemerkt als supermaneuverable. Aangezien supermaneuverability zelf bepaald het vermogen van een vliegtuig hoogalfa' manoeuvres die onmogelijk voor de meeste vliegtuigen is het bewijs van supermaneuverability het vliegtuig zijn uitgevoerd. Dergelijke manoeuvres onder Pugachev van Cobra en de Herbst manoeuvre.

Sommige toestellen zijn in staat om het uitvoeren van Pugachev de Cobra zonder de hulp van de functies die normaliter na de kraam manoeuvreren zoals stuwkracht vectoring. Geavanceerde vierde generatie gevechtsvliegtuigen, zoals de Su-27, zijn MiG-29, samen met hun varianten gedocumenteerd als die in staat zijn deze manoeuvre met normale, non-stuwkrachtregeling motoren. Het vermogen van deze vliegtuigen om deze manoeuvre uit te voeren is gebaseerd op inherente instabiliteit zoals die van de F-16; de MiG-29 en Su-27 families van de jets zijn ontworpen voor wenselijk post-kraam gedrag. Dus, bij het uitvoeren van een manoeuvre zoals Pugachev de Cobra het vliegtuig zal kraam de neus plaatsen en de luchtstroom over de vleugel wordt gescheiden, maar natuurlijk neus naar beneden, zelfs van een gedeeltelijk omgekeerde positie, zodat de piloot om de volledige controle te herstellen.

De Cobra, zoals uitgevoerd door niet-stuwkrachtregeling vliegtuigen, nog steeds afhankelijk van de vliegtuigen die zich door de lucht; het heeft echter geen betrekking van het vliegtuig aërodynamische vlakken en normale laminaire luchtstroming, maar het geheel casco als een vaste vorm reizen door de lucht en het zwaartepunt ten opzichte van de stuwstraal. Wordt uitgevoerd onder voorwaarden die ver buiten de normale aerodynamische controle en goed in een stal zonder stuwkrachtregeling, is dit een vorm van passieve supermaneuverability, mogelijk als gevolg van het ontwerpen van vliegtuigen in plaats van vectoring stuwkracht, die een manier om actief te controleren van het vliegtuig biedt ook buiten de normale vlucht envelop.

De Herbst manoeuvre wordt echter aangenomen onmogelijk zonder stuwkrachtregeling als "J-bocht" vereist een halve roll naast pitching terwijl het vliegtuig is vastgelopen, wat onmogelijk is met gebruikelijke stuurvlakken. Pugachev Cobra kan worden uitgevoerd met minder verandering in hoogte als vectored stuwkracht wordt gebruikt, als het vliegtuig kan worden gemaakt om veel sneller te zetten, zowel induceren de stal voordat het vliegtuig aanzienlijk wint hoogte en terugwinnen niveau attitude voordat hoogte verloren.

Karakteristieken

Hoewel zoals bovengenoemde geen vaste set van functies definieert een supermaneuverable vliegtuigen expliciet, vrijwel alle vliegtuigen beschouwd supermaneuverable hebben een meerderheid van de gemeenschappelijke kenmerken die helpen bij wendbaarheid en kraam controle.

Post-kraam kenmerken

Het belangrijkste verschil tussen een pure aerodynamische vechter en een supermaneuverable één bevind zich doorgaans in zijn post-kraam kenmerken. Een box, zoals voornoemd gebeurt wanneer de luchtstroom over de bovenkant van de vleugel wordt gescheiden door een hoge invalshoek; het aërodynamische verliest dan zijn belangrijkste bron van lift en zal geen ondersteuning voor het vliegtuig totdat de normale luchtstroom is hersteld over de bovenkant van de vleugel.

Het gedrag van het vliegtuig in een stal is waar het grootste verschil waar te nemen tussen aërodynamische wendbaarheid en supermaneuverability. In een stal, traditioneel stuurvlakken, vooral de ailerons, weinig of geen vermogen om stand van het vliegtuig te veranderen. De meeste vliegtuigen zijn ontworpen stabiele en eenvoudige herstelbaar in een dergelijke situatie zijn; het vliegtuig neus omlaag zetten zodat de invalshoek van de vleugels wordt gereduceerd tot stroomrichting van het vliegtuig passen, herstel van de normale luchtstroom over de vleugels en stuurvlakken en staat gecontroleerde vlucht. Toch zullen sommige vliegtuigen diep kraam; ontwerp van het vliegtuig zal remmen of voorkomen van een vermindering invalshoek luchtstroom herstellen. De F-16 heeft deze fout, mede als gevolg van de fly-by-wire besturing, die onder bepaalde omstandigheden beperkt het vermogen van de piloot te wijzen de neus van het vliegtuig naar beneden om de hoek van de aanval te verminderen en te herstellen. Noch een extreme toonhoogte-down noch een diepe stal is wenselijk in een supermaneuverable vliegtuig.

Een supermaneuverable vliegtuig kan de piloot op zijn minst enige controle te behouden wanneer de kraampjes vliegtuigen, en om volledige controle snel weer. Dit gebeurt grotendeels door het ontwerpen van een vliegtuig dat is zeer wendbaar, maar zal niet diep kraam en voorspelbaar en gunstig te herstellen. Om dat te ontwerpen, worden functies toegevoegd waarmee de piloot op de actieve regeling van het vliegtuig, terwijl in de stal, en te behouden of te herwinnen vooruit horizontale vlucht in een uiterst ondiepe band hoogte dat de mogelijkheden van pure aerodynamische manoeuvreren overtreft.

Stuwkracht-gewichtsverhouding

Een belangrijk kenmerk van supermaneuvering strijders is een hoge stuwkracht-gewichtsverhouding; dat is, de vergelijking van de werking van motoren gewicht van het vliegtuig, de zwaartekracht op het vliegtuig. Het is algemeen wenselijk in een aerobatic vliegtuigen, als een hoge stuwkracht-gewichtsverhouding laat het vliegtuig snelheid snel te herstellen na een high-G manoeuvre. Vooral een stuwkracht-gewichtsverhouding groter dan 1: 1 is een kritische drempel, omdat zij de vliegtuigen te behouden en zelfs te winnen snelheid in een neus-up houding; zo'n klim is gebaseerd op pure motorvermogen, zonder lift die door de vleugels van de zwaartekracht tegen te gaan, en het is van cruciaal belang om acrobatische manoeuvres in de verticale geworden.

Hoge stuwkracht tot gewicht is essentieel om strijders supermaneuvering, omdat het niet alleen voorkomt veel situaties waarbij een vliegtuig kan kraam, maar wanneer het vliegtuig doet kraam, de hoge stuwkracht-gewichtsverhouding laat de piloot sterk toenemen voorwaartse snelheid, zelfs als het vliegtuig plaatsen neus-down; Dit vermindert de hoek de neus moet omlaag zetten teneinde de snelheidsvector voldoen, waardoor sneller uit de stal herstellende. Hiermee stallen te voorkomen; de piloot zal opzettelijk kraam het vliegtuig met een harde manoeuvre, dan snel herstellen met het hoge motorvermogen.

Beginnend in de late vierde generatie en door Generatie 4.5 van de ontwikkeling van vliegtuigen, de vooruitgang in de efficiëntie van de motor en de kracht in staat veel strijders aan stuwkracht-to-gewichtsverhouding van 1 benaderen en overtreffen: 1. Alle huidige en geplande vijfde generatie gevechtsvliegtuigen zal deze drempel overschrijden.

Hoge aerodynamische wendbaarheid

Ook al ware supermaneuverability ligt buiten het domein van wat mogelijk is met pure aerodynamische controle, zijn de technologieën die vliegtuigen duwen supermanuvering vermogen op basis van wat anders is een conventionele aerodynamisch gecontroleerde ontwerp. Zo een ontwerp dat zeer wendbaar traditionele aërodynamica een noodzakelijke basis voor een gevechtsvliegtuig supermaneuverable. Functies zoals grote controle oppervlakken die meer kracht met minder hoekig verandering van neutrale die de scheiding van de luchtstroom minimaliseert, het opheffen van het lichaam ontwerp inclusief het gebruik van strakes, waardoor de romp van het vliegtuig om lift te creëren in aanvulling op die van zijn vleugels te bieden, en low-drag design, met name verminderen van de luchtweerstand op de voorranden van het vliegtuig zoals de neuskegel, vleugels en motoren inlaatkanalen, zijn essentieel voor het creëren van een zeer wendbaar vliegtuig.

Sommige ontwerpen, zoals de F-16 zijn ontworpen inherent onstabiel; dat wil zeggen, het vliegtuig zo volledig ongecontroleerde, zal niet de neiging om terug te keren naar niveau, stabiele vlucht na een storing als een inherent stabiele constructie zal. Dergelijke ontwerpen vereisen het gebruik van een "fly-by-wire" systeem waarbij een computer corrigeert kleine instabiliteiten tegelijkertijd interpreteren invoer van de piloot en manipuleren van de stuurvlakken om het gewenste gedrag te produceren en zonder het verlies van controle. Aldus gecorrigeerd voor de instabiliteit van het ontwerp zorgt voor een vliegtuig dat zeer wendbaar; vrij van het zelf-beperkende weerstand die een stalinrichting levert de gewenste manoeuvres, een opzettelijk onstabiel ontwerp kan veel hogere draaisnelheid dan anders mogelijk zou zijn.

Canard controles

Een canard is een lift controle-oppervlak geplaatst voren van de vleugels. Soms, zoals bij de B-1B, worden ze alleen gebruikt om flexibele delen van de romp stabiliseren of verstrekken zeer kleine houding verandert, maar ze worden vaak gebruikt als aanvulling op of volledige vervanging van de staart bevestigd stabilatoren.

De theorie achter canards als de enige lift oppervlak is dat er geen lift configuratie aft van de vleugels is echt bevredigend voor het manoeuvreren doeleinden; de luchtstroom over de vleugels creëert turbulentie, hoe klein ook, en dus van invloed op liften direct achter de coulissen geplaatst. Plaatsing onder de vleugels loopt de liften om nog meer turbulentie van onder-vleugel munitie. De originele oplossing voor dergelijke problemen, de T-staart, is grotendeels in diskrediet gebracht als zijnde gevoelig voor gevaarlijke "deep kraampjes". Andere oplossingen zoals de V-staart plaats de combinatie roer-lift oppervlakken van de luchtstroom van de vleugels, maar de effectiviteit van de controle oppervlak te verminderen in de pure pitch en yaw assen.

Als aanvulling op de traditionele liften, canards enorm toenemen controle oppervlak, en vaak verhoging van de kritische invalshoek van de vleugels als de canard leidt lucht meer rechtstreeks naar de voorrand van de vleugel. Ze kunnen ook worden ontworpen om onafhankelijk te werken, dus ook als rolroeren.

Canards zijn geen vereiste, en kan nadelen waaronder verminderd zicht piloot, verhoogde mechanische complexiteit en kwetsbaarheid, en verhoogde handtekening radar hebben. De F-22, bijvoorbeeld, niet canarden opgenomen, meestal voor stealth redenen. Veel technologie demonstranten en wendbaarheid testopstellingen, zoals de F-15 S / MTD opgenomen canards, zelfs wanneer de productie vliegtuigen werden zij op basis van niet. Productie vechters zoals de Eurofighter Typhoon, Dassault Rafale en de Saab Gripen gebruiken allemaal een delta-vleugel configuratie met canard oppervlakken, terwijl de varianten van de Su-27 met inbegrip van de Su-30, Su-30MKI, Su-33 en Su-37 gebruiken allemaal canards de traditionele staart gemonteerde liften te vullen.

Stuwkrachtregeling

Hoewel een hoge stuwkracht-gewichtsverhouding en hoge aerodynamische wendbaarheid zijn aangetroffen op zowel aërodynamisch en supermaneuvering vliegtuigen, de technologie die rechtstreeks verbonden supermaneuverability wordt vectoring stuwkracht, waarbij de geometrie van de uitlaat mondstuk van een traditionele straalmotor kan worden aangepast om hoek stuwkracht van de motor in een van rechtstreeks naar achteren richting. Dit geldt kracht op de achterzijde van het vliegtuig in de tegengestelde richting vergelijkbaar met een conventionele controle-oppervlak, maar in tegenstelling tot een stuurvlak de kracht van de vectoriële stuwkracht afhankelijk huidige stuwkracht, niet luchtsnelheid; dus stuwkracht vectoring niet alleen vergroot stuurvlakken op snelheid, maar laat het vliegtuig maximale wendbaarheid hieronder hoek snelheid en een bepaalde attitude controle onder kraam snelheid, terwijl in manoeuvres te behouden. Technologie demonstranten zoals de X-31, F-16 VISTA en F-15 S / MTD werden gebouwd om de mogelijkheden van een vliegtuig met behulp van deze technologie te demonstreren; het is inmiddels opgenomen in pre-productie en productie-strijders, zoals de F-22 Raptor. Oostblok design bedrijven hebben ook deze technologie in varianten van de vierde generatie vliegtuigen zoals de MiG-29 en Su-27 van de MiG-29OVT tech demonstrator en Su-30MKI superioriteit in de lucht vechter respectievelijk te produceren, en de geplande vijfde generatie Russisch- ontworpen vliegtuigen zoals de PAK-FA zal de technologie ook gebruiken. Daarnaast zal de binnenlandse Russische Su-30 gevechtsvliegtuigen worden opgewaardeerd met stuwkrachtregeling motoren.

Stuwkrachtregeling is het meest bruikbaar tijdens het uitvoeren van manoeuvres bijvoorbeeld de antenne J-bocht, waarbij de neus van het vliegtuig omhoog wijst. Het wordt algemeen beschouwd als onmogelijk in feite een echte J-bocht manoeuvre zonder vectored stuwkracht. Andere manoeuvres die onmogelijk geacht om te presteren onder controle met alleen aërodynamische manoeuvreren onder de Bell en de gecontroleerde vlakke spin.

Beoordeling

Pilots kunnen de neuzen van supermaneuverable vliegtuigen mogelijk toonhoogte tot extreme invalshoeken waardoor ze krijgen een voordeel door te kunnen vergrendeling op een doel en de brand in het, maar ten koste van de hoogte en / of de snelheid van het vliegtuig . Kwantificeren van een dergelijk potentieel voordeel met behulp van metrieken was niet echt mogelijk in de vroege jaren 1990 traditionele statistieken, zoals geisers en aanhoudende draaisnelheid percelen niet de verschillen die piloten beschreven tijdens het vliegen dergelijke vliegtuigen niet te markeren. Verschillende onderzoeken uitgevoerd door de jaren 1990 en met name één, getiteld "prestatiebeoordeling van Vliegtuigen opnemen Advanced Technologies" van Ant Kutschera, niet alleen beoordeeld de geschiktheid van bestaande metrieken om de effecten van supermaneuverability meten, maar ging een nieuwe ontwikkeling metrische voor het kwantificeren van de voor- en nadelen tijdens de vlucht. De nieuwe metrische kan een kwantitatieve beoordeling van de vliegtuigen worden gemaakt, in bewoordingen die ontwerpers, piloten en tactici kunnen zowel gemakkelijk te begrijpen, in tegenstelling tot veel nieuwere metrics welke bestaande statistieken gecombineerd om "magische" getallen die weinig betekenis te ontwikkelen.

(0)
(0)
Commentaren - 0
Geen commentaar

Voeg een reactie

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Tekens over: 3000
captcha