Kritik motor - Critical engine

Kritik motor tek motorlu bir sabit kanatlı uçakların arızası durumunda, en olumsuz bir uçağın performans veya taşıma yeteneklerini etkileyecek, motorudur. Pervaneli hava taşıtlarında, tüm pervaneler P faktörü nedeniyle aynı yönde döndüğünde, sol veya sağ (dıştan takmalı) motorun arızalanmasından sonra kalan yalpalama momentlerinde bir fark vardır . Turbojet ve turbofan çift motorlu uçakta, rüzgarsız durumda bir sol veya sağ motorun arızalanmasından sonraki yalpalama anları arasında genellikle bir fark yoktur.

Açıklama

Tipik bir çok motorlu uçaktaki motorlardan biri çalışmaz hale geldiğinde, uçağın çalışan ve çalışmayan tarafları arasında bir itme dengesizliği oluşur. Bu itme dengesizliği, bir motorun itme kuvvetinin kaybına ek olarak birçok olumsuz etkiye neden olur. Kuyruk tasarım mühendisi, Federal Havacılık İdaresi ve Avrupa Havacılık Güvenliği Ajansı tarafından belirlenenler gibi, motor arızasından sonra bir uçağın kontrolü ve performansı için düzenleyici gerekliliklere uyacak dikey dengeleyicinin boyutunu belirlemekten sorumludur . Deneysel test pilotu ve uçuş testi mühendisi, test sırasında hangi motorların kritik motor olduğunu belirler.

Motor kritikliğini etkileyen faktörler

Asimetrik sapma

Bir motor arızalandığında, uçağa, arızalı motoru taşıyan kanada doğru döndürme eğiliminde olan bir dönme kuvveti uygulayan bir yalpalama momenti gelişir. Çalışan motorla birlikte kanat tarafından üretilen daha büyük bir kaldırma ile, her bir kanattaki asansörün asimetrisine bağlı olarak bir yuvarlanma momenti gelişebilir. Yalpalama ve yuvarlanma momentleri, uçağı arızalı motora doğru yalpalama ve yuvarlama eğiliminde olan dönme kuvvetlerini uygular. Bu eğilim, pilotun dümen ve kanatçıkları içeren uçuş kontrollerini kullanmasıyla karşı koyulur. P faktörüne bağlı olarak , sağ kanatta saat yönünde dönen bir sağ pervane, tipik olarak sonuçta ortaya çıkan itme vektörünü uçağın ağırlık merkezinden saat yönünde dönen sol taraftaki pervaneye göre daha büyük bir yanal mesafede geliştirir (Şekil 1). Sol taraftaki motorun arızalanması, tam tersi değil, çalışan sağdan motor tarafından daha büyük bir yalpalama momenti ile sonuçlanacaktır. Çalışan sağ taraf motoru daha büyük bir yalpalama momenti ürettiğinden, pilotun uçağın kontrolünü sürdürmek için uçuş kontrollerinde daha büyük sapmalar veya daha yüksek bir hız kullanması gerekecektir. Bu nedenle, sol taraftaki motorun arızalanması, sağ taraftaki motorun arızasından daha büyük bir etkiye sahiptir ve sol taraftaki motora kritik motor denir. De Havilland Dove gibi saat yönünün tersine dönen pervaneli uçaklarda , doğru motor kritik motor olacaktır.

Ters yönde dönen pervanelere sahip çoğu uçak , yukarıdaki mekanizma tarafından tanımlanan kritik bir motora sahip değildir, çünkü iki pervane, arkın tepesinden içe doğru dönecek şekilde yapılmıştır; her iki motor da kritiktir. Lockheed P-38 Lightning gibi bazı uçaklar, merkezi yatay stabilizatörde aşağı doğru hava türbülansını azaltmak için yayın tepesinden dışarıya doğru dönen pervanelere sahiptir, bu da tabancaları havadan ateşlemeyi kolaylaştırır. uçak. Bu motorlar hem kritiktir, hem de içe doğru dönen pervanelerden daha kritiktir.

Cessna 337 gibi bir itme-çekme konfigürasyonunda pervanelere sahip bir uçak , bir motorun arızalanmasının uçak kontrolü veya tırmanma performansı üzerinde diğer motorun arızalanmasından daha büyük bir olumsuz etkiye sahip olması durumunda kritik bir motora sahip olabilir. İtme-çekme konfigürasyonunda pervanelere sahip bir uçakta kritik bir motorun arızalanması, tipik olarak büyük yalpalama veya yuvarlanma momentleri oluşturmayacaktır.

Şekil 1. Saat yönünde dönen pervanelerde (pilot tarafından görüldüğü gibi), çalışan sağdan motor, çalışmayan motora doğru daha şiddetli bir yalpalama momenti oluşturacak ve böylece sol taraftaki motorun arızalanmasını kritik hale getirecektir.

Kritik motorun minimum kontrol hızına etkisi

Uçuşa elverişliliği belirten standartlar ve sertifikalar , üreticinin , kritik motor arızasından sonra bir pilotun uçağın kontrolünü elinde tutabileceği bir minimum kontrol hızı (V _MC ) belirlemesini ve bu hızı, uçak uçuş kılavuzunun sınırlamalar. Uçağın yayınlanan minimum kontrol hızları (V _MC'ler ) kritik motor arızalandığında veya çalışmadığında ölçülür, bu nedenle kritik motor arızasının etkisi yayınlanan V _MC'lere dahil edilir . Diğer motorlardan herhangi biri arızalandığında veya çalışmadığında, pilotun uçuşta deneyimlediği gerçek V _MC biraz daha düşük olacaktır, bu daha güvenlidir, ancak bu fark kılavuzda belgelenmemiştir. Kritik motor, uçağın V _MC'lerini etkileyen faktörlerden biridir . Yayınlanan V _MC'ler , hangi motorun arızalandığına veya çalışmadığına bakılmaksızın güvenlidir ve pilotların, güvenli bir şekilde uçmak için hangi motorun kritik olduğunu bilmelerine gerek yoktur. Kritik motor, kuyruğu tasarlamak amacıyla ve uçuş sırasında V _MC'leri ölçmek için deneysel test pilotları için havacılık yönetmeliklerinde tanımlanmıştır . Yatış açısı ve itme kuvveti gibi diğer faktörler , kritik ve kritik olmayan bir motorun farkından çok V _MC leri üzerinde çok daha büyük bir etkiye sahiptir.

Airbus A400M her iki kanat üzerine pervaneler ters yönde dönen, çünkü, bir atipik bir tasarıma sahiptir. Bir kanattaki pervaneler birbirine zıt yönlerde döner: pervaneler yayın tepesinden aşağıya birbirlerine doğru döner. Bir kanattaki her iki motor da çalışır durumdaysa, hücum açısı artan itme vektörünün kayması her zaman aynı kanattaki diğer motora doğrudur. Bunun etkisi, uçağın hücum açısı, her iki motor da çalıştığı sürece arttıkça, aynı kanat üzerindeki her iki motorun sonuçta ortaya çıkan itme vektörünün kaymamasıdır. Toplam P-faktörü yoktur ve dıştan takmalı motorlardan herhangi birinin (yani: motorlar 1 veya 4) arızalanması, yalnızca sola veya sağa yöndeki hücum açısının artmasıyla kalan itme yalpalama momentlerinin büyüklüğünde hiçbir farkla sonuçlanmayacaktır. Minimum kontrol hız kalkışta (sırasında V _MC ) ve uçuş (sırasında V _MCA dıştan takma motorların herhangi birinin başarısızlığı sonra) dıştan takma motorların tek yüklü uçağın kontrol edilmesi için gerekli olabilecek sistemlerini kuvvetlendirmeye sürece aynı olacaktır . Her iki dıştan takma motor kritik olacaktır.

Şekil 2. A400M, her kanatta ters yönde dönen pervaneler; 1. motor arızasından sonraki en önemli yalpalama anları

Şekil 2'de gösterildiği gibi motor 1 gibi bir dıştan takma motor arızalanırsa, o kanatta kalan itme vektörünün moment kolu, motorlar arasından kalan içten takmalı motorun biraz dışına doğru hareket eder. Vektörün kendisi, zıt itme vektörünün% 50'sidir. Ortaya çıkan itme yalpalama momenti bu durumda geleneksel pervane dönüşünden çok daha küçüktür. Asimetrik itmeye karşı koymak için maksimum dümen yalpalama momenti daha küçük olabilir ve sonuç olarak dikey kuyruğun boyutu daha küçük olabilir. Büyük, 8 kanatlı, 17,5 fit (5,33 m) çaplı sürükleme pervanelerinin tüyleme sistemi, bir tahrik sistemi arızasının ardından mümkün olan en düşük pervane sürtünmesini sağlamak için otomatik, çok hızlı ve arızasız olmalıdır. Aksi takdirde, bir dıştan takmalı motorun geçiş yumuşatma sisteminin arızalanması, pervane direncini artıracak ve bu da itme yalpalama momentini önemli ölçüde artıracak ve böylece gerçek V _{MC (A) '} yı artıracaktır . Küçük dikey kuyruk ve dümen tarafından üretilen kontrol gücü, küçük tasarım nedeniyle düşüktür. Sadece karşı motorun itme kuvvetinin hızlı bir şekilde azaltılması veya artan hava hızı, bir tüylenme sisteminin arızalanmasının ardından düz uçuşu sürdürmek için gereken kontrol gücünü geri sağlayabilir. Bu uçak için kuş tüyü sistemini tasarlamak ve onaylamak, tasarım mühendisleri ve sertifika yetkilileri için zorlu bir iştir.

Çok güçlü motorlara sahip uçaklarda, asimetrik itme sorunu otomatik itme asimetri telafisi uygulanarak çözülür, ancak bunun kalkış performansı üzerinde bazı sonuçları vardır.

Eliminasyon

Rutan Boomerang bir bir asimetrik uçak iki motorları ya da bozulması durumunda asimetrik itme tehlikelerini ortadan kaldıran bir uçak üretme biraz farklı güç çıkışı ile motorları ile tasarlanmıştır.

Referanslar

Dış bağlantılar

• On-line Trainer Motor aşımı de University of North Dakota