Başlatmayı kaldır - Unstart
Olarak ses üstü aerodinamik bir unstart süpersonik hava akışı genel bir baskı dağılımı anlamına gelir. Bu fenomen, bir kanal içinde kütle akış hızı önemli ölçüde değiştiğinde ortaya çıkar . Mach 2.2'yi aşan hızlarda seyreden süpersonik uçakların motor hava girişlerinin (ABD girişleri) tasarımında, kalkışlardan kaçınmak kilit bir hedeftir .
etimoloji
Terim, erken süpersonik rüzgar tünellerinin kullanımı sırasında ortaya çıkmıştır . Süpersonik rüzgar tünelini "başlatmak", havanın süpersonik hale geldiği süreçtir; rüzgar tünelinin açılması ters işlemdir. Şok dalgaları , çıkış ya da unstart işlemi sırasında geliştirilmesi ile görselleştirilebilen konumsal ya da shadowgraph optik teknikler.
Uçak motoru girişlerinde
Süpersonik uçaklar için bazı hava girişlerinin tasarımı, süpersonik rüzgar tünellerininkiyle karşılaştırılabilir ve kalkışlardan kaçınmak için dikkatli analiz gerektirir. Yüksek süpersonik hızlarda (genellikle Mach 2 ila 3 arasında ), dahili sıkıştırmalı girişler, hava girişinin yakalama düzleminin akış aşağısında süpersonik akışa sahip olacak şekilde tasarlanmıştır. Girişin yakalama düzlemi boyunca kütle akışı, motordaki akış aşağı kütle akışıyla eşleşmiyorsa, giriş başlatılmaz. Bu, alım yeniden başlatılana kadar şiddetli, geçici kontrol kaybına neden olabilir.
Çok az uçak, çok sayıda ramjet güdümlü füze olmasına rağmen, giriş kanalı içinde süpersonik sıkıştırmaya sahip hava girişleri ile uçmuştur. Karışık sıkıştırmalı girişler olarak bilinen bu girişler, Mach 2.2 ve üzerinde seyir yapan uçaklar için avantajlara sahiptir. Çoğu süpersonik uçak girişleri havayı dışarıdan sıkıştırır, bu nedenle başlamaz ve bu nedenle başlatma modu yoktur. Karışık sıkıştırma girişleri, ilk süpersonik sıkıştırmayı harici olarak ve geri kalanı kanalın içinde içerir. Örnek olarak, B-70 Valkyrie'deki girişler, M3'te 3.5'lik bir harici sıkıştırma oranına (cr) ve yaklaşık 6.6 dahili cr'ye ve ardından ses altı difüzyona sahipti. Lockheed SR-71 Blackbird ve XB-70 Valkyrie unstart davranışı iyi kamuya almıştı. Dahili sıkıştırma ile uçan diğer uçaklar arasında Vought F-8 Crusader III, SSM-N-9 Regulus II seyir füzesi ve B-1 Lancer bulunmaktadır .
Concorde için kısmi dahili sıkıştırma düşünüldü (1959'da Süpersonik Nakliye Uçağı Komitesi, bir SST'nin Mach 2.2'de seyretmesini tavsiye etmişti), ancak "şok sisteminin doğal kararlılığı için harici bir konfigürasyon seçildi, başlatma modu yoktu" . Girişin içindeki rampa sınır tabakası boşaltma yuvasında yerel bir normal şok tarafından sonlandırılan bir miktar dahili sıkıştırma olmasına rağmen, giriş, herhangi bir başlatma sorunu izi olmaksızın aerodinamik olarak kendi kendini telafi ediyordu. B-1 Lancer'ın geliştirilmesinin başlarında , karma harici/dahili alımı, teknik olarak daha güvenli ancak seyir hızında küçük bir taviz veren harici bir girişle değiştirildi. Daha sonra karmaşıklığı, ağırlığı ve maliyeti azaltmak için sabit girişlere sahipti.
1940'larda, örneğin Oswatitsch tarafından yapılan çalışmalar, süpersonik difüzör olarak bilinen bir kanal içindeki süpersonik sıkıştırmanın, harici sıkıştırma ile elde edilenin üzerinde basınç geri kazanımını artırmak için M2-3'te gerekli olduğunu gösterdi. Uçuş hızı süpersonik olarak arttıkça, şok sistemi başlangıçta haricidir. SR-71 için bu, XB-70 için yaklaşık M1.6 ila M1.8 ve M2'ye kadardı. Alımın başlatılmadığı söyleniyor. Hızdaki daha fazla artış, boğazın yakınında bir uçak şoku ile kanal içinde süpersonik hızlar üretir. Alımların başladığı söyleniyor. Rüzgar/atmosferik sıcaklık gradyanları ve hem kasıtlı hem de kasıtsız (dalgalanmadan kaynaklanan) motor hava akışı değişiklikleri gibi yukarı veya aşağı akış bozuklukları, şokun neredeyse anında dışarı atılmasına neden olma eğilimindedir. Başlatma olarak bilinen şokun dışarı atılması, tüm süpersonik sıkıştırmanın harici olarak tek bir düzlem şoku yoluyla gerçekleşmesine neden olur. Alım, M3 uçuş hızlarında yaklaşık %80'den yaklaşık %20'ye kadar olan basınç geri kazanımındaki büyük kaybın gösterdiği gibi, süpersonik sıkıştırmanın çoğunun kanal içinde gerçekleştiği en verimli konfigürasyonundan bir saniyede değişti. . Uçağın geçici kontrolünün kaybıyla birlikte emme basıncında ve itme gücünde büyük bir düşüş var.
Kanal basıncındaki büyük kaybıyla birlikte, bir çekiç şokundan kaynaklanan kanal aşırı basıncı ile karıştırılmamalıdır. Giriş başlangıç hızının altındaki hızlarda veya harici sıkıştırma girişleri olan uçaklarda, motor dalgalanması veya kompresörün durması bir çekiç şokuna neden olabilir. Giriş başlangıç hızının üzerinde, başlatma dışı kalmalar, giriş sistemlerinin tasarım karmaşıklığına bağlı olarak durmalara neden olabilir. Çekiçler girişlere zarar verdi. Örneğin, Kuzey Amerika F-107 yüksek hızda uçuş sırasında, giriş rampalarını büken bir motor dalgalanması yaşadı. Concorde iki motor arttığını sonra, geliştirme uçuş test sırasında, bir pilot yeri önemli hasara yaşadı.
kasıtlı
SR-71'de bir başlatmasızlık meydana geldiğinde, başlatılmamış motor bölmesinden gelen çok büyük miktarda sürüklenme aşırı yuvarlanma/yalpalamaya neden oldu. Uçağın, diğer hava alımını başlatarak sürtünmeyi dengeleyen otomatik bir yeniden başlatma prosedürü vardı. Bu girişin, girişin önündeki şok dalgasını yakalamak için tamamen öne doğru sivri uç ile kendi muazzam miktarda sürtünmesi vardı.
kaçınma
M3'ten yavaşlamak, azaltılmış motor hava akışıyla bir girişi durdurabilecek bir itme azalması gerektirdi. SR-71 iniş prosedürü, motor akışı azaldıkça başlatma marjı vermek için baypas akışlarını kullandı.
XB-70'deki itme azalması, gaz kelebeği ile seçilen rölantide bile motor akışını %100 rpm'de sabit tutarak sağlandı. Bu, "rpm kilitlenmesi" olarak biliniyordu ve meme alanı artırılarak itme kuvveti azaltıldı. Kompresör hızı, uçak M1.5'e yavaşlayana kadar korunmuştur.
teorik temel
Daha teorik bir tanım kullanarak, başlangıç kütle akışı, akış aşağı kütle akışından daha büyük olan kanallarda meydana gelen süpersonik boğulma olayıdır. Kütle akışındaki uyumsuzluk, ses altı akışın aksine yukarı akışa kademeli olarak yayılamadığı için kararsız akış sonuçları . Bunun yerine, süpersonik akışta, uyumsuzluk, gaz akışının aniden ses altı hale gelmesine neden olan bir 'normal' veya terminal şok dalgasının arkasına taşınır. Ortaya çıkan normal şok dalgası daha sonra akış uyumsuzluğu dengeye ulaşana kadar etkin bir akustik hızda yukarı doğru yayılır.
Unstart'ı kavramsallaştırmanın yardımcı olabilecek başka yolları da vardır. Başlatmayı durdurma alternatif olarak süpersonik bir kanalın içinde azalan durgunluk basıncı olarak düşünülebilir ; burada yukarı akış durma basıncı, aşağı akış durma basıncından daha büyüktür. Unstart aynı zamanda süpersonik kanallarda azalan boğaz boyutunun bir sonucudur. Yani giriş boğazı, yayılan boğazdan daha büyüktür. Boğaz boyutundaki bu değişiklik, başlamayı tanımlayan azalan kütle akışına yol açar.
Başlatmamanın boğulma reaksiyonu, kanalın içinde bir şok dalgasının oluşmasına neden olur .
Şok kararsızlığı veya vızıltı
Belirli koşullar altında, bir kanalın önündeki veya içindeki şok dalgası kararsız olabilir ve yukarı ve aşağı yönde salınım yapabilir. Bu fenomen vızıltı olarak bilinir . Düşük momentumlu akışkan veya sınır tabaka ile etkileşime giren daha güçlü şok dalgaları kararsız olma ve vızıltıya neden olma eğilimindedir. Yeterli marjlar tasarıma dahil edilmezse , vızıltı koşulları yapısal dinamiklerin neden olduğu arızaya neden olabilir .
