ایرودینامیکی بمب افکن

انجام پایان نامه

جدول ۵-۷-  نیروهای بازکننده و و بارگیری سایبان یک چتر نجات به شعاع ۲۸ فوت برای کاربردهای وسایل نقلیۀ گوناگون.

شکل ۵-۴۵-  روش B_47  نیروهای باز کنندۀ چتر نجات شکاف حلقه ای به قطر  ۶٫ ۱۵ فوت

پیکربندی ایرودینامیکی بمب افکن B-47، یک زاویه مسیر کم عمق ایجاد کرد که یافتن یک نقطه را دشوار میکند. یک چتر نجات شکاف حلقه ای ۶٫ ۱۵ فوتی بجای ترمز ها یا صفحه های بال برای افزایش کشش در مسیر و در نتیجه شیبدار کردن زاویۀ پرواز بکار برده شد. در فرود، یک چتر نجات تسمه ای به شعاع۳۲ فوت بصورت یک چتر نجات کاهنده شتاب دوطرفه با چتر نجات شکاف حلقه ای قرار داده شد. قرار دادن چترهای نجات در سطوح دامنه مسطح، باز شدن موفقیت آمیز چتر نجات دوم را حتمی ساخت. توجه داشته باشید که سرعت هواپیما در طول باد کردن چتر نجات کاهش نمی‌یابد.انجام پایان نامه

شکل ۵-۴۶  فرایندهای باز شدن و نیروهای باز کننده در مقابل زمان را ، برای یک چتر نجات  به شعاع ۲۹ فوتی، برای چتر نجات افراد سطح راهنما نشان میدهد که در ارتفاع۲۵۰ گره برج گردان El Centro Calif، آزمایش شد. تفاوت در نمودار زمان در برابر نیرو، با چتر نجات شکاف حلقه ای باز شده در پشت  هواپیمای B_47 ،مشهود است.

شکل ۵-۴۶-  نمودار فرایندهای بازشدن و نیروهای باز کننده در برابر زمان برای یک چتر نجات افراد سطح تعلیم آزمایش شده در  برج گردان El Centro در ارتفاع ۲۵۰ گره با یک نیمتنۀ آدمک ۲۰۰ پوندی.

بیشترین نیروی باز کننده، FX، وقتی که سایبان به حدود یک سوم شعاع آن در حالت پر شده از گاز رسیده است، اتفاق می افتد. نیرو که در باز کردن کامل سایبان به حدود ۶۰۰ پوند کاهش یافته است، نشان میدهد که سرعت چتر نجات در طول باز شدن تقریبا به سرعت تعادلی رسیده است. از بین رفتن سرعت در طول باز کردن منجر به یک ضریب کاهش نیروی باز  شدن ،X1 ،به میزان ۰۲۳۹/ ۰ میگردد.

ویژگی مهم دیگر، اندازۀ نسبی نیروی ربایش است. در چترهای نجات بارگیری کنندۀ سایبان زیاد،که جرم چتر نجات در مقایسه با جرم وسیلۀ نقلیه ای که قرار است سرعت آن کاسته شود،کوچک است، اگر سیستم استقرار خوب باشد نیروی ربایش  کوچک است، همانطور که در فصل۶ تشریح شد. در چترهای نجات بارگیری کنندۀ سایبان کم،که جرم چتر نجات می تواند ۳ تا ۷ % جرم آنچه قرار است سرعت آن کاهش داده شود باشد، نیروی ربایش  میتواند هم اندازه یا بیشتر از نیروی بازکننده باشد مگر اینکه روش استقرار مناسبی بکار برده شود.انجام پایان نامه کارشناسی ارشد

همۀ کاربردهای چتر نجات به گروههای متمایز  بارگیری سایبان …  تنزل می یابند. بارگیری سایبان هم ارز با فشار دینامیکی در سرعت تعادلی است و بنابراین مربوط به سرعت نزول است. شکل ۵-۴۷ این رابطه را نشان میدهد.

شکل ۵-۴۷-  سرعت فرود در مقابل بارگیری سایبان و کاربردهای چتر نجات.

هفت  گروه کاربرد در شکل ۵-۴۷  می تواند در ۳ گروه در رابطه با ضریب کاهش نیرو ،X1 ،ترکیب شود. گروههای ۱ و ۲  ضرائب X1 را در  محدوده  ۰۲/ ۰ تا ۲۵/ ۰ چترهای نجات ( فردی و بار کشتی) خواهند داشت. چترهای نجات گروه ۳ (مهمات) ضرائب X1 را در محدوده ۳/ ۰ تا ۷/ ۰ دارند. این گروه چترها در شرایط جرم محدود عمل می کنند. همۀ چترهای نجات در گروههای ۴ تا ۷ دارای ضرائب X1 نزدیک و یا مساوی با ۰/ ۱ دارند و در شرایط جرمی نامحدود عمل می کنند.انجام پایان نامه کارشناسی ارشد

۵-۴-۶-  روشهایی برای محاسبۀ نیروهای بازکنندۀ چتر نجات

سه روش برای محاسبۀ نیروهای باز کنندۀ چتر نجات در این بخش تشریح می شوند. روش ۱ ،روش W/(CDS)P ، سریع است اما باید تنها برای محاسبات مقدماتی بکار برده شود. روش ۲، روش Pflanz ، دقیقا ریاضیاتی است، و نتایج خوبی در محدودۀ کاربرد معین ارائه می‌کند. روش ۳، که قبلا به نام روش نیرو-  خط سیر – زمان کامپیوتری شده از آن یاد شد ، نتایج خوبی بدون محدودیت ارائه می دهد. بهرحال هر سه روش به دانش شناخت چتر نجات و مشخصه های فرایند باز شدن نیاز دارند.

روش ۱، روش W/(CDS)P. معادله برای نیروی باز کنندۀ چتر نجات، FX، در بخش ۵٫ ۴٫ ۵ بصورت زیر تعریف شد.

(CDS)p q Cx X1                                                                                                                                 = FX

که

(CDS)p= ناحیۀ روی زمین کشیده شدن چتر نجات کامل باز شده یا جمع شد ،ft2

q  = فشار دینامیکی  در کشیدگی خطی یا جمع نشدگی، lb/ft2

CX= ضریب نیروی باز کننده در جرم نامحدود، بدون بعد(جدول ۱- ۵  تا ۵-۵).  از CX در بارگیری سایبان کم استفاده نکنید.

X1= ضریب کاهش نیرو (ضریب  مجهول در این معادله)، بدون بعد

برای یک چتر جمع نشده،ناحیۀ روی زمین کشیده شدن، (CDS)p، چتر کامل باز شده بکار برده میشود. برای یک چتر جمع شده،یک ناحیۀ روی زمین کشیده شدن مقدماتی، (CDS)r   ، میتواند از بیشترین نیروی قابل قبول چتر،Fx ، محاسبه شود و فشار دینامیکی در کشیدگی خطی برابر است با:

(CDS)R=FX/q Cx X1

برای این محاسبۀ مقدماتی،یک ضریب تاثیر نیروی باز کننده،Cx، به میزان ۰/ ۱ باید برای چتر جمع شده بکار برده شود. ضریب کاهش نیرو ، X1 ،می تواند بمیزان ۰/ ۱ برای چترهای نجات محوطۀ کوچک سقوط جمع شده و ۹/ ۰ برای چترهای نجات اصلی جمع شده ارزیابی شود.

برای محاسبات نیروی واقعی برای چترهای نجات جمع نشده،ضریب تاثیر نیرو در جدول ۱-۵ تا ۵-۵ ارائه شده است. چترهای نجات جمع شده، دارای عوامل ضریب نیروی بازکنندۀ متفاوت برای مراحل جمع شده و جمع نشده هستند. شکلهای ۴۱-۵ و ۴۲-۵ نمودارهای ناحیۀ روی زمین کشیده شدن در مقابل زمان را برای یک چتر نجات بادبان حلقه ای جمع شده و یک چتر نجات سه گوشه جمع شده نشان می دهد. خطای روی زمین کشیده شدن برای هر دو چتر وقتیکه آنها در مرحلۀ جمع شده باز می شوند، وجود ندارد. بنابراین،ضریب تاثیر نیروی باز کننده ۰/ ۱ است. اگر ارزیابی تست های قبلی موجود نباشد، یک ضریب Cx  /. ۱ باید استفاده شود. برای مرحلۀ جمع نشده،ضریب تاثیر نیروی بر آورد شده از داده های تست شده، اگر موجود است، باید بکار برده شود،در غیر این صورت،جدول ۱- ۵ تا ۵-۵ داده های قابل قبول را ارائه داده اند.

برای بدست آوردن ضریب  کاهش نیروی باز کننده،X1، بارگیری سایبان مراحل باز شده کامل  یا جمع شدۀ اختصاصی محاسبه می شود و ضریب  X1  متناسب بصورت تابعی از بارگیری سایبان در شکل ۴۸-۵ نشان داده شده است.

مقدار نوسان نیروی چتر در خط حرکت بدنۀ قسمت جلو باید هنگام محاسبۀ نیروی باز کنندۀ یک چتر نجات محوطۀ کوچک سقوطی پشت یک بدنۀ جلویی بزرگ ، در نظر گرفته شود. این نوسان در شکل ۴۹-۵ نشان داده شده که تاثیر جریانهای کپسول فضای آپولو روی نیروی باز کنندۀ چتر نجات سقوطی به قطر ۵/ ۱۶ فوت را نشان می دهد.(مرجع۱۰٫ ۵)