Hücum açısı - Angle of attack

Saldırı platformu açısı
Bir kanat profilinin hücum açısı

Gelen sıvı dinamiği , hücum açısı ( AOA , α veya ) olan açılı bir arasındaki bir referans hattına bir gövde (sıklıkla kiriş doğrultusunda bir bir kanat profili ) ve vektör gövde ve akışkan through arasında göreceli hareket eden hareketli. Hücum açısı, vücudun referans çizgisi ile yaklaşan akış arasındaki açıdır. Bu makale, en yaygın uygulamaya, havada hareket eden bir kanat veya kanat profilinin hücum açısına odaklanmaktadır.

Olarak aerodinamik , hücum açısı kanat akor hattı arasındaki açıyı belirler sabit kanatlı uçakları ve hava ve atmosfer arasında göreceli hareket eden vektör. Bir kanat bükümlü olabileceğinden, tüm kanadın bir kiriş çizgisi tanımlanamayabilir, bu nedenle alternatif bir referans çizgisi basitçe tanımlanır. Çoğu zaman, kanat kökünün kiriş çizgisi referans çizgisi olarak seçilir. Diğer bir seçenek ise referans çizgisi (ve ayrıca uzunlamasına eksen olarak) olarak gövde üzerinde yatay bir çizgi kullanmaktır . Bazı yazarlar rastgele bir kiriş çizgisi kullanmazlar, ancak tanım olarak sıfır hücum açısının sıfır kaldırma katsayısına karşılık geldiği sıfır kaldırma eksenini kullanırlar .

Bazı İngiliz yazarlar hücum açısı yerine geliş açısı terimini kullanmışlardır . Bununla birlikte, bu, bir kanat profilinin kirişi ile uçaktaki bazı sabit veriler arasındaki açı anlamına gelen, donatıcıların geliş açısı terimiyle karıştırılmasına yol açabilir .

Hücum açısı ile kaldırma katsayısı arasındaki ilişki

Hücum açısına karşı sürükleme ve kaldırma katsayıları. Durma hızı, maksimum kaldırma katsayısında hücum açısına karşılık gelir
Bir kaldırma katsayısı eğrisi.

Asansör katsayısı a sabit kanatlı uçakların hücum açısı değişir. Artan hücum açısı, maksimum kaldırma katsayısına kadar kaldırma katsayısının artmasıyla ilişkilidir, bundan sonra kaldırma katsayısı azalır.

Sabit kanatlı bir uçağın hücum açısı arttıkça, hava akımının kanadın üst yüzeyinden ayrılması daha belirgin hale gelmekte ve kaldırma katsayısının artış hızında azalmaya yol açmaktadır. Şekil, bombeli düz bir kanat için tipik bir eğriyi göstermektedir . Bombeli kanat profilleri, küçük negatif hücum açılarında bir miktar kaldırma oluşturacak şekilde kavislidir. Simetrik bir kanat, 0 derece hücum açısında kaldırma kuvvetine sahip değildir. Kaldırma eğrisi, kanat profili bölümü ve kanat planformu dahil olmak üzere kanat şeklinden de etkilenir . Bir kanat süpürüldü daha yüksek bir kritik açıdan daha düşük bir, daha düz bir eğriye sahiptir.

Kritik hücum açısı

Hücum kritik açı maksimum kaldırma katsayısını üretmektedir hücum açıdır. Bu aynı zamanda " hücum açısının durma açısı " olarak da adlandırılır . Kritik hücum açısının altında hücum açısı azaldıkça kaldırma katsayısı azalır. Tersine, kritik hücum açısının üzerinde hücum açısı arttıkça hava kanat profilinin üst yüzeyi üzerinde daha az düzgün bir şekilde akmaya başlar ve üst yüzeyden ayrılmaya başlar. Çoğu kanat profili şeklinde, hücum açısı arttıkça, akışın üst yüzey ayrılma noktası arka kenardan hücum kenarına doğru hareket eder. Kritik hücum açısında, üst yüzey akışı daha fazla ayrılır ve kanat profili veya kanat maksimum kaldırma katsayısını üretir. Hücum açısı arttıkça, üst yüzey akışı daha tam olarak ayrılır ve kaldırma katsayısı daha da azalır.

Bu kritik hücum açısının üzerinde, uçağın stall olduğu söyleniyor. Tanımı gereği sabit kanatlı bir uçak, belirli bir hava hızında veya altında değil, kritik hücum açısında veya üzerinde durur . Uçağın stall olduğu hava hızı, uçağın ağırlığına, yük faktörüne , uçağın ağırlık merkezine ve diğer faktörlere göre değişir . Ancak, uçak her zaman aynı kritik hücum açısında stall olur. Kritik veya durma atak açısı, birçok kanat profili için tipik olarak 15° - 20° civarındadır.

Bazı uçaklar, maksimum hücum açısına ulaşıldığında, pilot girdisinden bağımsız olarak, uçağın hücum açısını daha fazla artırmasını otomatik olarak önleyen yerleşik bir uçuş bilgisayarı ile donatılmıştır. Buna 'saldırı açısı sınırlayıcı' veya 'alfa sınırlayıcı' denir. Fly-by-wire teknolojisine sahip modern uçaklar, uçuş kontrol yüzeylerini yöneten bilgisayar sistemlerindeki yazılımlar sayesinde kritik saldırı açısından kaçınıyor.

Deniz Uçağı Gemisi operasyonları ve STOL geri ülke uçuşu gibi kısa pistlerden ( STOL ) kalkış ve iniş operasyonlarında , uçaklar saldırı açısı veya Kaldırma Yedek Göstergeleri ile donatılabilir . Bu göstergeler, hücum açısını (AOA) veya Kanat Kaldırma Potansiyelini (POWL veya Lift Reserve) doğrudan ölçer ve pilotun daha hassas bir şekilde durma noktasına yakın uçmasına yardımcı olur. STOL operasyonları, uçağın inişler sırasında kritik hücum açısına yakın ve kalkışlar sırasında en iyi tırmanma açısında çalışabilmesini gerektirir. Bu manevralar sırasında maksimum performans için pilotlar tarafından hücum açısı göstergeleri kullanılır, çünkü hava hızı bilgisi sadece stall davranışı ile dolaylı olarak ilişkilidir.

Çok yüksek alfa

Su-27M / Su-35 yüksek hücum açısında

Bazı askeri uçaklar, çok yüksek saldırı açılarında kontrollü uçuş gerçekleştirebilir, ancak bu, büyük bir indüklenmiş sürüklenme pahasınadır . Bu, uçağa büyük bir çeviklik sağlar. Ünlü bir örnek Pugachev'in Kobra'sıdır . Uçak manevra boyunca yüksek hücum açıları deneyimlese de, uçak manevra bitene kadar aerodinamik yön kontrolü veya düz uçuşu sürdüremez. Kobra, uçağın kanatları manevranın çoğu için kritik saldırı açısının çok ötesinde olduğu için bir süper manevra örneğidir .

Ön uç kanat kök uzantılarını içeren "yüksek kaldırma cihazları" olarak bilinen ek aerodinamik yüzeyler , bu cihazlara sahip olmayan uçaklar için yaklaşık 20°'ye kıyasla, savaş uçaklarının 45°'ye kadar çok daha fazla uçabilen "gerçek" alfaya izin verir . Bu, üst atmosferdeki düşük hava yoğunluğu nedeniyle hafif manevraların bile yüksek hücum açıları gerektirebileceği yüksek irtifalarda ve düz uçuş AoA ile stall AoA arasındaki marjın azaldığı düşük irtifada düşük hızda yardımcı olabilir. Uçağın yüksek AoA kabiliyeti, pilot için uçağın stall edilmesini (kritik AoA aşıldığında meydana gelir) daha zor hale getiren bir tampon sağlar. Bununla birlikte, askeri uçaklar genellikle savaşta bu kadar yüksek alfa elde etmezler, çünkü indüklenen sürüklenme ve aşırı durumlarda artan ön alan ve parazitik sürüklenme nedeniyle uçağın hızını çok çabuk kaybeder. Bu tür manevralar sadece uçağı yavaşlatmakla kalmaz, aynı zamanda yüksek hızda önemli yapısal strese neden olur. Modern uçuş kontrol sistemleri, bir dövüşçünün saldırı açısını maksimum aerodinamik sınırının çok altında sınırlama eğilimindedir.

yelken

In yelken , içerdiği fiziksel ilkeler uçaklar için aynıdır. Bir yelkenin hücum açısı, yelkenin kiriş çizgisi ile bağıl rüzgarın yönü arasındaki açıdır.

Ayrıca bakınız

Referanslar

  • Lawford, JA ve Nippress, KR; Hava-Veri Sistemleri ve Akış Yönü Sensörlerinin Kalibrasyonu (NATO) Havacılık ve Uzay Araştırma ve Geliştirme Danışma Grubu, AGARDograph No. 300 Vol. 1 (AGARD AG-300 Cilt 1); "Hava Veri Sistemleri ve Akış Yön Sensörlerinin Kalibrasyonu"; Uçak ve Silah Deneysel Kuruluşu, Boscombe Down, Salisbury, Wilts SP4 OJF, Birleşik Krallık
  • USAF ve NATO Raporu RTO-TR-015 AC/323/(HFM-015)/TP-1 (2001).