NASA X-29، هواپيمايي با طرح انقلابي و بالهايي رو به جلو

در اين بخش مي‌توانيد در مورد کليه مباحث مرتبط با هواپيماهاي نظامي به بحث بپردازيد

مدیران انجمن: SAMAN, شوراي نظارت, مديران هوافضا

Colonel II
Colonel II
پست: 1065
تاریخ عضویت: یک‌شنبه 28 اسفند 1384, 2:04 pm
محل اقامت: زیر آسمون خدا
سپاس‌های دریافتی: 407 بار
تماس:

NASA X-29، هواپيمايي با طرح انقلابي و بالهايي رو به جلو

پست توسط آرمان »

X-29 و بال های رو به جلو، انقلابی در طراحی بال
نویسنده: آرمان

می گویند که در قرن بیست و یکم، هیچ گاه نباید گفت «غیر ممکن است». در این دنیای تکنولوژی و علم و صنعت که هر روز اختراعی جدید به ثبت می رسد و «غیر ممکنی» به ممکن تبدیل می گردد، باید انتظار هر نوآوری جدیدی را داشت. در صنعت هوا فضا، این نوآوری این بار، X-29 است.
هواپیمای بال رو به جلوی X-29، با الهام از طرح Ju-287 المانی
تصویر
X-29 شبیه به هواپیمایی است که تقریباً به عقب پرواز می کند. اما اشتباه نکنید! چنین نیست. این هواپیما، از بال های رو به جلو بهره می جوید. اندیشه هواپیماهایی با بال های رو به جلو، از سال های جنگ جهانی دوم در ذهن طراحان هواپیمایی نقش بسته بود، اما محدودیت های سازه ای اجازه ساخت چنین هواپیمایی را نمی داد. بال های چنین هواپیمایی می بایست به اندازه کافی قدرتمند باشند که نیروی عظیم ناشی از جلوگرایی و مقاومت بال ها در برابر هوا را با آن سرعت، خنثی کنند. حتی آلمانی ها، هواپیمایی با بال های رو به جلو با نام Ju-287 طراحی کردند که در آن زمان به دلیل عدم وجود مواد کامپوزیتی و فناوری لازم برای به کارگیری آن ها در چنین هواپیمایی، این طرح شکست خورد. اما این طرح جالب، تا سال ها به فراموشی سپرده شد. در در اویل دهه 80، محققان مرکز هوافضایی شرکت ناسا، به تدریج حیاتی دوباره به این تفکر بخشیده و هواپیمایی را با نام X-29 متولد ساختند.


هواپیمای X-29 یک هواپیما مانند تمام هواپیماهای نسل چهارم بود و شباهت های فراوانی میان این هواپیما و هواپیما های معمولی دیگر دیده می شد، اما آنچه که این هواپیما را از دیگر هواپیما ها متمایز می کرد، طراح خاص بال های رو به جلوی آن بود. طرح بال رو به جلو با ترکیب بالچه هایی در جلو یا همان کانارد ها، وسیله ای بود که بنا بر انتظار محققان ناسا، می بایست قدرتی خاص در انجام مانور در سرعت های بالا و اکثراً مافوق صوت، برای هواپیما به ارمغان آورد. از هواپیمای X-29، تنها دو فروند با نام های شماره یک و شماره دو توسط شرکت گرومن ساخته شد. هواپیمای شماره یک، نخستین پروازش را در 14 دسامبر 1984 و هواپیمای شماره 2، نخستین پروازش را در 23 می 1989 انجام داد.
حال ببینیم رمز مانورپذیری بالای این جنگنده در چه بود: اگر به شکل 1 نگاه کنید، می بینید که در هواپیماهای معمولی، هوا پس از رد شدن از روی بال ها تمایل به واگرایی دارد، یعنی در قسمت پشت هواپیما به راحتی پخش می شود. در حالی که در هواپیمای X-29 عکس قضیه صادق است و هوا تمایل به رفتن به سمت ریشه بال دارد. این ویژگی باعث می شود که در مواقعی که هواپیما در حال اوجگیری با زاویه زیاد حمله است، جریان هوا روی بال کاهش آن چنانی نیافته و در نتیجه شهپر ها و دیگر اجزای کنترلی کار خود را به خوبی انجام دهند. اصلی ترین قسمتی که در X-29 وظیفه تنظیم اوج گیری هواپیما را به عهده داشت، کانارد ها یا بالچه های جلوی هواپیما بود. نوآوری دیگر در سطوح کنترلی این هواپیما، فلپ-شهپر ترکیبی این هواپیما یا Flaperons بود. فلپ-شهپرهای این هواپیما، بالچه هایی در لبه فرار این هواپیما بودند که هم در نقش فلپ برای افزایش برا و کمک به عملکرد کاناردها هم در نقش شهپرها برای دور زدن هواپیما عمل می کردند.

هواپیمای X-29 در زاویه حمله AOA بالا
تصویر
در ابتدای طراحی این هواپیما، مهندسان با مشکلاتی نیز مواجه شدند که از جمله آن می توان به عدم پایداری هواپیما در سرعت های زیر صوت اشاره کرد. این مشکل، با افزودن یک پردازنده مخصوص تنظیم عملکرد کاناردها و دیگر سطوح کنترلی که در هر ثانیه، 40 بار به تنظیم دوباره موقعیت کاناردها می پرداخت، رفع شد. هر یک از سه کامپیوتر مخصوصی که در هر لحظه وضعیت پرواز را چک می کردند، خود دارای کامپیوتر های پشتیبان بودند که در صورت بروز اشکال در هریک، کامپیوتر پشتیبان به کار می افتاد و وظیفه کامپیوتر معیوب را بر عهده می گرفت. در طراحی بال های X-29، از طرح بال های فرابحرانی یا Supercritical استفاده شده بود. همانطوری که می دانید، امواج ضربه ای که هنگام پرواز با سرعت صوت به وجود می آیند، باعث ایجاد پسای فراوانی می شوند. بال های فرابحرانی که سطح بالایی صاف تری دارند به تاخیر در ایجاد شدن امواج ضربه ای در سرعت صوت کمک کرده در نتیجه پسای کمتری به هواپیما وارد می شود.

هواپیمای شماره دوم نیز پس از تولید، آزمایشات بسیاری را انجام داد. این هواپیما، برای آزمایش مانورپذیری هواپیما در زوایه های حمله یا همان زاویه ی اوجگیری بسیار بالا به کار گرفته شد. نتیجه های این آزمایشات، واقعاً درخشان بود، چرا که هواپیمای شماره دو، توانسته بود که در زاویه حمله 67 درجه نسبت به سطح پرواز معمولی، ویِژگی های آیرودینامیکی خود را کاملاً حفظ کند. برای درک بهتر موضوع، خوب است بدانید که بیشترین زاویه حمله ای که هواپیمای توانای F-14 تامکت می تواند در آن ویژگی های دینامیکی خود را حفظ نماید، از 37 درجه بیشتر نیست! این ویژگی بسیار عالی هواپیمای X-29 که به مدد طراحی بی نظیر بال های رو به جلو و کاناردهای آن صورت گرفته بود، تحسین همگان را برانگیخت. جالب است که این توانایی فوق العاده، بدون استفاده از فلپ های لبه حمله یا Slat های معمول در اکثر هواپیماهای امروزی یا سیستم های تغییر جهت رانش موتور به دست آمده بود. X-29 در سرعت های مافوق صوت، یک اعجوبه بود، چرا که کاهش فوق العاده پسا به لطف استفاده از بال های جلوگرا، کنترل پذیری فوق العاده با استفاده از کاناردهای بی نظیر آن و قابلیت رسیدن به 67 درجه زاویه حمله بدون از دست دادن نیروی برا واقعاً از این هواپیما یک پرنده بی همتا ساخته بود.


هواپیمای X-29 یک هواپیمای تک سرنشینه است که دارای طولی معادل 14 متر و دهنه بال 8 متر است. هر دو نمونه تولید شده از X-29، به یک موتور توربوفن F404-GE-400 تجهیز شده بودند که توانایی لازم را برای انجام تست های مختلف بر روی هواپیما را فراهم می کرد. بال های این هواپیما به طور عمده ای از مواد کامپوزیتی ساخته شده اند که استحکام و سبکی وزن آن ها در این کاربرد مورد نظر است. تنها تفاوت میان نمونه شماره یک و نمونه شماره دو، وجود یک چتر کاهنده سرعت در انتهای دم هواپیمای شماره دو است که این هواپیما را از نمونه اول متمایز می سازد. سازه اصلی هواپیما نیز از آلیاژ آلومینیوم و تیتانیوم ساخته شده است که مقاومتی عالی برای رژیم های مختلف پرواز را فراهم می آورد. طراحی این هواپیما و البته موفقیت آن، وعده ای به طراحان آینده برای طراحی هواپیماهایی با قابلیت های چشمگیر بود. الهام های طرح بال های این هواپیما، به خوبی در بال های ذوزنقه ای هواپیمای نوین F-22 و بال های جلوگرای هواپیمای سوخو 47 روسی مشخص است که گشایش فصل تازه ای را در طراحی هواپیمایی نوید می دهد.
Administrator
Administrator
نمایه کاربر
پست: 15887
تاریخ عضویت: جمعه 7 بهمن 1384, 7:51 pm
سپاس‌های ارسالی: 72635 بار
سپاس‌های دریافتی: 31667 بار
تماس:

پست توسط Mahdi1944 »

آرمان,
ممنون آرمان جان
فقط يه سوال
آيا اين اولين نوع هواپيمايي هست که بر اساس اين تکنولوژي طراحي بال استفاده مي‌کنند؟ و آيا قرار هست که هواپيماهاي جديد بر اين اساس ساخته بشن يا هنوز در دست تحقيق و توسعه هست؟
شکل جالبي داره :-(
زندگي صحنه يکتاي هنرمندي ماست هرکسي نغمه خود خواند و از صحنه رود
صحنه پيوسته به جاست خرم آن نغمه که مردم بسپارند به ياد


[External Link Removed for Guests] | [External Link Removed for Guests] | مجله الکترونيکي سنترال کلابز

[External Link Removed for Guests] | [External Link Removed for Guests] | [External Link Removed for Guests]

لطفا سوالات فني را فقط در خود انجمن مطرح بفرماييد، به اين سوالات در PM پاسخ داده نخواهد شد
Colonel II
Colonel II
پست: 1065
تاریخ عضویت: یک‌شنبه 28 اسفند 1384, 2:04 pm
محل اقامت: زیر آسمون خدا
سپاس‌های دریافتی: 407 بار
تماس:

پست توسط آرمان »

Mahdi1944,
از لطفت ممنون :)
گفتيم که مقدمه چنين هواپيماهايي Ju-287 آلماني بود. طرح X-29 هم بر اساس
همون طرح که از آلمان نازي به دست آمده بود توسعه يافت. طرح X-29 رو شرکت
سوخو دنبال کرد که به توليد و تست Su-47 Berkut انجاميد.
اگر از نظر علم طراحي بال به بال هاي F/A-22 نگاه کنيم، رگه هايي از پيشگرايي را
مي بينيم. طرح بال F/A-22 يک طرح ترکيبي پيشگرا/ عقب گرا هست که در نوع خود
بي نظيره. اگر سوالات ديگري بود در خدمتم. :)
Old Moderator
Old Moderator
نمایه کاربر
پست: 396
تاریخ عضویت: دوشنبه 29 اسفند 1384, 2:42 pm
محل اقامت: آسمان بي نهايت
سپاس‌های دریافتی: 122 بار
تماس:

پست توسط Colonel Chazan »

ممنون آرمان جان
فقط يه سوال
آيا اين اولين نوع هواپيمايي هست که بر اساس اين تکنولوژي طراحي بال استفاده مي‌کنند؟ و آيا قرار هست که هواپيماهاي جديد بر اين اساس ساخته بشن يا هنوز در دست تحقيق و توسعه هست؟
شکل جالبي داره

نخستين هواپيماي استفاده كننده از بال پيشگرا همانطور كه پيش تر ذكر شد يونكر 287 بود.
سوال دوم شما تا حدودي نظري است و چنانكه پيش تر هم گفته ام بنده هيچ اعتقادي به شاهكارهاي آيروديناميكي در عصر الكترونيك ندارم.
در ادامه توليد هواپيماهاي سري ايكس تا كنون از اين طراحي استفاده نشده اما شركت سوخو هنوز به با ارايه طرح هايي چون Su-47 در صدد اثبات اين تكنولوژي است.
روس ها توانايي چنداني در زمينه اويونيك ندارند و همين موجب شده دست به تونايي هاي منحصر به فرد زده و نقاط قوت آن را در يك بخش بسيار بسط دهند.
[font=Verdana]May they rest in peace, those graceful masters of the sky

Happiness is Tomcat-Shaped

I love the smell of jet fuel in the morning
 

تصویر
Colonel II
Colonel II
پست: 1065
تاریخ عضویت: یک‌شنبه 28 اسفند 1384, 2:04 pm
محل اقامت: زیر آسمون خدا
سپاس‌های دریافتی: 407 بار
تماس:

پست توسط آرمان »

سوال دوم شما تا حدودي نظري است و چنانكه پيش تر هم گفته ام بنده هيچ اعتقادي به شاهكارهاي آيروديناميكي در عصر الكترونيك ندارم.

پس مي توان گفت که در عصر جديد هواپيماي آواکس با اون همه تجهيزات
الکترونيکي يا هواپيماي سوخو 24 با همين شرايط بر يک F-15E برتري دارن
و به راحتي مي تونن شکستش بدن. عقيده جالبيست.
Old Moderator
Old Moderator
نمایه کاربر
پست: 396
تاریخ عضویت: دوشنبه 29 اسفند 1384, 2:42 pm
محل اقامت: آسمان بي نهايت
سپاس‌های دریافتی: 122 بار
تماس:

پست توسط Colonel Chazan »

پس مي توان گفت که در عصر جديد هواپيماي آواکس با اون همه تجهيزات
الکترونيکي يا هواپيماي سوخو 24 با همين شرايط بر يک F-15E برتري دارن
و به راحتي مي تونن شکستش بدن. عقيده جالبيست.

آرمان با توجه به شناخت شما از پي گيري شديد پست هاي بنده
باز هم بايد گفت كه با پيشرفت روزافزون صنعت اويونيك در جهان هوانوردي
حتي شي بي ارزشي هم اگر كارايي بالاي تجهيزاتي داشته باشد
عملاً نقطه مقابل خود را كه كار بر روي توانايي هاي آيروديناميكي و تقويت
مانورپذيري است خنثي خواهد كرد.
[font=Verdana]May they rest in peace, those graceful masters of the sky

Happiness is Tomcat-Shaped

I love the smell of jet fuel in the morning
 

تصویر
Colonel II
Colonel II
نمایه کاربر
پست: 4114
تاریخ عضویت: سه‌شنبه 11 بهمن 1384, 6:16 pm
سپاس‌های ارسالی: 4500 بار
سپاس‌های دریافتی: 4323 بار
تماس:

پست توسط Reza6662 »

آرمان,
ممنون از مطلب زيبا و شناسايي اين جنگنده ي فراموش شده. :)
من هم با نظر دوستم چازان موافقم. در رده ي جنگنده هاي نظامي (نه آواکس)
با پيشرفت روزافزون الکترونيک هوايي (آويونيک) جايي براي توليدات پردردسري
مانند X-29 باقي نمي ماند. کافي است در يک ماموريت، يکي از کاناردها هدف تير
يک توپ ضدهوايي قرار بگيره، در آن صورت سطوح کنترل فرامين به احتمال زياد از
دست خلبان خارج شده و بدين ترتيب با ايراد کمترين خسارت در بدنه، مجبور به ترک
هواپيما خواهد شد. ذکر اين نکته بد نيست که در جنگ خليج فارس، تعدادي از جنگنده هاي
آمريکايي (نظير A-10 و F-4G) هدف توپهاي 23 و 57 ميلي متري يا موشکهاي شانه پرتاب
SA-7 قرار گرفتند ولي به دليل داشتن سازه ي توانمند، به راحتي به پايگاههاي خود مراجعت
کردند. ضمن اينکه در جنگهاي عصر حاضر و آينده، کمتر نبردهاي سنگين هوايي مانند آنچه
در جنگ جهاني دوم اتفاق افتاد، پيش خواهد آمد. به همين جهت طرح هايي مانند
X-29 و به احتمال زياد S-37 در حد روي کاغذ باقي خواهند ماند.

S-37 برکوت
تصویر

یونکرس 287 اولین بمب افکن با بالهای رو به جلو و موتورهای جت (شاهکار طراحی آلمان نازی)
تصویر
آخرین ويرايش توسط 1 on Reza6662, ويرايش شده در 0.
 [External Link Removed for Guests]    
Colonel II
Colonel II
پست: 1065
تاریخ عضویت: یک‌شنبه 28 اسفند 1384, 2:04 pm
محل اقامت: زیر آسمون خدا
سپاس‌های دریافتی: 407 بار
تماس:

پست توسط آرمان »

Reza6662, پس شما مي فرماييد ما يک B-29 بزرگ توليد کنيم که هيچ
جنبه طراحي برتر آيروديناميکي نداشته باشه در عوض موشک ها و تجهيزات الکترونيکي
مختلفي به اون وصل کنيم و از فاصله دور بنشينيم به شکار هواپيماهاي دشمن؟
با وجود سيستم هاي بسيار نيرومند ECM و ECCM از دو سو، احتمالاً باز هم نبرد هاي
داگفايت رونق پيدا خواهند کرد. من با اين عقيده که با گسترش الکترونيک هوايي نبرد هاي
نزديک کم تر و کمتر مي شوند کاملاً مخالفم. اگر پيشرفتي هست، هر دو طرف پيشرفت
مي کنند، در نتيجه برآيند پيشرفت ها خنثي شده و نياز به جنگ هاي نزديک دوباره احساس مي شود.
Colonel II
Colonel II
نمایه کاربر
پست: 4114
تاریخ عضویت: سه‌شنبه 11 بهمن 1384, 6:16 pm
سپاس‌های ارسالی: 4500 بار
سپاس‌های دریافتی: 4323 بار
تماس:

پست توسط Reza6662 »

آرمان,
حرف شما درسته.
شايد در طي چند سال آينده به توليد جنگنده هاي مانورپذيري مثل X-29 رو بيارن.
البته X-29 طراحي بي نظيري داره و يکي از شاهکارهاي صنعت هواپيماسازي جهان هست. :-o
البته بعيد مي دونم طرح جنجالي روسها يعني برکوت با تکنولوژي بالاي طراحي X-29 برابر کنه.
گرومن در ساخت هواپيما فکر مي کنم از کل شرکتهاي هواپيماسازي روسي قوي تر و بهتر باشه.
 [External Link Removed for Guests]    
Colonel II
Colonel II
پست: 1065
تاریخ عضویت: یک‌شنبه 28 اسفند 1384, 2:04 pm
محل اقامت: زیر آسمون خدا
سپاس‌های دریافتی: 407 بار
تماس:

پست توسط آرمان »

Reza6662, پس ديدين که Dogfight هنوز زنده است و شايد گسترده تر هم شود؟
رضا جان به نظر من هم برکوت از تکنولوژي لازم براي رقابت با X-29ي که حتي سال ها قبل
از اون ساخته شده برخوردار نباشه. يکي از ضعف هاي هواپيماهاي Swept Forward Wing
اينه که سيستم هاي پيچيده FBW بايد براي کنترل اين هواپيماها به کار بره که خودش پيچيدگي
کار رو بالا برده و ضعف استفاده بهينه از اين بال ها را بيشتر معلوم مي کند. شايد در آينده
تکنولوژي به داد بال هاي جلوگرا برسد و شاهد طرح هاي نوآورانه تر و بي مشکل تر باشيم.
Old Moderator
Old Moderator
نمایه کاربر
پست: 396
تاریخ عضویت: دوشنبه 29 اسفند 1384, 2:42 pm
محل اقامت: آسمان بي نهايت
سپاس‌های دریافتی: 122 بار
تماس:

پست توسط Colonel Chazan »

آرمان اگر لازم مي داني به تفاوت دو مبحثي كه به آنان اشاره كردم پي بري اين سطر را بخوان:
ما پروژه اي در دست داريم كه در قرون اخير برترين طرح آيروديناميكي را داشته و كارايي بي نظريري در مانوردهي دارد.
اما به دليل پيچيدگي كار نمي توانيم هيچ گونه سلاح و يا تجهيزاتي بر روي آن نصب كنيم.در مقابل نقطه عكس اين پروژه را نيز خوهيم داشت.
كدام يك بيشتر به كارمان مي آيد؟

در نبردهاي آينده نيازي به شاهكارهاي آيروديناميكي نخواهد بود و نخواهد بود
[font=Verdana]May they rest in peace, those graceful masters of the sky

Happiness is Tomcat-Shaped

I love the smell of jet fuel in the morning
 

تصویر
Old Moderator
Old Moderator
نمایه کاربر
پست: 396
تاریخ عضویت: دوشنبه 29 اسفند 1384, 2:42 pm
محل اقامت: آسمان بي نهايت
سپاس‌های دریافتی: 122 بار
تماس:

پست توسط Colonel Chazan »

کلنل خلبان چازان, چه کسي ميگه که نمي تونيم روي هواپيماهاي
بال جلوگرا تسليحات نصب کنيم؟ F/A-22 ي که شما سينه چاکش هستي
از همين طرح منتها به صورت ترکيبي استفاده مي کند. اگر شاهکارهاي
آيروديناميکي در آينده نياز نخواهد بود، پس F/A-22 يعني کشک؟
بي دليل از موضعت دفاع نکن. پس ما هواپيماهاي مکعبي شکل البته
با تجهيزات پيچيده الکترونيک مي سازيم. اين شد حرف؟

بنده انسان خونسردي نيستم و اين را به پاي ضعف من بگذاريد.
بنده عرض نكردم بر بال جلو نمي توان تسليحات نصب كرد عرض كردم
فقدان يكي از دو مورد چه صدمتي بر بدنه و پيكره اصلي پروژه خواهد زد

براي هفتمين بار:
نظر آزاد است.
توهين موقوف.و گرنه خود مجبور مي شوم شما را متوقف كنم. :-)
[font=Verdana]May they rest in peace, those graceful masters of the sky

Happiness is Tomcat-Shaped

I love the smell of jet fuel in the morning
 

تصویر
ارسال پست

بازگشت به “هواپيماهاي نظامي”