براي ايران هواپيماها را قويتر بسازيد

[Shahryar]

  نام  
  ايران هواپيماها را قويتر  

توضيح: سوالاتي كه در تاپيك مربوط به ايران-140 از طرف دوستان عزيز مطرح گرديد و همينطور طرح سوالي از طرف يكي ديگر از دوستان در مورد اينكه در شرايط اقليمي ايران چه هواپيماي بيشتر كارائي دارد؟ من رو ياد مقاله اي انداخت كه 12 سال پيش خوانده بودم. پس از جستجوي بسيار و يافتن آن، مقاله را با دوستانم شريك ميشم به اميد آنكه مورد استفاده قرار بگيرد.

 [External Link Removed for Guests] 

  شرايط اقليمي ايران و تاثير گذاري آن بر عملكرد هواپيما و  

كشور جمهوري اسلامي ايران به طور كلي سرزميني است كوهستاني كه دوسوم مناطق آن توسط ارتفاعات شمالي كه البرز ناميده ميشود از كشور تركيه شروع و به ارتفاعات كشور افغانستان ختم ميشود. ارتفاعات غرب نيز از كشور تركيه شروع و تا سلسله ارتفاعات زردكوه (دنا) در شيراز ادامه ميابد. رشته كوههاي جنوب شرقي ايران كه رشته كوه تفتان ناميده ميشود از شمال شرقي به سوي جنوب شرقي ايران ادامه ميابد و در اين ميان بلندترين ارتفاع، دماوند است كه 18600 فوت ارتفاع دارد و در شمال شرقي تهران قرار دارد.

شرايط آب و هوائي متغير و مختلف حاكم بر مناطق كشور با اختلاف درجه حرارت 20- تا 48+ درجه سانتي گراد همراه ميباشد. گستردگي مرزهاي كشور به ميزان 8700 كيلومتر شامل دريا، خشكي، كوهستان، كوير و همچنين پراكندگي جمعيت از نظر نقاط تمركز و موقعيت حساس مرزهاي كشور و ضرورت داشتن امكانات براي جوابگويي به هر تهديد ،يك قابليت عكس العمل خيلي سريع با تحرك خيلي زياد را طلب ميكند.

دو پارامتر بسيار مهم كه تاثير پذيري زياد در توان عملكرد وسيله پرنده دارند عبارتند از:
1- درجه حرارت
2- ارتفاع

كشور ايران از معدود نقاط گيتي است كه اين دو عامل همزمان به حداكثر ميرسد. براي مثال در كشور عربستان سعودي متوسط درجه حرارت بيشتر از كشور ماست اما در مقابل متوسط ارتفاع نقاط از سطح دريا به مراتب پائين تر ميباشد ، يا در كشوري مانند تبت متوسط ارتفاع از سطح دريا بيشتر بوده اما در مقابل متوسط درجه حرارت در مقابله با كشور ايران بسيار پايين تر است، بنابراين با توجه به دو پارامتر ذكر شده يعني درجه حرارت زياد محيط و ارتفاع زياد بيشتر نقاط كشور از سطح دريا كه شرايط اقليمي خاص ايران ناميده ميشود، قدرت عملياتي هر وسيله پرنده اي را كاهش ميدهد.

برآورد محاسن و معايب هر وسيله پرنده از نقطه نظر فني و پروازي احتياج به تجزيه و تحليل مجموعه اي از اطلاعات و بكارگيري اين مجموعه در رابطه با هم دارد. براي بررسي توانايي يك وسيله پرنده تحت شرايط اقليمي خاص ايران بايد دو فاكتور مهم خصوصيات كارائي و توانائي عملياتي هر وسيله پرنده را مورد ارزيابي قرار داد.
براي روشن شدن بيشتر موضوع متذكر ميشود، خصوصيات كارآئي هر وسيله پرنده معمولا از طريق كارخانه سازنده وسيله پرنده بر اساس اسناد و عملياتي و جداول ارزيابي خصوصيت كارآئي تعيين ميگردد اما توانائي عملياتي پس از انجام آزمايشات عملي مختلف وسيله پرنده در سطح زمين و هوا در شرايط مختلف اقليمي كشور مشخص ميشود، بديهي است ارزيابي توان عملياتي وسيله پرنده را نميتوان بر اساس مدارك پروازي بررسي نمود.

جداول كارائي موجود در كتاب وسيله پرنده براي خلبان در شرايط هواي خشك( بدون رطوبت) در نظر گرفته ميشود. معمولا هواي بدون رطوبت از اكسيژن و نيتروژن تشكيل شده است در حالي كه هواي اشباع شده از بخار آب ،اكسيژن و هيدروژن تشكيل يافته و سبكتر از هواي خشك است. يك هواي اشباع شده از رطوبت در درجه حرارت 1- سانتي گراد معادل 0.3 از هواي خشك معادل رقيقتر است و باعث افزايش تقريبي 60 فوت چگالي ارتفاع ميشود و همين در درجه حرارت 37.8 معادل 2.5 درصد از هواي خشك معادل، غلظت كمتري دارد و باعث افزايش حدود 700 فوت چگالي ارتفاع ميشود.

كاملا روشن است كه هواي گرم ، مقدار بخار آب بيشتري را ميتواند در خود نگهدارد و يك موتور توربيني در هواي گرم اشباع شده از رطوبت حدود 3 درصد كاهش قدرت دارد.براي اينكه يك وسيله پرنده بتواند توان عملياتي خود را در شرايط اقليمي خاص ايران حفظ كند بايستي پرنده قدرت رزرو قابل توجه داشته باشد.

تعريف قدرت رزرو
قدرت رزرو عبارت است از فاصله بين حداقل قدرت مورد نياز و حداكثر قدرت قابل استفاده موتور.
قدرت رزرو= حداقل قدرت مورد نياز - حداكثر قدرت قابل استفاده موتور

تعريف حداقل قدرت مورد نياز
بر حسب تعريف قدرت مورد نياز عبارت است از قدرت مصرفي براي پروانه اصلي و پروانه دم كه در هاور هليكوپتر شامل (نيروي القائي) و (نيروي ظاهري) ميشود.

تعريف حداكثر قدرت قابل استفاده موتور
حداكثر قدرت قابل استفاده موتور بستگي به درجه حرارتي دارد كه توربين هاي موتور در قسمت اتاقك احتراق ميتواند تحمل كند و با افزايش ارتفاع حداكثر قدرت قابل استفاده موتور كاهش ميابد. به طور كلي موتورهاي توربيني از درجه حرارت 15.5 تا 45 درجه سانتي گراد حدود 30 درجه كاهش قدرت دارند. اما آنچه كه در عمل حداقل قدرت مورد نياز را مشخص ميكند چهر عامل زير است:

1- Gross Weight
2- Hover Height
3- چگالي ارتفاع Density Altitude
4- باد Wind

وزن: از ميان چهار عامل بالا به تنهائي موثرترين عامل در مشخص كردن حداقل قدرت مورد نياز به شمار ميرود.
چگالي ارتفاع: نكته اي كه در چگالي ارتفاع بايد به ان توجه داشت اين واقعيت است كه چگالي ارتفاع ممكن است در شرايط كاملا متفاوت به دست آيد. به طور مثال مشخص كردن قدرت مورد نياز وسيله پرنده در شرايط ارائه شده در جدول زير ظاهرا در هر دو مورد چگالي ارتفاع 8000 فوت ميباشد اما مورد دوم به ازاء حرارت 30 درجه سانتي گراد 8000 فوت چگالي ارتفاع به دست آمده كه اين حرارت حداقل قدرت مورد نياز را افزايش ميدهد.

 چگالي ارتفاع 8000 فوت صفر درجه سانتي گراد به ازاء حرارت 8000 فوت ارتفاع فشار

چگالي ارتفاع 8000 فوت 30درجه سانتي گراد به ازاء حرارت 5000 فوت ارتفاع فشار 

باد: مقدار كم آن باعث افزايش قدرت مورد نياز ميشود( به علت جابجائي بالشتك هواي زير هليكوپتر در هاور) و باد به مقدار قابل توجه ( بالاي 10 نات) باعث كاهش قدرت مورد نياز ميشود. به علت كاهش جريانات حلقوي هوا در نوك ملخ كه كارائي پروانه اصلي افزايش ميابد.
از ميان درجه حرارت محيط و ارتفاع فشار Pressure Altitude ، درجه حرارت محيط مهمترين عامل موثر به شمار ميرود و اگر ارتفاع فشار افزايش يلبد حداكثر قدرت موجود قابل استفاده موتور كاهش ميابد.

نتيجه:
هر مقدار فاصله بين حداقل قدرت مورد نياز و حداكثر قدرت موجود قابل استفاده موتور بيشتر باشد وسيله پرنده قدرت رزرو بيشتري دارد. و اين قدرت رزرو در شرايط اقليمي خاص ايران ( درجه حرارت زياد محيط و ارتفاع زياد از سطح دريا) قابل استفاده است و يا به عبارت ديگر اين شرايط اقليمي خاص ايران است كه قدرت رزرو ( كه فاصله بين حداقل قدرت مورد نياز و حداكثر قدرت قابل استفاده موتور است) را كاهش ميدهد (به هم نزديك ميشود) و در مورد وسيله پرنده اي كه قدرت رزرو قابل توجه ندارند توانائي عملياتي وسيله پرنده تحت شرايط اقليمي خاص ايران غير مفيد ميگردد.

بايد توجه داشت كه براي ساخت وسيله پرنده با قدرت رزرو مفيد براي شرايط اقليمي كشورمان هزينه سنگيني به سازنده آن تحميل ميشود و اثرات آن در نهايت به ارزش كلي وسيله پرنده- هزينه عملياتي آن منعكس ميشود. بديهي است براي دستيابي بوسيله پرنده مورد نظر كه داراي توان عملياتي ذكر شده باشد با در نظر گرفتن اين اصل كه ساخت اين نوع وسيله پرنده براي سازنده مقرون به صرفه نميباشد از طريق سرمايه گذاري ويژه امكان پذير است.

كاپيتان يداله ميرآفتاب. سرخلبان آزمايشي هليكوپتر
مجله پرواز. شماره 49