|
Hogyan repl?
gyabp 2007.07.31. 09:24
Hogyan s mirt repl a repl?Itt vlaszt kaphatsz a krdsre!
Hogyan repl?
A repls szletse
Az els prbk
A replgp kifejlesztse a XX. szzad egyik nagy tudomnyos eredmnye. Ehhez a kivl mrnki teljestmnyhez a termszetreplinek, a madaraknak a megfigyelse adott inspircit.
Az emberisgnek egyik legnagyobb lma volt, hogy a madarak gyessgvel s kecsessgvel meghdtsa az eget. A grg legenda Ikarosza viaszbl ksztett szrnyakkal replt az g fel. Amikor azonban tl kzel kerlt a naphoz, megolvadt a viasz, a szerencstlen Ikarosz lezuhant a mlybe, s hallt lelte.
Leonardo da Vinci, a nagy renesznsz mvsz s feltall szintn megszllottja volt a repls gondolatnak. Szmos rajzot hagyott htra repl masininak terveivel. De mg vagy 400 v kellett hozz, amg lassanknt fny derlt a repls titkra.
Az els replsi ksrletek gyakran tragdival vgzdtek. A vllalkoz szellem remnybeli piltk nmelyike hzi kszts szrnyakat kttt karjra, de hiba csapdosott vele elszntan, nem sikerlt a fldtl elemelkednie. Ezek a ksrletek kivtel nlkl kudarcot vallottak, mert a vllalkozk nem ismertk fel: a madr nem csak azrt tud replni, mert szrnya, van; a szrny alakja s mozgsa is ugyanolyan fontos tnyez.
Leonardo da Vinci egyik tervezete
Fontos felfedezs
1738-ban vgl megtrt a jg, egy svjci matematikus s orvos, Daniel Bernoulli megtette az els tnyleges lpst az g meghdtsban. Rjtt, hogy ha egy folyadk vagy gz gyorsan ramlik, akkor kisebb a nyomsa, mint lass ramlskor. Mivel a leveg gzok keverke, ez a megllapts a levegre is rvnyes. Ha a leveg tallkozik egy madr mozg szrnyaival, akkor rszben felette, rszben alatta ramlik el. Minthogy a szrny fels fellete velt, s gy hosszabb, mint a laposabb als fellet, a levegnek a szrny fltt hosszabb utat kell megtennie. Ez megnveli a szrny fltti lgramls sebessgt, gy a leveg a fels felletre nagyobb nyomst fejt ki, mint az alsra; mindent sszevve a nyomsklnbsg felfel hajtja a szrnyat. Ezt a nyomsklnbsget (aero)dinamikai felhajternek nevezik.
Az elsk
A XIX. szzadban a repls sok ttrje hasznlta fel ezt az elvet a primitv vitorlz replk tervezsekor. A „repls atyjnak” nevezett Sir George Cayley 1853-ban ptette meg a vilg els vitorlz repljt s replt is vele. Ksbb, a mlt szzad elejre a Wright fivreknek(akik egybknt bicikliket gyrtottak eltte) sikerl
t olyan szrnyat szerkeszteni, amellyel mr kormnyozni is lehetett a gpet. A gptrzstl elvlasztott szrny keresztmetszete egy lapos felleten lefel grdl vzcsepp 90p-kal elforgatott kpre emlkeztetett. Ell, a belplnl vastagabb s lekerektett, htul viszont teljesen elvkonyodik; ezt az alakot szrnyszelvnynek nevezik. Ez a szrny fl s al terelt levegram jl pldzza az emltett Bernoulli-fle elvet.
Lgrvnykelts
A dinamikus felhajtern kvl a leveg rvnylse is segti a replgpszrnyat az emelkedsben. A szrny felett raml leveg a kilpl elhagysa utn visszakanyarodik, rvnyleni kezd, mint a lyukon t befoly vz. Az ilyen lgrvnyt (turbulencit) kezdrvnynek hvjk, s ez a kezdrvny jabb rvnyt kelt: az ellenrvnyt. Ez ppoly ers, mint a kezdrvny, de ellenkez irnyba forog, s amikor a szrny alatt visszafel ramlik, tallkozik a f lgramlattal, s lelasstja. Az ellenrvny tovbbgrdl, a szrny belplnl felkanyarodik, majd csatlakozik a f ramlathoz. Emiatt az als lgramlat lelassul, a fels viszont felgyorsul. Fent teht cskken a nyoms, a szrny alatt viszont n, s ez nveli a dinamikai felhajtert.
Emelkedj!
Aztn mikor ksbb az els avitorok felfedeztk, hogyan ksztethetik replsre a levegnl nehezebb trgyakat, azt is ki kellett tallniuk, hogyan hozzk ltre szksges felhajtert. A lghajzsban rbztk ezt a levegre, de ez esetben meg kellett keresnik a mdjt, hogyan rjk el a dinamikai felhajter fellpshez szksges sebessget.
Willbu s Orville Wright egy apr, a lehet legkisebb slyra tervezett motorral oldotta meg ezt a problmt. Motorjukra szrnyszelvny profil szrnybl ll lgcsavart szereltek: ez fggleges skban prgtt a gp elejn. A prgs ltal keltett levegmozgst, azaz inkbb a vele tmadt ert vonernek nevezzk. Ez elreirnyul dinamikai felhajtert kelt, s ez az er htrafel tolja a levegt, azaz elremozgatja a gpet. A Wright testvrek 1903. december 17-n, Kitty Hawkban, szak-Karolinban repltek elszr motoros replgpkn. Ez a Flyer nev gp csak 36 mtert tett meg, mindssze 12 rpke msodperc alatt, de mr sikeresen szemlltette a ksbbi replgp-tervezk ltal is felhasznlt elvet.
A Flyer, az els motoros gp
Modern sugrhajtmvek
A negyvenes vekben a replssel foglalkoz tudsok kifejlesztettk a gzturbins sugrhajtmveket.
Egy modern sugrhajtm(F100)
Ez gy kelt vonert, hogy besrti a levegt egy kzponti kamrba, azt ott specilis zemanyaggal, kerozinnal elegytik, majd az elegyet begyjtjk. Az ebbl tmadt robbans gzramot kelt, s ez a hajtm vgn kilp gzram elretolja a replgpet. A sugrhajtmves gpek gyorsabban replhetnek, de tbb zemanyagot is fogyasztanak, klnsen kis sebessgnl. Ezrt fejlesztettk ki kompromisszumkppen a lgcsavaros gzturbins hajtmvet. Manapsg leginkbb a ktram gzturbins hajtmvek a hasznlatosak. Ezeknek egy nagy, soklaptos cslgcsavar van az elejkn, s az htranyomja a levegt a robbanstrbe. A hajtm krl is mozgatja a levegt, s ezzel olyan vonert kelt, mint egy kznsges lgcsavar. A hajtm vgn gzsugr-terellapok vannak, ezek mkdsbe lpve visszafogjk a tolert, s gyorsan lelasstjk a gpet. Ha a repl ms megfelel sebessggel mozog ahhoz, hogy elg nagy legyen a dinamikai felhajter, valamilyen mdon irnytani, kormnyozni is kell. A replsnek hat alapmozzanata van: a felszlls, az emelkeds, a vzszintes repls, az elforduls, a sllyeds s a leszlls. Ezeket a mozgsokat a szrnyakon s a vezrskokon kialaktott kormnylaptokkal rik el; azoknak is szrnyprofil a keresztmetszetk, azaz dinamikai felhajtert keltenek.
Felszllskor felemelkednek a szrnyak kilpln a fklapok, hogy nveljk a felletet s gy fokozzk a dinamikai felhajtert. Felemelik a vzszintes vezrskokon lev magassgi kormnyokat is. Mindekzben a gp orra felfel mutat, a farokrsz sllyed, s a replgp gnek emelkedik. Nagyon fontos, hogy a gpnek e manver megkezdse eltt mr megfelel sebessge legyen. A fklapokat s a magassgi kormnyokat pontosan abban a pillanatban kell felemelni, amikor a dinamikai felhajter kiegyenlti a replgp slyt, klnben a replszerkezet sebessget veszt, s nem szll fel.
Tekintetbe kell venni a lgellenlls problmjt is. A replgp elre irnyul mozgsa lgellenllst kelt, s ez fkezi a gpet. Minden mozg testre hat ez az er, de induklt lgellenllsrl csak a replgpekkel kapcsolatban beszlhetnk. Arrl van sz, hogy a szrny fltti lgram energijnak egy rsze htrafel tereldik, s gy akadlyozza a replgpet az elrehaladsban; ezt a jelensget rszben a szrny llsszge, rszben a lgrvny okozza.
A pilta felszllskor a fklapok lehajtsval ellenslyozza a lgellenllst. A replgp egy meghatrozott szinten repl, s halads kzben elg nagy a sebessge ahhoz, hogy a toler meghaladja a lgellenllst. Majd a kormnyokat ismt felemelik, s a gp felemelkedik a vgs magassgra. A gp akkor lesz ksz a vzszintes replsre, amikor a felhajter egyenl a sllyal.
A replgp fordulsa
A replgp most clllomsa fel replhet, de ekzben minden valsznsg szerint fordulni is kell, hogy megfelel irnyba haladjon. A replgpet ms mozgathat kormnylaptokkal, a szrnyakon lv csrlapokkal s a fggleges vezrsk rszt alkot oldalkormnylappal ksztetik elfordulsra.
A csrlapok a szrny kilpln tallhatk. Ha a pilta balra akarja fordtani a gpet, akkor az ellenkez szrnyon, azaz a jobb oldalin leengedi a csrlapot, gy ezen az oldalon megnveli a dinamikai felhajtert. Ezzel egy idben felemeli a bal oldali csrlapot, teht azon az oldalon cskkenti a felhajtert. Amikor a gp balra dl, a csrlapokkal egyidejleg balra fordtja az oldalkormnylaptot, s ezzel teljess vlik a manver. Azutn, ha a replgp mr a kvnt irnyban ll, a pilta visszalltja a kormnylapokat eredeti helyzetkbe. Amint a replgp vgclja fel tart, a piltnak lassan meg kell kezdeni a biztonsgos leszllst. Ez nagyon sszetett folyamat s nagyon pontosan kell vgrehajtani, nehogy a gp vratlanul magassgot vesztsen. Idelis esetben a pilta szllel szembe repl, mivel a leveg kzvetlen ramlsa segtsgre van a gp kormnyzsban. Az oldalszl gondot okozhat, mert oldalra trtheti a replgpet. Ezt sodrdsnak nevezik s megnehezti a manverezst.
Sima leszlls
A BAe Harrier szmra nem szksges hossz leszllplya
A gp leszlltsra a pilta cskkenti a sebessget, s leereszti a szrnylaptokat, hogy lefel mutasson az orr; ilyenkor cskken a dinamikai felhajter, nvekszik a lgellenlls s a gp ereszkedni kezd. Ahogy a leszllplya kzelbe r, felemelkednek a magassgi kormnyok, s mkdsbe lpnek a szrnyak belplnl az orrsegdszrnyak. Ezek megnvelik a szrny fellett s fokozzk a felhajtert. Ez az sszetett hats felfel dnti a gpet, gy a farokrsz alacsonyabban van, mint az orr. Ez ellenslyozza a sebessgcskkensbl add felhajter-cskkenst.
A replgp annyira lelassul, hogy egy rvid pillanatig szinte lebeg a leszllplya felett. A sebessg cskkentsre jabb fklapokat hoznak mkdsbe a szrnyakon. Ezek a belplnl vannak s spoilereknek vagy lgfkeknek nevezik ket. Lgrvnyt hoznak ltre, s az rvnyek megnvelik a lgellenllst, lekzdik a felhajtert.
A gp meglltsa
Ezen a ponton kiengedik a gp futmvt, s az tovbb nveli a lgellenllst. A gp f futm-kerekeivel r elszr fldet. A magassgi kormnylapokat leengedik, hogy a gp orra leereszkedjk, s az orrfut is a futplyra kerljn. A replgp most teljesen fldet rt. A hajtmvekkel ellenttes irny ert keltenek s a fklapokat teljesen leengedik, hogy a lgellenlls a lehet legkisebb legyen. Behzzk a kerkfket is, s a replgp vgl simn megll.
Na s a hordozk?
Gzkatapultos induls
A replgp-hordozk fedlzetn azonban nem ilyen egyszerek a dolgok. A felszllsra nem ll rendelkezsre akkora hely, mint a repltereken. ppen ezrt az anyahajkon gzkatapult segtsgvel indtjk a gpeket. Ez a szerkezet a fedlzet alatt helyezkedik el, s pillanatok alatt felszllsi sebessgre gyorstja a gpet. A gp belsejben a gz erejvel nagy nyomst gerjesztenek, amit az alkalmas pillanatban kiengednek, ez „lvi” ki a replt. A leszllsi mdszer is ms, a fedlzetre kifesztett 4 db ktl egyikt kell elcspnie a piltknak(az USA hajin van ngy darab, a francia haditengerszet CdG replgp-hordozjn csak hrom mkdik). ltalban a harmadikat vagy a negyediket clozzk meg. A ktelek a lehet legersebbek, mivel a gpek maximlis hajtmteljestmnnyel rnek fldet. Erre azrt van szksg, mert ha a pilta elvti a kteleket, azonnal emelkednie kell, s jra prblkoznia. Ezt nevezik tstartolsnak(a piltk krben azt, aki legutbb tstartolt, egy kln csfnvvel illetik addig, amg valaki jra el nem vti a futplyt). A gp a trzs vgnek aljn elhelyezett elfoghorog segtsgvel kapjk el a ktelet. Leszlls utn pedig amilyen gyorsan csak lehet, el kell hagyniuk a futplyt, hogy ne foglaljk az amgy is kis helyet.
Bera Blint
oldal,ahonnan jtt: www.f14.try.hu
forrsok:
Tuds Fja,sajt magam:)
| |