એરોડાયનેમિકલી વિસ્થાપિત કેન્દ્ર સાથેનું વિમાન

છેલ્લી સદીના ત્રીસના દાયકાના ઉત્તરાર્ધમાં, સ્લેટના શોધક, ગુસ્તાવ લેચમેને, પૂંછડી વિનાનાને પાંખની સામે મૂકેલી ફ્રી-ફ્લોટિંગ પાંખથી સજ્જ કરવાનો પ્રસ્તાવ મૂક્યો હતો. આ પાંખ સર્વો-રુડરથી સજ્જ હતી, જેની મદદથી તેના પ્રશિક્ષણ બળને નિયંત્રિત કરવામાં આવ્યું હતું. તે વધારાની વિંગ ડાઇવિંગ ક્ષણને વળતર આપવા માટે સેવા આપે છે જે ફ્લૅપ છોડવામાં આવે ત્યારે થાય છે. લેચમેન હેન્ડલી-પેજ કંપનીના કર્મચારી હોવાથી, તે આ તકનીકી ઉકેલ માટે પેટન્ટના માલિક હતા અને આ બ્રાન્ડ હેઠળ આ વિચારનો ઉલ્લેખ તકનીકી સાહિત્યમાં કરવામાં આવ્યો છે. પરંતુ હજુ પણ આ વિચારનો કોઈ વ્યવહારિક અમલ થતો નથી! કારણ શું છે?

સંતુલન નુકસાન

વિમાનની પાંખ, જે લિફ્ટ બનાવે છે, તેની સાથે હોય છે, એક એવું કહી શકે છે, ડાઇવિંગ ક્ષણના સ્વરૂપમાં નકારાત્મક ઉપ-ઉત્પાદન જે વિમાનને ડાઇવમાં મૂકવાનું વલણ ધરાવે છે. વિમાનને ડાઇવિંગ કરતા અટકાવવા માટે, તેની પૂંછડી પર એક નાની પાંખ છે - એક સ્ટેબિલાઇઝર, જે આ ડાઇવને અટકાવે છે, નીચે તરફ, એટલે કે, નકારાત્મક, પ્રશિક્ષણ બળ બનાવે છે. એરક્રાફ્ટની આ એરોડાયનેમિક ડિઝાઇનને "સામાન્ય" કહેવામાં આવે છે. કારણ કે સ્ટેબિલાઇઝરની લિફ્ટ નકારાત્મક છે, તે એરક્રાફ્ટના ગુરુત્વાકર્ષણમાં વધારો કરે છે, અને પાંખમાં ગુરુત્વાકર્ષણ કરતાં વધુ લિફ્ટ હોવી આવશ્યક છે.

આ દળો વચ્ચેના તફાવતને સંતુલન નુકસાન કહેવામાં આવે છે, જે 20% સુધી પહોંચી શકે છે.
પરંતુ રાઈટ બ્રધર્સના પ્રથમ ઉડતા વિમાનમાં આવા નુકસાન થયા ન હતા, કારણ કે નાની પાંખ - એક અસ્થિર જે ડાઈવને અટકાવે છે - તે પાંખની પાછળ નહીં, પરંતુ તેની સામે મૂકવામાં આવી હતી. એરક્રાફ્ટની આ એરોડાયનેમિક ડિઝાઇનને "કેનાર્ડ" કહેવામાં આવે છે. અને એરક્રાફ્ટને ડાઇવિંગ કરતા અટકાવવા માટે, અસ્થિરતાએ ઉપરની તરફ, એટલે કે, સકારાત્મક, પ્રશિક્ષણ બળ બનાવવું આવશ્યક છે. તે પાંખની લિફ્ટમાં ઉમેરવામાં આવે છે, અને આ રકમ એરક્રાફ્ટની ગુરુત્વાકર્ષણ જેટલી છે. પરિણામે, પાંખએ એક લિફ્ટ ફોર્સ ઉત્પન્ન કરવું જોઈએ જે ગુરુત્વાકર્ષણ બળ કરતાં ઓછું હોય. અને સંતુલન માટે કોઈ નુકસાન!

સ્ટેબિલાઇઝર અને ડિસ્ટેબિલાઇઝરને એક શબ્દમાં જોડવામાં આવે છે - આડી પૂંછડી અથવા GO.
જો કે, છેલ્લી સદીના ત્રીસના દાયકાની શરૂઆતમાં ટેકઓફ અને લેન્ડિંગ વિંગ મિકેનાઇઝેશનના મોટા વિકાસ સાથે, "ડક" એ આ ફાયદો ગુમાવ્યો. યાંત્રિકીકરણનું મુખ્ય તત્વ ફ્લૅપ છે - પાંખનો પાછળનો ભાગ જે નીચે તરફ વળેલો છે. તે પાંખના લિફ્ટિંગ ફોર્સને લગભગ બમણું કરે છે, જેના કારણે લેન્ડિંગ અને ટેકઓફ દરમિયાન સ્પીડ ઘટાડવી શક્ય બને છે, જેનાથી ચેસિસના વજનમાં બચત થાય છે. પરંતુ ડાઇવ મોમેન્ટના સ્વરૂપમાં આડપેદાશ જ્યારે ફ્લૅપ છોડવામાં આવે છે ત્યારે તે એટલી હદે વધે છે કે અસ્થિરતા તેની સાથે સામનો કરી શકતી નથી, પરંતુ સ્ટેબિલાઇઝર તેનો સામનો કરી શકતું નથી. બ્રેકિંગ એ બિલ્ડિંગ નથી, આ કિસ્સામાં સકારાત્મક બળ છે.

વિંગ લિફ્ટ બનાવવા માટે, તે આવનારા હવાના પ્રવાહની દિશામાં એક ખૂણા પર લક્ષી હોવી જોઈએ. આ ખૂણાને હુમલાનો કોણ કહેવામાં આવે છે અને જેમ જેમ તે વધે છે તેમ તેમ લિફ્ટ ફોર્સ પણ વધે છે, પરંતુ અનિશ્ચિત સમય માટે નહીં, પરંતુ એક જટિલ કોણ સુધી, જે 15 થી 25 ડિગ્રી સુધી હોય છે. તેથી, કુલ એરોડાયનેમિક બળ સખત રીતે ઉપર તરફ નિર્દેશિત નથી, પરંતુ વિમાનની પૂંછડી તરફ વળેલું છે. અને તે સખત રીતે ઉપર તરફ નિર્દેશિત ઘટકમાં વિઘટિત થઈ શકે છે - લિફ્ટ ફોર્સ, અને પાછળની તરફ નિર્દેશિત - એરોડાયનેમિક ડ્રેગ ફોર્સ. લિફ્ટ ટુ ડ્રેગ ફોર્સના ગુણોત્તરનો ઉપયોગ એરક્રાફ્ટની એરોડાયનેમિક ગુણવત્તા નક્કી કરવા માટે થાય છે, જે 7 થી 25 સુધીની હોઈ શકે છે.

સામાન્ય યોજનાની તરફેણમાં કામ કરતી ઘટના એ પાંખની પાછળના હવાના પ્રવાહનો બેવલ છે, જે પ્રવાહની દિશાના નીચે તરફના વિચલનમાં સમાવે છે, પાંખની લિફ્ટ જેટલી વધારે છે. તેથી, જ્યારે ફ્લૅપ વિચલિત થાય છે, ત્યારે એરોડાયનેમિક્સના કારણે, સ્ટેબિલાઇઝરના હુમલાનો વાસ્તવિક નકારાત્મક કોણ આપોઆપ વધે છે અને પરિણામે, તેની નકારાત્મક લિફ્ટ ફોર્સ.

આ ઉપરાંત, એરક્રાફ્ટની ફ્લાઇટની રેખાંશ સ્થિરતાને સુનિશ્ચિત કરવા જેવા સંજોગો પણ "કેનાર્ડ" ની તુલનામાં "સામાન્ય" યોજનાની તરફેણમાં કામ કરે છે. હવાના જથ્થાની ઊભી હિલચાલના પરિણામે એરક્રાફ્ટના હુમલાનો કોણ બદલાઈ શકે છે. એરક્રાફ્ટ આ ઘટનાને ધ્યાનમાં રાખીને ડિઝાઇન કરવામાં આવે છે અને ખલેલનો સામનો કરવાનો પ્રયત્ન કરે છે. એરક્રાફ્ટની દરેક સપાટી પર એરોડાયનેમિક ફોકસ હોય છે - જ્યારે હુમલાનો કોણ બદલાય છે ત્યારે લિફ્ટમાં વધારો લાગુ કરવાનો બિંદુ. જો આપણે પાંખ અને GO વૃદ્ધિના પરિણામને ધ્યાનમાં લઈએ, તો એરક્રાફ્ટ પર પણ ધ્યાન કેન્દ્રિત છે. જો એરક્રાફ્ટનું ફોકસ દળના કેન્દ્રની પાછળ હોય, તો હુમલાના ખૂણામાં અવ્યવસ્થિત વધારા સાથે, લિફ્ટમાં વધારો એરક્રાફ્ટને નમવું તરફ વળે છે જેથી હુમલાનો કોણ ઘટે. અને પ્લેન તેના પાછલા ફ્લાઇટ મોડ પર પાછું આવે છે. આ કિસ્સામાં, "સામાન્ય" રૂપરેખાંકનમાં, પાંખ અસ્થિર ક્ષણ બનાવે છે (હુમલાનો કોણ વધારવા માટે), અને સ્ટેબિલાઇઝર સ્થિર ક્ષણ બનાવે છે (હુમલાનો કોણ ઘટાડવા માટે), અને બાદમાં લગભગ 10% પ્રવર્તે છે. . કેનાર્ડમાં, અસ્થિર ક્ષણ અસ્થિરતા દ્વારા બનાવવામાં આવે છે, અને સ્થિરતાની ક્ષણ, જે લગભગ 10% મોટી હોય છે, તે પાંખ દ્વારા બનાવવામાં આવે છે. તેથી, આડી પૂંછડીના વિસ્તાર અને ખભામાં વધારો સામાન્ય ડિઝાઇનમાં સ્થિરતામાં વધારો અને "કેનાર્ડ" માં તેના ઘટાડા તરફ દોરી જાય છે. તમામ ક્ષણો કાર્ય કરે છે અને એરક્રાફ્ટના સમૂહના કેન્દ્રની તુલનામાં ગણતરી કરવામાં આવે છે (ફિગ. 1 જુઓ).

![છબી]()

જો પ્લેનનું ફોકસ દળના કેન્દ્રથી આગળ હોય, તો હુમલાના ખૂણામાં અવ્યવસ્થિત નાના વધારા સાથે તે વધુ વધે છે અને પ્લેન સ્થિર રીતે અસ્થિર હશે. ફોકસ અને સેન્ટર ઓફ માસની આ સંબંધિત સ્થિતિનો ઉપયોગ આધુનિક લડવૈયાઓમાં સ્ટેબિલાઇઝર લોડ કરવા અને તેના પર નકારાત્મક નહીં, પરંતુ હકારાત્મક લિફ્ટ મેળવવા માટે થાય છે. અને એરક્રાફ્ટની ફ્લાઇટ એરોડાયનેમિક્સ દ્વારા નહીં, પરંતુ ચાર-ગણી ડુપ્લિકેટ ઓટોમેટિક આર્ટિફિશિયલ સ્ટેબિલિટી સિસ્ટમ દ્વારા સુનિશ્ચિત કરવામાં આવે છે, જે જ્યારે એરક્રાફ્ટ હુમલાના જરૂરી ખૂણાથી દૂર જાય છે ત્યારે "સ્ટિયરિંગ" કરે છે. જ્યારે ઓટોમેશન બંધ થાય છે, ત્યારે એરક્રાફ્ટ પહેલા પૂંછડી ફેરવવાનું શરૂ કરે છે, "પુગાચેવની કોબ્રા" આકૃતિ આના પર આધારિત છે, જેમાં પાઇલટ ઇરાદાપૂર્વક ઓટોમેશન બંધ કરે છે અને, જ્યારે જરૂરી પૂંછડી પરિભ્રમણ કોણ પહોંચી જાય છે, ત્યારે ફાયરિંગ કરે છે. પાછળના ગોળાર્ધમાં રોકેટ કરો, અને પછી ફરીથી ઓટોમેશન ચાલુ કરો.
નીચેનામાં, અમે ફક્ત સ્થિર રીતે સ્થિર એરક્રાફ્ટને ધ્યાનમાં લઈએ છીએ, કારણ કે નાગરિક ઉડ્ડયનમાં ફક્ત આવા વિમાનનો ઉપયોગ કરી શકાય છે.

એરક્રાફ્ટના ફોકસની સંબંધિત સ્થિતિ અને સમૂહનું કેન્દ્ર "કેન્દ્રીકરણ" ની વિભાવનાને દર્શાવે છે.
ફોકસ દળના કેન્દ્રની પાછળ હોવાથી, પેટર્નને ધ્યાનમાં લીધા વિના, તેમની વચ્ચેનું અંતર, જેને સ્થિરતા માર્જિન કહેવાય છે, તે સામાન્ય પેટર્નમાં GO આર્મને વધારે છે અને તેને "કેનાર્ડ" માં ઘટાડે છે.

કેનાર્ડમાં વિંગ આર્મ્સનો ગુણોત્તર એવો છે કે જ્યારે એરક્રાફ્ટને હુમલાના ઊંચા ખૂણા પર લાવવામાં આવે ત્યારે એલિવેટર્સના મહત્તમ ડિફ્લેક્શન પર અસ્થિરતાના પ્રશિક્ષણ બળનો સંપૂર્ણ ઉપયોગ થાય છે. અને જ્યારે ફ્લૅપ્સ રિલીઝ થશે ત્યારે તે ચૂકી જશે. તેથી, પ્રખ્યાત અમેરિકન ડિઝાઇનર રૂટનની બધી "બતક" પાસે કોઈ યાંત્રિકરણ નથી. તેમનું વોયેજર એરક્રાફ્ટ 1986માં લેન્ડિંગ અને રિફ્યુઅલિંગ વિના વિશ્વભરમાં ઉડાન ભરનાર વિશ્વનું પ્રથમ વિમાન હતું.

એક અપવાદ છે બીકક્રાફ્ટ સ્ટારશિપ, પરંતુ ત્યાં, ફ્લૅપ્સનો ઉપયોગ કરવાના હેતુસર, વેરિયેબલ ડિસ્ટેબિલાઇઝર ભૂમિતિ સાથેની ખૂબ જ જટિલ ડિઝાઇનનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો, જે શ્રેણીબદ્ધ રીતે પુનઃઉત્પાદન કરી શકાય તેવી સ્થિતિમાં લાવી શકાયો ન હતો, જેના કારણે પ્રોજેક્ટ બંધ કરવામાં આવ્યો હતો.
વિંગ આર્મ મોટે ભાગે તેના પર નિર્ભર કરે છે કે જ્યારે અસ્થિરતાના હુમલાના કોણમાં એક ડિગ્રીનો વધારો થાય છે ત્યારે તેનું લિફ્ટ ફોર્સ કેટલું વધે છે; આ પરિમાણને લિફ્ટ ગુણાંકના હુમલાના કોણ અથવા ફક્ત અસ્થિરતાના વ્યુત્પન્નના સંદર્ભમાં વ્યુત્પન્ન કહેવામાં આવે છે. અને, આ વ્યુત્પન્ન જેટલું નાનું, વિમાનના સમૂહનું કેન્દ્ર પાંખની નજીક મૂકી શકાય છે, તેથી, પાંખનો હાથ જેટલો નાનો હશે. આ વ્યુત્પન્નતાને ઘટાડવા માટે, લેખકે 1992 માં બાયપ્લેન સ્કીમ (2) અનુસાર અસ્થિરતાનો અમલ કરવાનો પ્રસ્તાવ મૂક્યો હતો. આનાથી પાંખના ખભાને એટલું ઓછું કરવાનું શક્ય બને છે કે તે તેના પર ફ્લૅપનો ઉપયોગ કરવાના અવરોધને દૂર કરે છે. જો કે, બાયપ્લેનને કારણે GO ના પ્રતિકારમાં વધારો થવાના સ્વરૂપમાં આડઅસર થાય છે. વધુમાં, એરક્રાફ્ટની ડિઝાઇનમાં એક ગૂંચવણ છે, કારણ કે તે ખરેખર બે GOs બનાવવા માટે જરૂરી છે, અને એક નહીં.

સહકર્મીઓએ ધ્યાન દોર્યું હતું કે રાઈટ બ્રધર્સના પ્લેનમાં "બાયપ્લેન ડિસ્ટેબિલાઈઝર" લક્ષણ હાજર હતું, પરંતુ શોધમાં માત્ર એક નવી સુવિધા પેટન્ટ કરવામાં આવી ન હતી, પરંતુ સુવિધાઓનો એક નવો સેટ પણ હતો. રાઈટ્સમાં "ફ્લેપ" લક્ષણ નહોતું. વધુમાં, જો નવી શોધની વિશેષતાઓનો સમૂહ જાણીતો હોય, તો આ શોધને ઓળખવા માટે, નવા હેતુઓ માટે ઓછામાં ઓછી એક વિશેષતાનો ઉપયોગ કરવો આવશ્યક છે. રાઈટોએ સ્ટ્રક્ચરનું વજન ઘટાડવા માટે બાયપ્લેનનો ઉપયોગ કર્યો હતો, અને વર્ણવેલ શોધમાં - ડેરિવેટિવ ઘટાડવા માટે.

"વેધરવેન ડક"

લગભગ બે દાયકા પહેલાં, અમને લેખની શરૂઆતમાં ઉલ્લેખિત "વેન ડક" નો વિચાર યાદ આવ્યો.

તે અસ્થિરતા તરીકે વેધર વેન હોરીઝોન્ટલ ટેલ (FGO) નો ઉપયોગ કરે છે, જેમાં અસ્થિરતાનો સમાવેશ થાય છે, જે ફ્યુઝલેજને લંબરૂપ ધરી પર હિન્જ્ડલી રીતે મૂકવામાં આવે છે અને સર્વો રડરના અસ્થિરતા સાથે જોડાયેલ છે. સામાન્ય ડિઝાઇનનું એક પ્રકારનું એરોપ્લેન, જ્યાં એરોપ્લેનની પાંખ FGO ડિસ્ટેબિલાઇઝર છે અને એરોપ્લેનનું સ્ટેબિલાઇઝર FGO સર્વો છે. અને આ વિમાન ઉડતું નથી, પરંતુ એક ધરી પર મૂકવામાં આવે છે, અને તે પોતે આવનારા પ્રવાહની તુલનામાં લક્ષી છે. સર્વો સ્ટીયરિંગના હુમલાના નકારાત્મક કોણને બદલીને, અમે પ્રવાહની તુલનામાં અસ્થિરતાના હુમલાના કોણને બદલીએ છીએ અને પરિણામે, પિચ નિયંત્રણ દરમિયાન FGO ની લિફ્ટિંગ ફોર્સ.

જ્યારે સર્વો સ્ટીયરીંગ વ્હીલની સ્થિતિ અસ્થિરતાની તુલનામાં અપરિવર્તિત રહે છે, ત્યારે FGO ઊભી પવનના ઝાપટાને પ્રતિસાદ આપતું નથી, એટલે કે. એરક્રાફ્ટના હુમલાના કોણમાં ફેરફાર માટે. તેથી તેનું વ્યુત્પન્ન શૂન્ય છે. અમારી અગાઉની ચર્ચાઓના આધારે, આ એક આદર્શ વિકલ્પ છે.

A. Yurkonenko (3) દ્વારા અસરકારક રીતે લોડ કરાયેલ FGO સાથે ડિઝાઇન કરાયેલ "વેન કેનાર્ડ" ડિઝાઇનના પ્રથમ એરક્રાફ્ટનું પરીક્ષણ કરતી વખતે, બે ડઝનથી વધુ સફળ અભિગમો કરવામાં આવ્યા હતા. તે જ સમયે, એરક્રાફ્ટ અસ્થિરતાના સ્પષ્ટ સંકેતો મળી આવ્યા હતા (4).

"સુપર સ્થિતિસ્થાપકતા"

વિરોધાભાસી લાગે છે તેમ, "વેન ડક" ની અસ્થિરતા તેની "સુપર સ્થિરતા" નું પરિણામ છે. ફિક્સ્ડ GO સાથે ક્લાસિક કેનાર્ડની સ્થિરતાની ક્ષણ પાંખની સ્થિરતાની ક્ષણ અને GOની અસ્થિરતાની ક્ષણથી બને છે. વેધરવેન્ડ ડકમાં, FGO સ્થિરતાની ક્ષણની રચનામાં ભાગ લેતું નથી, અને તે પાંખની સ્થિરતાની ક્ષણથી જ રચાય છે. આમ, "વેન ડક" ની સ્થિર ક્ષણ ક્લાસિક કરતા લગભગ દસ ગણી વધારે છે. જો હુમલાનો કોણ આકસ્મિક રીતે વધે છે, તો વિમાન, પાંખની વધુ પડતી સ્થિર ક્ષણના પ્રભાવ હેઠળ, તેના પાછલા મોડ પર પાછા આવતું નથી, પરંતુ તેને "ઓવરશૂટ" કરે છે. "ઓવરશૂટ" પછી, એરક્રાફ્ટ અગાઉના મોડની તુલનામાં હુમલાનો ઓછો ખૂણો મેળવે છે, તેથી એક અલગ ચિહ્નની સ્થિર ક્ષણ ઊભી થાય છે, તે પણ વધુ પડતી હોય છે, અને આમ સ્વ-ઓસિલેશન્સ ઉદ્ભવે છે, જેને પાઇલટ ઓલવવામાં સક્ષમ નથી.

સ્થિરતા માટેની શરતોમાંની એક એરક્રાફ્ટની વાતાવરણીય વિક્ષેપના પરિણામોને તટસ્થ કરવાની ક્ષમતા છે. તેથી, ખલેલની ગેરહાજરીમાં, અસ્થિર વિમાનની સંતોષકારક ઉડાન શક્ય છે. આ YuAN-1 એરક્રાફ્ટના સફળ અભિગમોને સમજાવે છે. મારી દૂરની યુવાનીમાં, લેખકને એવો કિસ્સો હતો કે જ્યારે એક નવું ગ્લાઈડર મોડલ સાંજે શાંત સ્થિતિમાં કુલ ઓછામાં ઓછી 45 મિનિટ માટે ઉડાન ભરી, તદ્દન સંતોષકારક ફ્લાઈટ્સ દર્શાવે છે અને નોંધપાત્ર અસ્થિરતા દર્શાવે છે - પવનમાં પ્રથમ ફ્લાઇટમાં ડાઇવિંગ સાથે વૈકલ્પિક પિચિંગ હવામાન જ્યાં સુધી હવામાન શાંત હતું અને ત્યાં કોઈ વિક્ષેપ ન હતો ત્યાં સુધી, ગ્લાઈડર સંતોષકારક ઉડાનનું નિદર્શન કરે છે, પરંતુ તેનું ગોઠવણ અસ્થિર હતું. આ અસ્થિરતા દર્શાવવાનું કોઈ કારણ નહોતું.

વર્ણવેલ CSF, સૈદ્ધાંતિક રીતે, "સ્યુડો-ડક" માં ઉપયોગમાં લઈ શકાય છે. આવા એરક્રાફ્ટ અનિવાર્યપણે "ટેઇલલેસ" ડિઝાઇન હોય છે અને તેમાં યોગ્ય ગોઠવણી હોય છે. અને તેના FGO નો ઉપયોગ ફક્ત પાંખના વધારાના ડાઇવિંગ ક્ષણની ભરપાઈ કરવા માટે થાય છે જે જ્યારે યાંત્રિકરણ પ્રકાશિત થાય છે ત્યારે થાય છે. ક્રુઝિંગ કન્ફિગરેશનમાં FGO પર કોઈ ભાર નથી. આમ, FGO વાસ્તવમાં મુખ્ય ઓપરેશનલ ફ્લાઇટ મોડમાં કામ કરતું નથી, અને તેથી આ મૂર્ત સ્વરૂપમાં તેનો ઉપયોગ બિનઉત્પાદક છે.

"ક્રાસ્નોવ-ડક"

CSF ના ડેરિવેટિવને શૂન્યથી સ્વીકાર્ય સ્તર સુધી વધારીને "ઓવર-સ્ટેબિલિટી" દૂર કરી શકાય છે. આ ધ્યેય એ હકીકતને કારણે પ્રાપ્ત થાય છે કે FGO ના પરિભ્રમણનો કોણ એરક્રાફ્ટ (5) ના હુમલાના ખૂણામાં ફેરફારને કારણે સર્વો રડરના પરિભ્રમણના કોણ કરતા નોંધપાત્ર રીતે ઓછો છે. આ હેતુ માટે, એક ખૂબ જ સરળ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જે ફિગમાં બતાવેલ છે. 2. FGO 1 અને સર્વો સ્ટીયરિંગ વ્હીલ 3 ધરી OO1 પર હિન્જ્ડ છે. સળિયા 4 અને 6, હિન્જ્સ 5,7, 9,10 દ્વારા, FGO 1 અને સર્વો સ્ટીયરિંગ વ્હીલ 3 ને રોકર 8 સાથે જોડે છે. ક્લચ 12 પિચ કંટ્રોલના હેતુ માટે પાયલોટ દ્વારા સળિયા 6 ની લંબાઈ બદલવાનું કામ કરે છે. FGO 1 નું પરિભ્રમણ જ્યારે આવનારા પ્રવાહની દિશા બદલાય છે ત્યારે એરક્રાફ્ટની તુલનામાં સર્વો સ્ટીયરિંગ વ્હીલ 3 ના વિચલનના સમગ્ર ખૂણા દ્વારા નહીં, પરંતુ ફક્ત તેના પ્રમાણસર ભાગ દ્વારા કરવામાં આવે છે. જો પ્રમાણ અડધા જેટલું હોય, તો ઉપરના પ્રવાહની ક્રિયા હેઠળ, વિમાનના હુમલાના કોણમાં 2 ડિગ્રીનો વધારો થાય છે, FGO ના હુમલાનો વાસ્તવિક કોણ માત્ર 1 ડિગ્રી વધશે. તદનુસાર, FGO નું વ્યુત્પન્ન નિશ્ચિત GO ની તુલનામાં બે ગણું નાનું હશે. ડૅશ કરેલી રેખાઓ એરક્રાફ્ટના હુમલાનો કોણ બદલ્યા પછી FGO 1 અને સર્વો રડર 3 ની સ્થિતિ દર્શાવે છે. પ્રમાણ બદલવું અને તે રીતે, વ્યુત્પન્નનું મૂલ્ય નક્કી કરવું એ અક્ષ OO5 થી હિન્જ્સ 7 અને 1 નું યોગ્ય અંતર પસંદ કરીને સરળતાથી પરિપૂર્ણ કરી શકાય છે.

![છબી]()

પીછાને કારણે GO ના વ્યુત્પન્નને ઘટાડવાથી તમે કોઈપણ મર્યાદામાં ધ્યાન કેન્દ્રિત કરી શકો છો, અને તેની પાછળ એરક્રાફ્ટના સમૂહનું કેન્દ્ર છે. આ એરોડાયનેમિક મિસલાઈનમેન્ટનો ખ્યાલ છે. આમ, સ્ટેટિક સ્ટેબિલિટી જાળવી રાખીને કેનાર્ડ રૂપરેખાંકનમાં આધુનિક વિંગ મિકેનાઇઝેશનના ઉપયોગ પરના તમામ નિયંત્રણો દૂર કરવામાં આવે છે.

"ક્રાસ્નોવ-ફ્લગર"

બધું બરાબર છે! પરંતુ એક ખામી છે. FGO 1 પર હકારાત્મક લિફ્ટ ફોર્સ આવે તે માટે, નકારાત્મક લિફ્ટ ફોર્સ સર્વો સ્ટીયરિંગ વ્હીલ 3 પર કાર્ય કરે છે. સામ્યતા એ એરોપ્લેનનું સામાન્ય લેઆઉટ છે. એટલે કે, સંતુલન માટે નુકસાન છે, આ કિસ્સામાં CSF ના સંતુલન. તેથી આ ખામીને દૂર કરવાની રીત એ "ડક" યોજના છે. અમે FGO ની સામે સર્વો સ્ટીયરિંગ વ્હીલ મૂકીએ છીએ, જેમ કે ફિગમાં બતાવ્યા પ્રમાણે. 3.

FGO નીચે મુજબ કાર્ય કરે છે (6). FGO 1 અને સર્વો સ્ટીયરિંગ વ્હીલ 4 પર એરોડાયનેમિક દળોની ક્રિયાના પરિણામે, FGO 1 આવનારા પ્રવાહની દિશામાં હુમલાના ચોક્કસ ખૂણા પર સ્વયંભૂ સ્થાપિત થાય છે. FGO 1 અને સર્વો રુડર 4 ના હુમલાના ખૂણા સમાન ચિહ્ન ધરાવે છે, તેથી, આ સપાટીઓના પ્રશિક્ષણ દળોની દિશા સમાન હશે. એટલે કે, સર્વો રુડર 4 નું એરોડાયનેમિક બળ ઘટતું નથી, પરંતુ FGO 1 ની લિફ્ટિંગ ફોર્સ વધે છે. એરક્રાફ્ટના હુમલાના કોણને વધારવા માટે, પાઇલટ થ્રસ્ટ 6 ને આગળ ખસેડે છે, જેના પરિણામે સર્વો હિંગ 4 પર સુકાન 5 ઘડિયાળની દિશામાં ફરે છે અને સર્વો રુડર 4 ના હુમલાનો કોણ વધે છે. આ FGO 1 ના હુમલાના કોણમાં વધારો તરફ દોરી જાય છે, એટલે કે તેના પ્રશિક્ષણ બળમાં વધારો થાય છે.
પિચ કંટ્રોલ ઉપરાંત, થ્રસ્ટ 7 દ્વારા હાથ ધરવામાં આવેલ કનેક્શન એફજીઓના ડેરિવેટિવના જરૂરી મૂલ્યમાં શૂન્યથી વધારો કરવાની ખાતરી આપે છે.

ચાલો માની લઈએ કે પ્લેન અપડ્રાફ્ટમાં પ્રવેશ્યું અને તેના હુમલાનો કોણ વધ્યો. આ કિસ્સામાં, બીમ 2 ઘડિયાળની વિરુદ્ધ દિશામાં ફરે છે અને 9 અને 8 હિન્જ, ટ્રેક્શન 7ની ગેરહાજરીમાં, એકબીજાની નજીક જવું પડશે. રોડ 7 એપ્રોચને અટકાવે છે અને સર્વો સ્ટીયરીંગ વ્હીલ 4ને ઘડિયાળની દિશામાં ફેરવે છે અને તેથી તેના હુમલાનો કોણ વધે છે.

આમ, જ્યારે આવનારા પ્રવાહની દિશા બદલાય છે, ત્યારે સર્વો સ્ટીયરિંગ વ્હીલ 4 ના હુમલાનો કોણ બદલાય છે, અને FGO 1 સ્વયંભૂ રીતે પ્રવાહની તુલનામાં અલગ ખૂણા પર સેટ થાય છે અને એક અલગ લિફ્ટિંગ ફોર્સ બનાવે છે. આ કિસ્સામાં, આ વ્યુત્પન્નનું મૂલ્ય હિન્જ્સ 8 અને 3 વચ્ચેના અંતર પર તેમજ હિન્જ્સ 9 અને 5 વચ્ચેના અંતર પર આધારિત છે.

સૂચિત FGO નું પરીક્ષણ "ડક" સર્કિટના ઇલેક્ટ્રિક કોર્ડ મોડલ પર કરવામાં આવ્યું હતું, જ્યારે નિશ્ચિત GO ની તુલનામાં તેનું વ્યુત્પન્ન અડધાથી ઓછું કરવામાં આવ્યું હતું. FGO પરનો ભાર વિંગ માટે તેના 68% હતો. પરીક્ષણનો ધ્યેય સમાન લોડ મેળવવાનો ન હતો, પરંતુ પાંખની તુલનામાં FGO નો ઓછો લોડ મેળવવાનો હતો, કારણ કે જો તમે તે મેળવો છો, તો સમાન લોડ મેળવવું મુશ્કેલ રહેશે નહીં. નિશ્ચિત GO સાથે "બતક" માં, એમ્પેનેજનું લોડિંગ સામાન્ય રીતે પાંખના લોડિંગ કરતા 20 - 30% વધારે હોય છે.

"આદર્શ વિમાન"

જો બે સંખ્યાઓનો સરવાળો એક સ્થિર મૂલ્ય હોય, તો જો આ સંખ્યાઓ સમાન હોય તો તેમના વર્ગોનો સરવાળો સૌથી નાનો હશે. લિફ્ટિંગ સપાટીનો ઇન્ડક્ટિવ ડ્રેગ તેના લિફ્ટ ગુણાંકના ચોરસના પ્રમાણમાં હોવાથી, જ્યારે ક્રૂઝિંગ ફ્લાઇટ દરમિયાન બંને લિફ્ટિંગ સપાટીના આ ગુણાંક એકબીજા સાથે સમાન હોય ત્યારે એરક્રાફ્ટ ડ્રેગની સૌથી ઓછી મર્યાદા હશે. આવા વિમાનને "આદર્શ" ગણવું જોઈએ. "ક્રાસ્નોવ-ડક" અને "ક્રાસ્નોવ-વેધર વેન" આવિષ્કારો સ્વચાલિત સિસ્ટમ્સ દ્વારા કૃત્રિમ રીતે સ્થિરતા જાળવવાનો આશરો લીધા વિના "આદર્શ એરક્રાફ્ટ" ની કલ્પનાને વાસ્તવિકતામાં સાકાર કરવાનું શક્ય બનાવે છે.

સામાન્ય ડિઝાઇનના આધુનિક એરક્રાફ્ટ સાથે "આદર્શ એરક્રાફ્ટ" ની સરખામણી બતાવે છે કે વાણિજ્યિક લોડમાં 33% લાભ મેળવવો શક્ય છે જ્યારે એક સાથે 23% ઇંધણની બચત થાય છે.

FGO એ હુમલાના ખૂણો પર મહત્તમ લિફ્ટ બનાવે છે, અને આ મોડ ફ્લાઇટના લેન્ડિંગ તબક્કા માટે લાક્ષણિક છે. આ કિસ્સામાં, લોડ-બેરિંગ સપાટીની આસપાસ હવાના કણોનો પ્રવાહ સામાન્ય અને સ્ટોલ વચ્ચેની સીમાની નજીક છે. GO ની સપાટી પરથી વહેતા પ્રવાહમાં વિક્ષેપ તેની સાથે લિફ્ટની તીવ્ર ખોટ સાથે છે અને પરિણામે, એરક્રાફ્ટના નાકમાં તીવ્ર ઘટાડો, કહેવાતા "પીચ." "પેક" નો સૂચક કિસ્સો લે બોર્ગેટ ખાતે Tu-144 દુર્ઘટના છે, જ્યારે તે ડાઇવ પછી ચોક્કસ રીતે ડાઇવમાંથી બહાર નીકળતી વખતે તૂટી પડી હતી. સૂચિત CSF નો ઉપયોગ આ સમસ્યાને સરળતાથી હલ કરવાનું શક્ય બનાવે છે. આ કરવા માટે, FGO ની તુલનામાં સર્વો સ્ટીયરિંગના પરિભ્રમણના કોણને મર્યાદિત કરવું જરૂરી છે. આ કિસ્સામાં, FGO ના હુમલાનો વાસ્તવિક કોણ મર્યાદિત હશે અને તે ક્યારેય નિર્ણાયક સમાન બનશે નહીં.

"વેધરવેન સ્ટેબિલાઇઝર"

![છબી]()

સામાન્ય યોજનામાં FGO નો ઉપયોગ કરવાનો પ્રશ્ન રસનો છે. જો તમે ઘટાડતા નથી, પરંતુ તેનાથી વિપરીત, ફિગમાં બતાવ્યા પ્રમાણે, સર્વો સ્ટીયરિંગ વ્હીલની તુલનામાં FGO ના પરિભ્રમણના કોણને વધારો. 4, પછી FGO નું વ્યુત્પન્ન નિશ્ચિત સ્ટેબિલાઇઝર (7) ની તુલનામાં ઘણું વધારે હશે.

આનાથી એરક્રાફ્ટનું ફોકસ અને સમૂહનું કેન્દ્ર નોંધપાત્ર રીતે પાછળની તરફ શિફ્ટ થાય છે. પરિણામે, FGO સ્ટેબિલાઇઝરનો ક્રૂઝિંગ લોડ નકારાત્મક નહીં, પરંતુ સકારાત્મક બને છે. વધુમાં, જો એરક્રાફ્ટના દળનું કેન્દ્ર ફ્લૅપ ડિફ્લેક્શન એંગલ (ફ્લૅપ ડિફ્લેક્શનને કારણે લિફ્ટમાં વધારાના એપ્લિકેશનનો બિંદુ) સાથે ફોકસની બહાર ખસેડવામાં આવે છે, તો પીછા સ્ટેબિલાઇઝર લેન્ડિંગ કન્ફિગરેશનમાં હકારાત્મક લિફ્ટ ફોર્સ બનાવે છે. .

પરંતુ જ્યાં સુધી આપણે આગળની બેરિંગ સપાટીથી પાછળની તરફ બ્રેકિંગ અને ફ્લો બેવલની અસરને ધ્યાનમાં ન લઈએ ત્યાં સુધી આ બધું સાચું હોઈ શકે છે. તે સ્પષ્ટ છે કે "બતક" ના કિસ્સામાં આ પ્રભાવની ભૂમિકા ઘણી ઓછી છે. બીજી બાજુ, જો સ્ટેબિલાઇઝર લશ્કરી લડવૈયાઓ પર "વહન" કરે છે, તો પછી તે નાગરિક વિમાન પર "વહન" કેમ બંધ કરશે?

"ક્રાસ્નોવ-પ્લાન" અથવા "સ્યુડો-વેન ડક"

અસ્થિરતાનું હિન્જ્ડ માઉન્ટિંગ, જો કે ધરમૂળથી નથી, તેમ છતાં વિમાનની ડિઝાઇનને જટિલ બનાવે છે. તે તારણ આપે છે કે અસ્થિરતા વ્યુત્પન્નને ઘટાડવાનું ખૂબ સસ્તું માધ્યમ દ્વારા પ્રાપ્ત કરી શકાય છે.

![છબી]()

ફિગ માં. આકૃતિ 4 સૂચિત એરક્રાફ્ટનું અસ્થિર 1 બતાવે છે જે ફ્યુઝલેજ સાથે સખત રીતે જોડાયેલ છે (ડ્રોઇંગમાં બતાવેલ નથી). તે સ્ટીયરિંગ વ્હીલ 2 ના સ્વરૂપમાં તેના લિફ્ટિંગ ફોર્સને બદલવાના માધ્યમથી સજ્જ છે, જે, હિન્જ 3 નો ઉપયોગ કરીને, કૌંસ 4 પર માઉન્ટ થયેલ છે, જે અસ્થિરતા 1 સાથે સખત રીતે જોડાયેલ છે. તે જ કૌંસ 4 પર, હિન્જનો ઉપયોગ કરીને 5, ત્યાં એક સળિયો 6 છે, જેના પાછળના છેડે સર્વો સ્ટીયરિંગ વ્હીલ 7 સખત રીતે જોડાયેલ છે સળિયા 6 સાથે મિજાગરું દ્વારા જોડાયેલ 5. સળિયા 8 ના પાછળના છેડે એક મિજાગરું 9 છે જે તેને એલિવેટર 10 ના ટ્રીમર 10 ના લિવર 11 સાથે જોડે છે. આ કિસ્સામાં, ટ્રીમર 12 એ હિન્જ 13 નો ઉપયોગ કરીને સ્ટીયરિંગ વ્હીલ 2 ના પાછળના ભાગ પર માઉન્ટ થયેલ છે. ક્લચ 13 પિચ કંટ્રોલ માટે પાયલોટના નિયંત્રણ હેઠળ થ્રસ્ટ 14 ની લંબાઈમાં ફેરફાર કરે છે.

પ્રસ્તુત અસ્થિરતા નીચે પ્રમાણે કાર્ય કરે છે. જો એરક્રાફ્ટના હુમલાનો કોણ આકસ્મિક રીતે વધે છે, ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે તે અપડ્રાફ્ટમાં પ્રવેશે છે, ત્યારે સર્વો સ્ટીયરિંગ વ્હીલ 7 ઉપરની તરફ વળેલું હોય છે, જે થ્રસ્ટ 10 ને ડાબી તરફ શિફ્ટ કરે છે, એટલે કે. આગળ અને નીચે તરફ ટ્રીમર 13 ના ડિફ્લેક્શન તરફ દોરી જાય છે, જેના પરિણામે એલિવેટર 2 ઉપર તરફ વળે છે. વર્ણવેલ પરિસ્થિતિમાં સ્ટીયરીંગ વ્હીલ 2, સર્વો સ્ટીયરીંગ વ્હીલ 7 અને ટ્રીમર 13 ની સ્થિતિ ડૅશ કરેલ રેખાઓ દ્વારા ચિત્રમાં દર્શાવવામાં આવી છે.

પરિણામે, હુમલાના કોણમાં વધારો થવાને કારણે અસ્થિરતા 1 ના પ્રશિક્ષણ બળમાં વધારો એલિવેટર 2 ના ઉપરના વિચલન દ્વારા અમુક અંશે સરભર થશે. આ લેવલિંગની ડિગ્રી સર્વો સ્ટીયરીંગ વ્હીલ 7 અને સ્ટીયરીંગ વ્હીલ 2 ના વિચલનના ખૂણાઓના ગુણોત્તર પર આધારિત છે. અને આ ગુણોત્તર લિવર 8 અને 12 ની લંબાઈ દ્વારા સેટ કરવામાં આવે છે. જ્યારે હુમલાનો કોણ ઘટે છે, ત્યારે એલિવેટર 2 નીચે તરફ વળે છે, અને અસ્થિર 1 નું લિફ્ટિંગ ફોર્સ વધે છે, જે હુમલાના ખૂણામાં થયેલા ઘટાડાનું સ્તરીકરણ કરે છે.

આ રીતે, ક્લાસિકલ "ડક" ની તુલનામાં અસ્થિરતાના વ્યુત્પન્નમાં ઘટાડો પ્રાપ્ત થાય છે.

એ હકીકતને કારણે કે સર્વો સ્ટીયરિંગ વ્હીલ 7 અને ટ્રીમર 13 ગતિશીલ રીતે એકબીજા સાથે જોડાયેલા છે, તેઓ એકબીજાને સંતુલિત કરે છે. જો આ સંતુલન પૂરતું નથી, તો ડિઝાઇનમાં સંતુલિત વજન શામેલ કરવું જરૂરી છે, જે કાં તો સર્વો સ્ટીયરિંગ વ્હીલ 7 ની અંદર અથવા હિંગ 6 ની સામે સળિયા 5 ના વિસ્તરણ પર મૂકવું આવશ્યક છે. એલિવેટર 2 આવશ્યક છે. પણ સંતુલિત રહો.

બેરિંગ સપાટીના હુમલાના ખૂણાના સંદર્ભમાં વ્યુત્પન્ન એ ફ્લૅપના વિચલનના ખૂણાના સંદર્ભમાં વ્યુત્પન્ન કરતા લગભગ બમણું મોટું હોવાથી, પછી જ્યારે રડર 2 ના વિચલનનો ખૂણો કોણ કરતા બમણો હોય ત્યારે સર્વો રુડર 7 ના વિચલનથી, શૂન્યની નજીક અસ્થિરતાના વ્યુત્પન્નનું મૂલ્ય પ્રાપ્ત કરવું શક્ય છે.

સર્વો રુડર 7 એ રડર 13 ની ઊંચાઈના 2 ટ્રીમરના ક્ષેત્રફળ સમાન છે. એટલે કે, એરક્રાફ્ટ ડિઝાઇનમાં ઉમેરાઓ કદમાં ખૂબ જ નાના હોય છે અને તેને નજીવી રીતે જટિલ બનાવે છે.

આમ, ફક્ત પરંપરાગત એરક્રાફ્ટ ઉત્પાદન તકનીકોનો ઉપયોગ કરીને "વેન કેનાર્ડ" જેવા જ પરિણામો મેળવવાનું તદ્દન શક્ય છે. તેથી, આવા અસ્થિરતાવાળા વિમાનને "સ્યુડો-વેન ડક" કહી શકાય. "ક્રાસ્નોવ-પ્લાન" (8) નામ સાથે આ શોધ માટે પેટન્ટ પ્રાપ્ત થઈ હતી.

"એક વિમાન જે અશાંતિને અવગણે છે"

એરક્રાફ્ટને ડિઝાઇન કરવાની સલાહ આપવામાં આવે છે જેમાં આગળ અને પાછળની લિફ્ટિંગ સપાટીઓ શૂન્યની બરાબર હોય.

આવા એરક્રાફ્ટ હવાના પ્રવાહને લગભગ સંપૂર્ણપણે અવગણશે, અને તેના મુસાફરો વાતાવરણમાં તીવ્ર અશાંતિ સાથે પણ "બકબક" અનુભવશે નહીં. અને, કારણ કે હવાના જથ્થાના ઊભી પ્રવાહ વિમાનના ઓવરલોડ તરફ દોરી જતા નથી, તેથી તે નોંધપાત્ર રીતે ઓછા ઓપરેશનલ ઓવરલોડ માટે ગણી શકાય, જે તેની રચનાના વજન પર હકારાત્મક અસર કરશે. હકીકત એ છે કે એરક્રાફ્ટ ફ્લાઇટ દરમિયાન ઓવરલોડનો અનુભવ કરતું નથી, તેની એરફ્રેમ થાકના વસ્ત્રોને આધિન નથી.

આવા એરક્રાફ્ટની પાંખના વ્યુત્પન્નતાને ઘટાડવું એ "સ્યુડો-વેન કેનાર્ડ" માં અસ્થિરતા માટે તે જ રીતે પ્રાપ્ત થાય છે. પરંતુ સર્વો એલિવેટર્સ પર કાર્ય કરતું નથી, પરંતુ વિંગ ફ્લેપરોન્સ પર. ફ્લેપેરોન એ પાંખનો એક ભાગ છે જે એઇલરોન અને ફ્લૅપની જેમ કાર્ય કરે છે. આ કિસ્સામાં, પાંખના હુમલાના ખૂણામાં અવ્યવસ્થિત ફેરફારના પરિણામે, તેના લિફ્ટ ફોર્સ હુમલાના કોણ સાથે ફોકસ પર વધે છે. અને સર્વો રડર દ્વારા ફ્લેપેરોનના ડિફ્લેક્શનના પરિણામે વિંગ લિફ્ટ ફોર્સમાં નકારાત્મક વધારો ફ્લેપેરોનના ડિફ્લેક્શનના કોણ સાથે ફોકસ પર થાય છે. અને આ ફોસી વચ્ચેનું અંતર પાંખના સરેરાશ એરોડાયનેમિક તારના લગભગ એક ક્વાર્ટર જેટલું છે. મલ્ટિડિરેક્શનલ દળોની આ જોડીની ક્રિયાના પરિણામે, એક અસ્થિર ક્ષણ રચાય છે, જે અસ્થિરતાની ક્ષણ દ્વારા વળતર આપવી આવશ્યક છે. આ કિસ્સામાં, અસ્થિરતામાં નાનું નકારાત્મક વ્યુત્પન્ન હોવું જોઈએ, અને વિંગ ડેરિવેટિવનું મૂલ્ય શૂન્ય કરતાં થોડું વધારે હોવું જોઈએ. આવા એરક્રાફ્ટ માટે આરએફ પેટન્ટ નંબર 2710955 પ્રાપ્ત થયું હતું.

પ્રસ્તુત શોધનો સમૂહ સબસોનિક ઉડ્ડયનની આર્થિક કાર્યક્ષમતામાં ત્રીજા કે તેથી વધુનો વધારો કરવા માટે સંભવતઃ છેલ્લી બિનઉપયોગી માહિતી એરોડાયનેમિક સંસાધન રજૂ કરે છે.

યુરી ક્રાસ્નોવ

સાહિત્ય

1. ડી. સોબોલેવ. "ફ્લાઇંગ વિંગ" નો શતાબ્દી ઇતિહાસ, મોસ્કો, રુસાવિયા, 1988, પૃષ્ઠ 100.
2. યુ. ક્રાસ્નોવ. આરએફ પેટન્ટ નંબર 2000251.
3. એ. યુર્કોનેન્કો. વૈકલ્પિક "બતક". ટેકનોલોજી - યુવા 2009-08. પાનું 6-11
4. વી. લેપિન. વેધરવેન ક્યારે ઉડશે? સામાન્ય ઉડ્ડયન. 2011. નંબર 8. પાનું 38-41.
5. યુ. ક્રાસ્નોવ. આરએફ પેટન્ટ નંબર 2609644.
6. યુ. ક્રાસ્નોવ. આરએફ પેટન્ટ નંબર 2651959.
7. યુ. ક્રાસ્નોવ. આરએફ પેટન્ટ નંબર 2609620.
8. યુ. ક્રાસ્નોવ. આરએફ પેટન્ટ નંબર 2666094.

સોર્સ: www.habr.com