اثرات تلاطم هوا بر هواپیما

~XFateMeHX~ · 6/10/21

تلاطم TurbulEnce

در هواشناسی واژه "تلاطم" به حرکات جوی کوچکتر از شارش میانگین اطلاق می‌شود ، بنابراین طیف وسیعی از حرکات را در بر می‌گیرد. تنها طیف کوچکی از تلاطم برای پرواز هواپیما مهم است.

اثرات تلاطم هوا بر هواپیما

واکنش هواپیما به تلاطم AIRCRAFT RESPONSE TO TURBULENCE

واژه Bumpiness را برای توصیف حرکات محسوس هواپیما در اثر تلاطم جوی بکار می‌بریم. مقیاس زمانی و مکانی آنها به قدری کوچک است که تصحیح آنها به روشهای معمولی کنترل ، غیر ممکن است. عملا این ناهماهنگی در پرواز باعث بیشترین اضطراب مسافرین می‌گردد. یک تعریف کلی‌تر آن حرکات با مقیاس بزرگتر را نیز در بر می‌گیرد که می‌توان آنها را با تکنیکهای نوین تا اندازه‌ای کنترل نمود. این حرکات در مورد توفانهای تندری و امواج کوهستانی کاملا مهم می‌باشند. مؤلفه‌های اغتشاشی در اندازه‌های هواپیما یا کوچکتر از آن می‌توانند نیروهای قوی نایکنواخت بر روی سطح هواپیما ایجاد کنند. این امر می‌تواند انحراف ، افت و خیز ، پیچش و هرگونه حرکات نامنظم دیگری را ایجاد نماید.

گاهی اثرات تشدید کننده موجب بروز ارتعاش روی قسمتهای انعطاف پذیر هواپیما می‌شود. مهمترین واکنش هواپیما به تلاطم جوی همان شتاب عمودی کل بدنه می‌باشد. ابعاد حرکات در توفان تندری و امواج کوهستانی خیلی بزرگتر از حرکات ناشی از جستهای حاصل از Bumpiness معمولی است. بنابراین می‌توان تلاش کرد تا به کمک روشهای معمولی کنترل با عوارض ناشی از سرعت قائم مقابله نمود. در غیر این صورت به ازای چنین مواردی کاهش ارتفاع رخ می‌دهد، جستهای افقی همراه با تغییر همزمان سرعت هوا موجب شتاب عمودی هواپیما می‌گردند. دست اندازه های معمولی می توانند ناشی از جستهای افقی و عمودی باشند. بهر حال جستهای عمودی خیلی شدیدتر عمل می کنند.

تلاطم در سطوح پایین و میانی معمولا همسانگرد بوده و تنها جستهای عمودی اهمیت دارند. در حالی که ناهمسانگردی همراه با جستهای قوی افقی گاهی در سطوح بالا بویژه در استراتوسفر رخ می‌دهد. در این شرایط تکنیک کاهش سرعت در هوای افت و خیزدار کمتر موثر واقع می‌شود.

~XFateMeHX~ · 6/10/21

خطرات تلاطم هواپیما THE HAZARDS OF AIRCRAFT TURBULENCE

تلاطم از عمده ترین علل حوادث در هوانوردی می‌باشد. شدت جست از مهمترین فاکتورها است و می‌تواند به حدی بزرگ باشد که موجب خسارات بدنه‌ای شود. در پرواز با سرعت کم ، این امر به ازای یک جست با سرعت 15 m/sec می‌تواند مؤثر باشد. ولی برای سرعتهای عادی شدت باد جستی در حدود 10 m/sec کفایت می‌کند. بنابراین باید مواظب بود که از مناطق مستعد بروز تلاطم شدید در ابر و یا در هوای صاف اجتناب نمود.

مخاطرات پرواز در شرایط تلاطی با افزایش غیر عادی سرعت یا ارتفاع ، فزونی می‌گیرد. این امر می‌تواند ناشی از خود تلاطم باشد و یا در اثر تلاش خلبان برای ایجاد کنترل یا تثبیت ارتفاع بوجود آید. گاهی کنترل بیش از حد توصیه نمی‌شود، زیرا خطر نقص بدنه را تشدید می‌کند. لرزشهایی که از مؤلفه‌های کوچک تلاطمی بوجود می‌آیند، می‌توانند گاهی عوارض جستهای موجود را تقویت کنند. در این شرایط اگر بدنه دارای عیوب نامشهود باشد به شکستن آن متناهی خواهد شد. فرسودگی فلز بدنه این مشکل را تشدید می‌کند، بویژه اگر هواپیما برای مدتهای طولانی در معرض فشار بار ناشی از جستهای مکرر قرار گرفته باشد.

اگر ابقا کنترل هواپیما خطر آفرین باشد و با از دست دادن کنترل هواپیما اغلب برگشت به ارتفاع مطمئنه پرواز افقی در شرایط متلاطم مشکل می‌باشد. سرعتهای عمودی تا 30 m/s نیز در بعضی توفانهای تندری محتمل است و بدون تردید حفظ ارتفاع غیر ممکن خواهد شد. خوشبختانه شدت جریانات پایین سو در مجاورت سطح زمین کاهش می‌یابد، ولی تلاش خلبان برای حفظ ارتفاع می‌تواند وضیت هواپیما را نامطمئن سازد. تلاطم شدید در مرز جریانات عموی باعث از دست دادن کنترل می‌گردد. تلاطم مسائل دیگری نیز به همراه دارد. مسافران در اثر تلاطم ناگهانی مجروح شده و یا طی یک پرواز افت و خیزدار طولانی متحمل ناملایمات می‌گردند. خلبانها نیز هنگام نشست یا برخاست در شرایط متلاطم با مشکلاتی مواجه می‌شوند.

~XFateMeHX~ · 6/10/21

منابع انرژی تلاطمی SOURCES OF TURBULENT ENERGY

انرژی تلاطم جوی از چهار منبع عمده کسب می‌شود:

همرفت
اصطکاک سطحی
امواج گرانی
انرژی شارش میانگین در لایه‌های متلاطم

جز در مورد اصطکاک سطحی ، این مکانیزمها تلاطمی ایجاد می‌کنند که با توجه به مقیاس بزرگشان نمی‌توانند موجب افت و خیز هواپیما شوند. عموما بهم خوردن حرکات اولیه موجب تلاطم هواپیما می‌گردد. دسته بندی اصلی تلاطم هواپیما را می‌توان بر حسب این منابع انرژی توصیف نمود. همرفت قادر است باعث بروز تلاطم در داخل ابر CB یا در زیر آن گردد. اصطکاک سطحی می‌تواند تلاطم سطوح پائین در هوای صاف یا در ابرهای پائین را ایجاد نماید. در مجاورت رشته کوهها ، امواج گرانی منبع انرژی تلاطمی هستند. تلاطم سطح بالا نیز مشاهده می‌گردد که انرژی خود را از امواج گرانی و همچنین از انرژی میانگین شارش کسب می‌کند.

علاوه بر انرژی ارائه شده از منابع طبیعی ، هواپیماهای چند موتوره غول پیکر با بالهای بزرگ می‌توانند پدیده‌ای بنام تلاطم دنباله‌ای تولید کنند که شامل ناحیه باریکی در عقب آن می‌باشد. این موضوع می‌تواند خطرات جدی برای هواپیماهای بزرگ خیلی قوی هستند به ویژه وقتی که از ابزار بلند شدن قوی استفاده می‌کنند. انرژی این تلاطمها با وزن بالها نسبت مستقیم و با سرعت نسبت عکس دارد. بنابراین شدیدترین پیچکهای تلاطمی توسط هواپیماهای پهن بال با حداکثر بارگیری که با سرعت کم حرکت می‌نماید ، ایجاد می‌شود بویژه اگر با تمام نیروی بالا برنده حرکت کنند. این وضعیت هنگام تقرب برای نشستن یا درست بعد از برخاستن رخ می‌دهد. البته این مشکلات زمانی مشهود است که یک هواپیمای سبک در بارگیر یک هواپیمای بزرگ قرار داشته باشد. پیچکهای تولید شده با باد منتقل می‌گردد و با افزایش فاصله از هواپیما به آهستگی از شدت آن کاسته می‌شود. بنابراین بدترین شرایط زمانی بروز می‌کند که باد عرضی ضعیف بوده یا وجود نداشته باشد.

~XFateMeHX~ · 6/10/21

تلاطم همرفتی CONVECTIVE TURBULENCE

این دسته از تلاطم هواپیما شامل تمام وضعیتهایی است که در آن گردش عمودی د ر نتیجه ناپایداری هیدروستاتیکی ایجاد می‌شود. جریانات همرفتی با ابرهای کومه‌ای همراه بوده که شدیدترین آن داخل و زیر ابرهای CB وجود دارد. ابرهای دیگر نیز دارای فعالیت همرفتی هستند. گاهی ابرهای کومه‌ای گسترده شده و لایه SC تشکیل می‌دهند ولی قله‌های کومولوس از سطح فوقانی آن نمایان هستند. ناپایداری نهان هوای صعود کننده در جبهه‌ها ، کوهستانها ، ناوه‌ها و غیره نیز به علت آزاد شدن انرژی در میان ابرهای لایه‌ای ، با فعالیت همرفتی همراه می‌باشد. در بعضی موقعیتها ابر آلتوکومولوس برجی تشکیل می‌شود، در حالی که در دیگر مواقع ابرهای کومه‌ای در میان توده‌های اصلی ابر قرار می‌گیرند.

غالبا همرفت در خارج از ابر تلاطم ایجاد می‌کند. این امر می‌تواند همراه با بسته‌های حرارتی باشد که روی زمینهای داغ توسعه می‌یابد. این بسته‌های حرارتی در صورت وجود رطوبت کافی با تشکیل ابر جوششی همراهی می‌گردد. عبور هوای سرد از روی سطوح آب گرم به فعالیتهای همرفتی منتهی می‌شود. ایجاد تلاطم هواپیما از انرژی همرفتی تابعی از این حقیقت است که معمولا ناپایداری هیدروستاتیکی ، مولد جریانات صعودی منفرد و قوی می‌باشد. فرضیه تشکیل ابر کوهها بصورت حباب چنین حرکتی را در مرحله اولیه توصیف می‌کند. جریانات بالا رونده در میان ابرهای کومه‌ای و در زیر آنها ایجاد می‌گردد، ولی حرکات جبرانی پایین سوی در ابتدا بخوبی سازماندهی نشده و یا به راحتی قابل تشخیص نیستند.

اگر فعالیت به مرحله CB برسد، سلولهای فعال همراه با جریانات شدید صعودی و نزولی بخش اعظم ابر را اشغال می‌نماید. چینشهای شدید و اندرکنشها موجب تجزیه جریان به حرکات با مقیاسهای کوچکتر می‌شوند. این شرایط خاص مرزهای جریانات بوده که در آنجا تلاطم جوی منبع مهم تکانهای هواپیما می‌باشد. در نتیجه شدیدترین تلاطم در فعالیت همرفتی غالبا در مکان و همچنین در زمان متمرکز می‌شود. شدید بودن تلاطم در فعالیتهای همرفتی ، خطر عمده‌ای برای هوانوردی است.

~XFateMeHX~ · 6/10/21

تلاطم و هواپیمای فوق صوت TURBULENCE AND SUPRSONIC AIRCRAFT

شدت و فراوانی تلاطم در سرعتها و ارتفاعاتی که هواپیماهای فوق صوت عمل می‌کنند نیز مسائل و مشکلاتی ایجاد می‌نماید. قبلا اشاره شد که هواپیما نسبت به بعضی از فرکانسهای طیف تلاطم دارای حساسیت می‌باشد. بنابراین شدت تلاطم برای یک هواپیما با توجه به ساختار ، وزن و سرعت آن می‌تواند متفاوت از مورد مواجه شده توسط هواپیمای دیگر باشد. آشفتگیها با طول موج کوتاه می‌تواند نیروی بالابر هواپیما را کم کند، بدون آنکه اثر نابهنجاری روی حرکان بدنه آن داشته باشد. آشفتگی با طول موج بلند حرکت بدنه بطور یکنواخت می‌شود از این رو فشارهای غیر قابل تحمل ساختاری ایجاد نمی‌کند. دو حالت طیفی از طول موجها قرار دارند که موجب پیچش و پرتاب هواپیما شده و احتمال صدمات بدنه‌ای را افزایش می‌دهند. آمار معتبری از عملیات در ارتفاعات مافوق صوت در سطح جهان در دسترس نیست. در عین حال شواهد موجود نشان می‌دهند که اثرات تلاطم با ارتفاع در بالای تروپوپاز کاهش می‌یابد بدون اینکه قابل صرفنظر کردن باشند. همچنین مشخص شده که CAT در سطوح پایین استراتوسفر برای پروازهای مافوق صوت وجود دارد.

گاهی نفوذ اتفاقی ولی همه ابر CB به درون تروپوپاز در ارتفاع 18 کیلومتری و بالاتر نیز رخ می‌دهد. تلاطم ناشی از ابرهای کومه‌ای قابل اجتناب هستند، ولی برای CAT که بسادگی طریق رادار و نقشه‌های سینوپتیکی قابل آشکارسازی نبوده این عمل مشکل می‌باشد. همچنین باید توجه نمود که تلاطم حاصل از ابر CB می‌تواند چندین کیلومتر در بالا و اطراف ابر گسترش یابد. در نتیجه لازم است که در طرح پرواز SST بدان توجه نمود. تلاطم در هوای صاف و در ابر بر روی پروازهای SST با سرعتهای زیر صوت در تروپوسفر یا در کانالهای شتاب گرفتن در مرحله انتقال به سرعت فوق صوت ، مؤثر می‌باشد. پرواز روی رشته کوهها نیز مشکل ساز است، زیرا CAT در این مناطق بیش از سایر جاها رخ می‌دهد. اثرات این امواج کوهستان حتی تا سطوح پرواز عملیات فوق صوت در لایه‌های پایین استراتوسفر گسترش می‌یابد. در سطوح فوق صوت ، بویژه در مناطق همگرایی بین شاخه‌های مجزای جریانات ، یک ارتباط بین CAT و جت استریم قطبی شبانگاهی تعیین شده است.

کلا می‌توان گفت که شرایط ایجاد کننده CAT عبارت از امواج کوهستان ، چینش قائم قوی باد ، کوچک بودن عدد ریچارسون ، جت استریم قوی ، می‌باشد. از این رو پیش بینی مشکل می‌شود، ولی سعی شده تا ادواتی تولید شوند که حین پرواز بتوانند پارامترهای شاخص تقرب به منطقه CAT را اندازه گیری کنند. تیم کار نیز از ارزش بالایی برخوردار نیست، زیر پرواز خیلی سریع ، زمان اجرای تاکتیکهای گریز را محدود می‌سازد. گاهی باید به پیش بینی‌ها برای پرواز فوق کاملا اعتماد نمود. از نظر پروازهای کوتاه مدت SST اگر دیدبانیهای دارای پوس کافی باشند، اعتماد کاملا مؤثر می‌باشد. نصب شتاب سنج روی هواپیما و گزارش خودکار اطلاعات به سایر پروازهای SST و به ایستگاههای زمینی می‌تواند به پروازهای بعدی کمک نماید. از نقطه نظر پیش بینی ، اطلاعات مشروح بیشتر در مورد پایداری و چینش باد مفید واقع می‌شود. روش موجود در پردازش داده‌های جو بالا ، توانایی آشکارسازی لایه‌های نازک با لاپستریت عمیق و همچنین مشخص کردن چینش عمودی و قوی باد افقی را ندارد. این ناحیه‌ها مستعد تلاطم هواپیما می‌باشند. تلاطم یکی از خطراتی است که در پرواز بروز می‌نماید.

منبع: رشد

خوش آمدید به رمان ۹۸ | بهترین انجمن رمان نویسی

اثرات تلاطم هوا بر هواپیما

~XFateMeHX~

کاربر برتر

رمان ۹۸ | بهترین انجمن رمان نویسی

رمان ۹۸ | دانلود رمان

~XFateMeHX~

کاربر برتر

رمان ۹۸ | بهترین انجمن رمان نویسی

رمان ۹۸ | دانلود رمان

~XFateMeHX~

کاربر برتر

رمان ۹۸ | بهترین انجمن رمان نویسی

رمان ۹۸ | دانلود رمان

~XFateMeHX~

کاربر برتر

رمان ۹۸ | بهترین انجمن رمان نویسی

رمان ۹۸ | دانلود رمان

~XFateMeHX~

کاربر برتر

رمان ۹۸ | بهترین انجمن رمان نویسی

رمان ۹۸ | دانلود رمان

درباره ما

لینک‌های پیشنهادی رمان ۹۸

آمار آنلاین

خوش آمدید به رمان ۹۸ | بهترین انجمن رمان نویسی

ما را در شبکه‌های اجتماعی دنبال کنید

کاربر برتر

کاربر برتر

کاربر برتر

کاربر برتر

کاربر برتر

ما را در شبکه‌های اجتماعی دنبال کنید

درباره ما

لینک‌های پیشنهادی رمان ۹۸

آمار آنلاین