Sahə qaydası

Sahə qaydası — təyyarələrin dizaynındakı bir qaydadır, bu səsə yaxın və ya supersonik sürətində dalğa müqavimətini azaltmağa imkan verir. Bu sürət aralığı müasir mülki və hərbi təyyarələr arasında ən çox istifadə olunur.

Təsvir

Səsə yaxın uçuş sürətində hava axınının yerli sürəti, axının təyyarənin struktur elementləri ətrafında getdiyi yerlərdə, səs sürətinə çata bilər. Bu davranışın müşahidə olunduğu sürətin dəyəri təyyarənin dizaynından asılı olaraq dəyişir və kritik Max sayı adlanır. Belə yerlərdə yaranan şok dalğaları güclü sürətlə böyüyən bir müqavimətə malikdir. Bu müqavimət dalğa müqaviməti adlanır. Zərbə dalğalarının gücünü azaltmaq üçün təyyarənin kəsişmə sahəsi təyyarənin gövdəsi boyunca mümkün qədər rəvan şəkildə dəyişməlidir.

Sahə qaydasında deyilir ki, kəsişən ərazinin eyni uzunlamasına paylanması olan iki təyyarə, bu sahənin eninə füzelyaj istiqamətində paylanmasından asılı olmayaraq eyni dalğa empedansına malikdir (yəni, füzelyajın özündə və ya qanadlarında). Üstəlik, güclü şok dalğalarının meydana gəlməməsi üçün bu paylama hamar olmalıdır. Bu qaydanın tətbiq edilməsinə bir nümunə, təyyarənin qaynaq hissəsinin qanadlarla qovşağında enməsi, kəsişən sahənin dəyişməməsi. Bu qayda səs sürətindən daha yüksək sürətlərdə də tətbiq olunur, lakin bu vəziyyətdə onun tətbiqi biraz daha çətindir: kəsişən ərazinin əvəzinə, Max konusunun tangent təyyarələrinin bölmə sahəsi. Dalğa müqavimətinin dəyəri bütün istiqamətlər üzrə kəsişmələr üçün hesablanmış müqavimət dəyərlərinin cəminə bərabər olacaqdır. Səs sürəti təyyarələrin dizaynı nəzərdə tutulan sürət üçün Mach konusunu nəzərə alaraq hazırlanır.

Kəşf tarixi

Almaniya

Sahə qaydası, Otto Frenzel tərəfindən 1943-cü ildə ox şəkilli bir qanad və W-formalı bir qanadın ətrafındakı hava axını araşdırılarkən, həddindən artıq yüksək dalğa müqavimətinə sahib idi. Bu müqayisəli tədqiqat Junkers zavodunda səs sürətinə yaxın hava sürətini təmin edən bir külək tunelində aparılmışdır. Frenzel, 17 dekabr 1943-cü il tarixli, "Arrangement of Displacement Bodies in High-Speed Flight" adlı tədqiqatını izah edərək 1944-cü ildə müvafiq patent almışdır. Fresnelin tədqiqatlarının nəticələri 1944-cü ilin mart ayında Alman Aeronavtika Tədqiqatları Akademiyasında (Deutsche Akademie der Luftfahrtforschung) Teodor Zobelin "Yüksək sürətli təyyarələrin işini artırmağın əsaslı yeni yolları"(Fundamentally new ways to increase performance of high speed aircraft) adlı mühazirəsində geniş ictimaiyyətə təqdim edildi.

ABŞ

Süper səsli uçuşun öncüllərindən biri olan Wallace D. Hayes nəşrlərində bölgə qaydasını formalaşdırmaq üçün gəldi, birincisi dissertasiyası 1947-ci ildə Kaliforniya Texnologiya İnstitutunda müdafiə edildi. Qərbdə sahə qaydası (Whitcomb area rule) adlandırılan Richard T. Whitcomb, 1952-ci ildə Langley aviabazasındakı NASA tədqiqat mərkəzində çalışaraq müstəqil olaraq kəşf etdi. Axın sürəti 0.95 M olan bir külək tunelində araşdırma apararaq, şok dalğalarının meydana gəlməsi səbəbiylə aerodinamik sürüklənmənin artması ilə heyran qaldı. Whitcom, müqavimətin kəskin artmasının qarşısının alınmasının, əFn azı nəzəri cəhətdən, hava gəmisinin füzelajının maksimum uzanma fırlanma orqanına yaxın olması lazım olan kəsişmədə qeyri-bərabərliyin aradan qaldırılması ilə asanlaşdırılacağını qərara aldı.

Tətbiqi

Kəşf edildikdən dərhal sonra ərazi qaydası həmin dövrdə hazırlanmış təyyarələrin dizaynında tətbiq olundu. Ən məşhur hadisələrdən biri, Whitcom’un xüsusiyyətləri gözləniləndən xeyli pis olan ABŞ istehsalı F-102 qırıcısının dizaynını fərdi şəkildə dəyişdirməsi idi. Qanadların arxasına “itələdikdən” sonra və görünən paradoksa baxmayaraq, təyyarənin arxa hissəsinin həcminin artmasına, səs sürətinə yaxın sürətdə aerodinamik sürüklənmə xeyli azaldı və dizayn sürəti 1,2 M-ə çatdı. F-106 dizayn edilərkən sahə qaydası tam nəzərə alındı. Uzun illər ABŞ Hərbi Hava Qüvvələrinin əsas hava qarışdırıcısı olaraq qaldı.

Eyni şəkildə, o dövrün bir çox təyyarələrinin dizaynı dəyişdirildi: hamar bir profil təmin etmək üçün əlavə yanacaq bakları əlavə edildi və ya quyruq ölçüsü artırıldı. Sovet istehsalı olan Tupolev Tu-95 bombardmançısının, həm daxili mühərriklərin arxasındakı enmə dişli bölməsinin daha çox çıxıntıları oldu, bu da qanadların kökünün arxasında təyyarənin ümumi kəsişməsini artırdı. Bu təyyarənin mülki versiyası 1960-cı ildən bu günə qədər dünyanın ən sürətli pərvanəli təyyarəsi olaraq qalır.

Sahə qaydalarını tətbiq etmək üçün maraqlı bir nümunə Boeing 747 təyyarəsinin gövdəsinin üst hissəsidir. Bu təyyarə əsas göyərtədə ardıcıl olaraq iki pillə, ikisi olan standart nəqliyyat konteynerlərinin daşınması üçün nəzərdə tutulmuşdu ki, bu da qəza zamanı pilotun kabinəsinə normal olaraq hava qaynağında yerləşdirildiyi zaman ekipaj üçün ciddi təhlükə yarada bilər. Buna görə, kokpit göyərtənin üstündəki kiçik bir “təpə”-yə köçürüldü, ölçüsü - o dövrdə tənzimlənən primaya əsasən - əvvəlcə minimuma endirildi. Ancaq sonradan başa düşüldü ki, bu “təpə”-nin uzanması aerodinamik sürüklənmənin minimuma endirilməsindən daha çox azalmasına səbəb olacaqdır, çünki uzadılmış pilot kabinəsinin dalğa maneəsi quyruq stabilizatorunun dalğa empedansını “zərərsizləşdirdi”. Bu təyyarədə kruiz sürətini artırmaq və aerodinamik sürüklənməni azaltmaqla yanaşı, təyyarənin sərnişin tutumunu bir qədər artırmağa imkan verən 747-300 seriyasından başlayaraq yeni bir kabin forması tətbiq olunmağa başladı.

Xarici keçidlər

Kəşf tarixi

Qayda izahı və tətbiqi