מטוס הקרב YF-12 מילא תפקיד מרכזי בסיוע למהנדסי נאס"א להתגבר על בעיית ההיתקעות עם המנוע והרעידות החזקות בעת טיסה במהירויות על-קוליות.
מטוס הקרב YF-12 יכול לטוס פי שלושה מהר יותר ממהירות הקול. צילום: ויקיפדיה
מרכז המחקר לואיס של נאס"א בקליבלנד השתמש במטוס הקרב YF-12 כדי לפתח טכנולוגיית טיסה על-קולית, על פי Interesting Engineering . המרכז, מוביל במחקר הנעה תעופתית מאז שנות ה-40, ביקש לשפר את הטכנולוגיה לטיסות על-קוליות ארוכות ומהירות יותר.
מטוס ה-Bell X-1, המונע על ידי רקטות, עשה היסטוריה באוקטובר 1947 כאשר הפך למטוס הראשון שטס מהר יותר ממהירות הקול, ופתח את הדלת לטיסה על-קולית. מטוסים צבאיים רבים הלכו בעקבות ה-Bell X-1, אך אף אחד מהם לא התקרב ל-Blackbird של לוקהיד מרטין. מטוסי חמקן אלגנטיים, כולל ה-A-12, מטוס היירוט YF-12 ומטוס הסיור SR-71, היו הראשונים שטסו במהירויות על-קוליות לפרקי זמן ממושכים. הם יכלו לטוס במהירות פי שלושה ממהירות הקול בגבהים מעל 80,000 רגל. עם זאת, שדרוג הטכנולוגיה למטוסי תובלה גדולים הוא אתגר, בעיקר משום שדרושים נתונים נוספים כדי לחשוף כיצד מערכות הנעה פועלות במהלך טיסה על-קולית.
כדי לטפל בבעיות שלא התגלו בתכנון ובבדיקות של ה-Blackbird, ולקדם טכנולוגיה מרכזית המכונה כניסת ערבוב-דחיסה על-קולית, הצבא השאיל שני מטוסי YF-12 שהוצאו משירות בשנת 1969 למרכז המחקר של נאס"א, דריידן (כיום ארמסטרונג). זה היה חלק מפרויקט משותף של נאס"א וחיל האוויר האמריקאי להשוואת נתוני טיסה של ה-YF-12 עם נתוני מנהרות רוח במרכזי המחקר של נאס"א באיימס, לנגלי ולואיס.
צוות לואיס חוקר יניקת מטוסים על-קולית במנהרות רוח מאז תחילת שנות ה-50 ובודק נחיריים על-קוליים על גבי יירוטי דלתא דארט. בפרויקט החדש, לואיס אחראי על בדיקת יניקת מטוסים בקנה מידה מלא מדגם YF-12 במנהרת רוח על-קולית בגודל 10 x 10 וניתוח מנוע פראט אנד וויטני J58 בעל דחף ניוטון של 144,567 במעבדת מערכות הנעה (PSL).
כניסת הדחיסה המעורבת מאפשרת למנוע לפעול כטורבו-מאוורר במהירויות נמוכות וכסילון ג'ט במהירויות גבוהות. הוא יעיל מאוד אך רגיש למערבולות, מה שלעתים קרובות גורם למצב הנקרא "אי-התנעה". אי-התנעה היא שינויים פתאומיים בזרימת האוויר היוצרים גרר עצום, מה שעלול לגרום למנוע להידמם או לגרום למטוס לרעוד באלימות.
חוקרי לואיס בדקו פתח כניסה של מטוס ה-SR-71 שהתרסק במנהרת רוח בגודל 10x10 בנובמבר 1971. בשנה שלאחר מכן, הם אספו נתונים אווירודינמיים בתנאים שונים במנהרת הרוח. הם גם בדקו מערכת בקרת פתחי כניסה חדשה שפותחה על ידי מהנדסי לואיס בובי סנדרס וגלן מיטשל, אשר השתמשה בשסתומים מכניים מרובים כדי למנוע התנעה. זו הייתה הפעם הראשונה שהמערכת נבדקה בחומרה בקנה מידה מלא. הצוות בדק גם את האינטראקציות בין גוף המטוס, הפתחים, המנועים ומערכות הבקרה בתנאים רגילים וסוערים.
בקיץ 1973, מנוע J-58 בקנה מידה מלא הפך לחלק החומרה הראשון שנבדק בתא הלחץ השני של PSL בלואיס. החוקרים אספו נתונים בתנאים רגילים ומשתנים בשנה שלאחר מכן. בדיקות ה-PSL מדדו גם את פליטת המנוע במאמץ להעריך את פליטות המזהמים בגובה רב של טיסה על-קולית.
תוכנית YF-12 הדגימה גם שניתן להשתמש במודלים בקנה מידה קטן לתכנון כניסות על-קוליות בקנה מידה מלא. נתוני טיסה שימשו להבנה טובה יותר של ההשפעות של מודלים בקנה מידה קטן ומנהרות על הנתונים. וחשוב מכל, תוכנית לואיס הובילה לפיתוח מערכת בקרה דיגיטלית ששיפרה את תגובת הכניסות העל-קוליות להפרעות זרימה, וביטלה כמעט לחלוטין את ההתנעות מחדש של המנועים. רבים מהרעיונות מהתוכנית שימשו בתכנון מטוס ה-SR-71 בתחילת שנות ה-80 ותרמו למאמצי מטוסי הנוסעים העל-קוליים של נאס"א במשך עשרות שנים.
תוכנית ה-YF-12 הסתיימה בשנת 1979 כאשר נאס"א העבירה את המיקוד שלה לעדיפויות אחרות בתחום התעופה. עד אז, מטוסי YF-12 ביצעו כמעט 300 טיסות מחקר, והשלימו שנה של ניסויים קרקעיים במנהרת הרוח של נאס"א.
אן חאנג (על פי Interesting Engineering )
[מודעה_2]
קישור למקור
תגובה (0)