Thrust vectoring

Thrust vectoring

تعريف :

هي قدرة المركبة الطائرة على تغيير اتجاه الدفع (thrust) من المحرك للتحكم بالتموضع (attitude) و السرعة الزاوية (angular velocity)

مقدمة :

تؤثر على المركبة الطائرةأثناء طيرانها أربعة قوى
(forces) سنشرحها باختصار

1- قوة الثقل (Wight):

تتجه نحو الأسفل
تتولد هذه القوة بسبب تأثير الجاذبية الأرضية على بدن الطائرة


2- قوة الرفع (left):

تتجه نحو الأعلى
هي القوة المعاكسة للثقل و تبقي بدن الطائرة في الهواء

تتولد عند بدن الطائرة كاملا و بشكل خاص في الطائرات العادية من عند الأجنحة (wings)

و هي قوة ايروديناميكية (aerodynamic force)تتولد بسبب التغير في تدفق (flow turning) الهواء الناتج عن اختراق التدفق بجسم صلب (solid object)

3- قوى الجر (drag ) :

تتجه نحو الخلف (تحاول دفع الطائرة إلى الوراء إن صح التعبير )

هي قوة ايروديناميكية (aerodynamic force)تعاكس حركة الطائرة في الهواء و يتولد عند كل نقطة من بدن الطائرة

–حتى المحرك-

و تتولد اثناء تفاعل بدن الطائرة مع سطح مائع (fluid) سائل او غاز بسبب الاختلاف في السرعة (velocity) بين المائع و الجسم الطائر

4- قوى الدفع (thrust ):

و التي هي محور حديثنا

جهتها إلى الأمام

هي قوة ميكانيكية و التي تحرك الطائرة عبر الهواء و تستخدم للتغلب على قوى الجر (drag ) التي شرحت في الأعلى بالإضافة إلى الوزن (Wight)

تتولد في المحرك عن طريق نظام تسيير (propulsion system.)

و ان حركة (motion ) الطائرة مرتبطة بهذه القوى و حجمها و بالإضافة إلى جهة الطائرة .

بعض الطائرات المقاتلة الحديثة يمكنها التحكم في زاوية الدفع (thrust) عن طريق فوهات متحركة (movable nozzle)

و بهذا فان القدرة على تغيير جهة الدفع تدعى thrust vectoring, او vectored thrust.

البداية :

تاريخيا كان الاهتمام بهذه التقنية منصبا لمحاولة تأمين دفع أمامي عمودي للطائرات في محاولة لإعطاء الطائرة خاصية الإقلاع و الهبوط العمودي (vertical take-off and landing)

أو خاصية الإقلاع و الهبوط القصير (Short take-off and landing)

فيما بعد اكتشف أن التحكم بالدفع أثناء الطيران يعطي الطائرة القدرة على القيام بالعديد من المناورات التي لا تستطيع القيام بها الطائرات ذات الفوهات الثابتة (static nozzles)
التي تعتمد اعتمادا كاملا على الأسطح المتحكمة بالطيران (Flight control surfaces)

بدأت الاختبارات على تصاميم محركات الفوهات المتحركة في أوائل عام 1990 بنسخ معدلة عن طريق ناسا لطائرات مثل

F/a-18 , F-15 و x-31

و f-16

في عام 1994 طبق نظام فوهات متحركة مبسط على الطائرة x-31 و كانت النتائج مذهلة

لم تخسر هذه الطائرة أمام F/a-18 ولا مرة واحدة حتى من أصل 129 مباراة خاضتها

تفاصيل التقنية:

بشكل رئيسي تعمد تقنية (thrust vectoring ) على محركات (turbo fans ) مع فوهات (nozzles ) متحركة

يمكن لهذه التقنية ان تحول الدفع حتى 90 درجة زاوية

بفضل انظمة التحكم بالطيران (flight control system)و الحواسيب الحديثة , اختيار زاوية الفوهة ليس من مهام الطيار فهذا الخيار موجود اصلا في حاسوب المقاتلة داخل نظام الطيران

فلا تتغير القيادة على الطيار فكل ما عليه أن يوجه الطائرة و يتولي نظام القيادة تحديد

التوافيق المناسبة لزوايا المحركات و اسطح التحكم بالطيران الرئيسية (flight control surface)

والتي هي

1- الرافعة (Elevator): مسؤولة عن تغيير الاتجاه بين أعلى و أسفل (pitch)

2- الموجه (Rudder): مسؤول عن تغيير الاتجاه بين اليمين و اليسار (yaw)

3- الجنيحات(Ailerons): مسؤولة عن دوران الطائرة حول محورها الأفقي (roll)

صورة محاور الحركة

صور أسطح التوجيه:

و بالتالي أصبحت الطائرة المزودة بفوهات متحركة تمتلك عاملا رابعا للتحكم بالطيران يضاف إلى العوامل الثلاثة السابقة هو زاوية الفوهة ...

أمثلة :

احد المحركات التي تتبع هذه التقنية هو F119 engine الخاص ب f-22

ارجوا ان ينال اعجابكم و لاتنسوني من صالح دعائكم....