Az ébresztő turbulencia

ÉBRESZTÉS

Előszó

Néhány módosításon kívül ez az oldal Jean-Claude Bex (repüléstechnikus) kiváló cikkét használja az * Aviation 2000, 1982. január 81. sz. Magazinban, amelybe Laurent Nybelen 2008. június 10-i tézisének kivonata került. . A rajzok az oldal szerzőjétől származnak.
* Sajnos ez a magazin 1986-ban eltűnt

Bevezetés

Noha a repülőgépek ébresztő turbulenciájának jelensége már a motoros repülések kezdete óta ismert volt, csak a nagy testű turbógépek üzembe helyezésével vált egyre fontosabbá. Az egyre növekvő számú incidens és baleset felhívta a figyelmet a repülőgép elhaladásának veszélyeire egy nehezebb repülőgép nyomán. Ez most a pilóták, a légiforgalmi irányítók és a repülőtér-vezetők egyik fő kérdése.

Meghatározás

Az ébresztési turbulencia egészében három tényező fennállásának köszönhető:
- légcsavarok vagy reaktorok robbanási hatásai
- törzs által kiváltott turbulencia és asperitások, amelyek ellenállást generálnak
- a híres szélső örvények vagy ellentétesen forgó örvények, amelyek a szárnyak végéből származnak.

Örvények létrehozása

Az örvények részletes felépítése és azok eloszlását okozó mechanizmusok csak részben ismertek, de meglehetősen pontos leírást lehet készíteni az örvények általános mozgásáról.
A peremörvények, amelyek a felvonó generálásának elkerülhetetlen melléktermékei, csak a felszállás és leszállás között léteznek (a leszállás).
Ahhoz, hogy egy repülőgép repülés közben maradjon, szárnyainak állandóan lefelé kell téríteniük egy bizonyos mennyiségű levegőt, hogy létrejöjjön a felvonóhoz szükséges emelés. Hogyan jön létre a lift
Ez két fő tényező felhasználásával történik:
- felgyorsítja a gépet
- szárny támadási szöge.
E két paraméter kombinációja nyomáskülönbséget generál az intradók és az extradók között. Ez a két nyomás kiegyensúlyozódik és köráramot eredményez a szárny csúcsa körül. Húzás - A szélső örvények
A túlnyomásos zónából (intrados) a depressziós zónába (extrados) áthaladó levegő mozgása a szárny mindkét végén egy marginális örvényt táplál, amelynek fontossága növekszik a repülőgép tömegével és a szárny támadási szögével (incidencia) ).

Az örvények modellezésével kapcsolatos és repülési tesztekkel igazolt laboratóriumi vizsgálatok eredményei azt mondják, hogy:
- a két mag középpontját elválasztó oldalirányú távolság a felvonó szárny mentén való eloszlásától függ, de az esetek többségében megközelítőleg megegyezik a szárnyfesztávolsággal.
- hogy a határörvények tangenciális sebessége, ezért intenzitásuk arányos a szárny alatti levegő térfogatának kitérési sebességével.
- hogy egy repülőgép közeledik, vagyis alacsony sebességgel, de nagy támadási szögben nagy örvényeket generál.
- örvények kissé növekszik az átmérőjükön, és tangenciális sebességük elérheti a 3600 ft/mn (18 m/s) sebességet 1 perc/1-nél a generátor mögött, vagy 30 másodperccel az áthaladása után.

A sugárhajtómű és az ébresztőörvény kölcsönhatása

Bizonyos légköri viszonyok között kondenzációs nyomvonalak képződnek a repülőgép mögött, és az ébredés egy részén a marginális örvényeknek felelnek meg. Ezek a nyomok a motorfúvókákból érkező vízgőz kondenzációjából származnak, amelyet a nagyon hideg légkörben a kerozin elégetéséből származó forró koromrészecskék váltanak ki. Az örvény degenerációja után vagy a légköri turbulenciával való kölcsönhatás révén ezek az utak több órán át fennmaradhatnak a légkörben, és hozzájárulhatnak a felhők (cirrus felhők) kialakulásához.
Az emissziót követő első másodpercek alatt a sugár gyorsan keveredik a környező levegővel, míg az örvénylap a szélső örvények köré fonódik. Ezt követően a dinamikát a sugár örvény körüli tekerése szabályozza.
Az a távolság, amelyen a sugárt az örvénymező befolyásolni kezdi, a sugár intenzitásától függ az örvény intenzitásától és annak hőmérsékletétől. De a motorok helyzete a szárnycsúcshoz viszonyítva is, például négymotoros A380 esetén a külső motor sugara közelebb lesz a szárnycsúcshoz, mint például egy kétmotoros A330 motorjának sugara.

A fenti ábra a sugárhajtómű-sugár és a szélörvény kölcsönhatását mutatja tengerjáró repülési állapotban. Laurent Nybelen 2008. június 10-i tézise - A repülőgép ébrenlétéből származó örvényáramok numerikus vizsgálata.

Örvény-ébresztés leírása

Ez a bekezdés az ébredés általános szintetikus leírását mutatja be, a szárny hátsó szélétől lefelé eső távolság függvényében.
Az ébredés kora egy bizonyos távolság a repülőgép mögött. Négy régió van megkülönböztetve a generátor repülőgép konfigurációjától függetlenül (magas emelés vagy utazás).
A közeli mező
Ez magában foglalja a légcsatorna hátsó széleiből keletkező örvénylap kialakulását, és a nyomrész ezen részén nagyon koncentrált örvények keletkeznek a szárnyak felszínének diszkontinuitásainál. csak a sugár néhány átmérőjének felel meg.
Az alábbi fényképen egy repülőgép nyomán vízgőz látható, nagyon különleges légköri körülmények között. Jól láthatjuk a szárny feletti mélyedést, a szélső örvényeket, a szárnyak végeinek örvényeit, valamint a vízszintes farok végeinek örvényeit.

A kiterjesztett közeli mező
Ezt a régiót jellemzi az örvénylap tekerése a koncentrált örvények körül (fedél vége, szárny vége). Egyes együtt forgó örvények összeolvadhatnak, és így csökkenthetik az egyes szárnyak mögötti örvények számát. A motorokból származó sugáráramok általában széleskörűen turbulensekké váltak, és kölcsönhatásba lépnek a fő örvényekkel.
A két szárnycsúcs és a szárnyvégű örvények egymás körül keringenek, és egyesülve egyetlen örvényt alkotnak. A reaktor nacellájának örvényei (a fotón nem láthatók) hosszabb ideig megőrzik egyéniségüket, majd a fő örvény jelenléte erősen megnyújtja őket, és ez utóbbi végül elnyeli.

---