Pitanje:
Koji su čimbenici koji ograničavaju koliko dugo zrakoplov može ostati uzdignut?
D__
2013-12-22 07:34:01 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Najočitiji je gorivo. Mnogi moderni vojni zrakoplovi, međutim, sposobni su za punjenje gorivom u zraku. Umor posade, još jedan očit problem, također se može riješiti rotacijom posade, a problem je u bespilotnim zrakoplovima.

Stoga se postavlja pitanje koji bi čimbenici spriječili da zrakoplov neodređeno boravi u zraku? Postoje li takvi čimbenici kojima se ne može pozabaviti i koji bi onemogućili projektiranje zrakoplova koji bi mogao ostati beskonačno, ili barem izuzetno dugo?

Umor posade može se riješiti i dekstroamfetaminom, takozvanim "go tabletama" koje vojska koristi.
Jao. Znam da mi se ovaj komentar ne sviđa, ali istinit je.
Imajte na umu da čak i bez stalnog održavanja ne možemo beskonačno graditi mostove koji ostaju "gore". A još nismo sasvim svladali održavanje zraka u zraku.
šest odgovori:
#1
+15
kevin42
2013-12-22 08:59:40 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Održavanje je vjerojatno najveći problem. Koje su vrste održavanja potrebne i kvarovi do kojih će dovesti neizvođenje tih koraka ovise o dizajnu zrakoplova.

Na primjer, o klipnom motoru koji se koristi u malom zrakoplovu:

Motor će u jednom trenutku trebati zamijeniti ulje, a ako nije stvoren sustav za ciklus novog ulja tijekom leta, ovo je vjerojatno prva stvar koja će se pokvariti nakon posade i goriva (kao što ste spomenuli). Kvarenje ulja dovest će do ranog otkaza motora.

Filteri za gorivo i zrak začepit će se, što će dovesti do gašenja motora.

Što dovodi do trošenja motora. Na kraju će se istrošiti klipni prstenovi, sustavi paljenja itd.

Odgovor možete poboljšati raspravom o održavanju i na zračnom okviru (umor od metala itd.). Jedini razlog zašto ovo kažem je zato što su jedrilice postale toliko dobro dizajnirane da neki mogu ostati u zraku neograničeno dugo jer ne koriste gorivo. Slično tome, električni motor je elektrana s vrlo malim održavanjem, a sa sve učinkovitijim motorima i solarnim pločama predviđam da neće proći dugo (desetljeće?) Prije nego što netko napravi samoodrživi avion na solarni pogon. U tom ćete se slučaju morati vratiti na servisne intervale i za zračni okvir.
@MishaP Već je bilo nekoliko primjera zrakoplova na solarni pogon koji mogu ostati u zraku 24/7. Pogledajte moj odgovor za više informacija i primjere.
#2
+14
voretaq7
2013-12-22 11:08:24 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Pilot.

Ozbiljno. Ti si to.
Zbog (apsurdističkog) argumenta, recimo da iz ultrajakih, super lakih kompozita napravimo nešto slično U-2 čisto jedrilica (ionako je dovoljno blizu, a sada nemamo motor ili bilo što što bi nam stalo na put i propalo!), a mi ćemo koristiti samo najbolje istrenirane tvorničke majmune kapucine kako bismo osigurali savršen sklop kako bi svi dijelovi učinili svoje posao točno po dizajnu.

Imamo jedrilicu s više od milijun sati i upravo smo ispustili nesretnu žrtvu pilota dobrovoljca na, recimo, 50.000 stopa s strogo tajnom sustav za održavanje života koji će im svaku večer pružiti toplinu, zrak, vodu, lijepu večeru odreska, pa čak i voditi računa o toj neobičnoj ljudskoj želji da ne sjede u vlastitim otpadnim proizvodima. ovaj teoretski čudotvorni avion, vozite se zračnim strujama, termikom, nadolazećim olujama (za lude) itd. i ostanite uzdignuti gotovo unedogled, ali na kraju će našem dobrovoljcu pozliti odresci ili će početi dobivati ​​čireve / krvne ugruške / cra mps od sjedala ili se jednostavno razbolite tražeći sljedeći uzlazni tok kako bi jedrilica ostala uzdignuta.

Ako cijelu stvar napravimo daljinski upravljanom generatorom vjetroturbine za napajanje kontrola, mogli bismo zamijeniti piloti i možda to održavaju godinama, ali nije puno "zrakoplov" ako na njemu nitko ne leti - samo još jedan bespilotni zrakoplov.


U konačnici svaki drugi čimbenik koji možete smisliti je biti podređen izdržljivosti ljudi na brodu - jer mnogi piloti GA-a s kojima se družim vole isticati da mnogi od nas leti u zrakoplovima lako imaju 4-5 sati izdržljivosti, ali većina nas samo imati mjehur od 2-3 sata (i bez čarobnog stroja za održavanje života koji služi biftek. Moram mi kupiti jedan od takvih za Božić ...).

Umor pilota nije ograničavajući faktor za bespilotne letjelice. U nekim slučajevima bespilotne letjelice pilotiraju se iz bunkera gdje možete bez problema u kratkim intervalima neograničeno mijenjati pilote, koristiti kupaonice, jesti i raditi što god ljudi rade. U drugima UAV mogu držati stanicu potpuno autonomno bez ikakvog pilotskog unosa.
@MishaP Ljudski umor i dalje je faktor, čak i za bespilotne letjelice (iako mu je dodijeljeno *** puno *** manji faktor - mogli biste imati selo koje podupire pilote, pa ste dobro ako ne izbije epidemija gripe). Autonomni bespilotni zrakoplovi guraju omotnicu još dalje, ali još uvijek zahtijevaju određenu razinu nadzora (kako ne bi zadržali stanicu dok prođe grmljavinska oluja i pukne im krilima). Jednom kada su autonomni bespilotni zrakoplovi uistinu 100% autonomni, možemo se vratiti na održavanje i fizičke čimbenike :-)
Dogovoreno, iako u tom trenutku mislim da bi ovo pitanje moglo biti promijenjeno u "Kako ubiti taj potpuno autonomni bespilotni terminal, savijen za istrebljenje čovječanstva" =)
Ja sam samo laik, ali ovo je prilično iznenađujuće. Uzmimo u obzir utrku Volvo Ocean, gdje bi tim od 9 članova mogao ploviti 65-metarski brod 10 mjeseci ravno. Veliki zrakoplov sigurno bi mogao pružiti veću udobnost od 65-metarskog broda. Može li bilo koji stvarni avion (ne jedrilica, pitanje koje se spominje punjenje gorivom) stvarno letjeti 10 mjeseci (50 tisuća sati) ravno?
@raptortech97 teoretski Air Force One može se napuniti gorivom i ostati "na neodređeno vrijeme" ako pretpostavimo 2 ili 3 letačke posade (podložno ograničenjima zaliha na brodu - hrane, pitke vode itd. Naravno - opet, ljudi su ograničavajući faktor ). Siguran sam da bi * na kraju * došlo do mehaničkog kvara (ili vjerojatnije niza njih) zbog kojeg je avion morao sletjeti (ili se srušiti), ali moguće je da bi avion mogao letjeti mjesecima prije nego što se to dogodilo ...
#3
+13
Radu094
2014-03-28 15:21:30 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Čudno, kvar topline u kabini (bila je zima) vjerojatno je doveo do kraja trenutnog rekordera izdržljivosti, Cessnu 172, sa 64 dana, 22 sata i 19 minuta ( što je usput sjajna priča za čitanje sama po sebi)

Ako ovo nisi spomenula, išao sam.
Vau. Samo vau. To je nevjerojatna priča.
#4
+6
BeowulfNode42
2014-01-21 14:40:37 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Čimbenici i rješenja su

  • pilot: postoji nekoliko mogućnosti
    • da to bude bespilotna letjelica (UAV).
    • i / ili ga napravite tako da se može presresti tijekom leta radi promjene posade i opskrbe.
    • i / ili učiniti ga samodostatnim. To bi zahtijevalo masivan zrakoplov ako je to uopće moguće, zasigurno ne u ovom trenutku (2014.), iako bi djelomična samodostatnost mogla biti izvediva s današnjom tehnologijom.
  • gorivo: proizvesti to solarno. Solarni zrakoplovi mogu čuvati energiju kao nadmorsku visinu i / ili baterije kako bi ostali uzdignuti noću. Život solarnih panela obično se smatra oko 50 godina, a tada oni proizvode 50% svoje izvorne snage. Bilo je nekoliko primjera poput NASA Heliosa koji bi mogao ostati uzdignut 24/7.
  • Izbjegavanje lošeg vremena: mora biti dovoljno brzo da se makne s puta ​​li >
  • potrošni materijal: poput ulja / masti itd.
    • koristite beskontaktne ležajeve gdje god možete kako biste smanjili potrebu. Ne možete ih sve zamijeniti zbog svojstvenih nestabilnosti beskontaktnih ležajeva. Posebno je problematično s ležajevima oko vratila velike snage / tereta, kao što su potisni ležajevi odgovorni za sprječavanje izvlačenja osovine osovine iz zrakoplova.
    • mogli biste osigurati i sustave za nadopunu ovih potrošnih materijala.
  • habanje pokretnih dijelova:
    • ograničite broj pokretnih dijelova. Elektromotori se mogu graditi sa samo 1 pokretnim dijelom
    • pružaju sustave za unošenje zamjena na brodove i njihovo instaliranje bilo s droidima za održavanje (da poput funkcije za koju je R2D2 trebao biti), bilo s osobljem za održavanje koja trebat će i put u i iz zrakoplova.
  • umor materijala kao što su dijelovi koji razvijaju prijelome od umora, a također i materijali koji trpe vremenske štete (npr. plastika / boja koja se razgrađuje zbog UV svjetla ili korozije metala): ovaj je težak jer ne mogu smisliti ništa što bi moglo zamijeniti kritična strukturna komponenta kao što je krilo krila u letu. Popravci se mogu izvršiti privremenim pružanjem alternativnog integriteta konstrukcije (zamislite nešto poput skele, ali pružanjem strukturne potpore oko pogođenog područja), dok se popravke materijala na licu mjesta vrše s oštećenjem.

Održavanje je najveći problem. Titan Aerospace nudi bespilotne letjelice koje mogu ostati uzdignute po pet godina. U osnovi može ostati u letu dok se ne slomi kao što je to učinio NASA Helios. U osnovi je trenutno razmišljanje učiniti ga relativno jeftinim i bez posade dok izračunavamo prosječni životni vijek tih stvari kako bismo ih mogli dovesti na popravak / razgradnju.

#5
+3
fooot
2014-03-27 00:53:34 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Teorija

Kao što voretaq7 primjećuje, piloti su ovdje prvi ograničavajući faktor. Posadu podmornice možemo stavljati pod vodu po 3 mjeseca. Možemo li i mi to učiniti u avionu? Možda jednog dana. Međunarodna svemirska stanica primjer je onoga što je moguće što se tiče rotacije posade. Naravno, energija da leti u atmosferi i vanjsko održavanje stvorili bi neke probleme zrakoplovu.

Što se tiče održavanja, zrakoplovni brodovi prelaze 500-800 sati između svojih niskih provjere razine A. Međutim, oni se također podvrgavaju rutinskom održavanju na svakoj stanici. Mehanički ili elektronički predmeti koji ne uspiju zamijeniti se i izvršiti manje provjere. Motori trebaju ulje, hidraulički sustavi moraju se nadopunjavati.

Sve su to odluke donesene kao dio procesa projektiranja zrakoplova. Čineći robusnije sustave, dodavanjem kapaciteta za potrošni materijal kao što je motorno ulje, ti se intervali mogu produžiti. Mogu se koristiti materijali poput kompozita koji su manje osjetljivi na koroziju ili umor. Elektromotorima je potrebno mnogo manje održavanja od mlaznih ili klipnih motora, a električna energija može dolaziti iz solarnih panela.

To se zapravo svodi samo na dizajn aviona. Teoretski je sigurno moguća „neodređena“ izdržljivost. Vjerojatno bi to trebalo biti bez posade, ali s robusnim konstrukcijskim i pogonskim dizajnom to bi se moglo dogoditi. Međutim, sve će na kraju propasti ili se istrošiti, a bez posade ili nekog sustava koji bi zamijenio komponente, to će biti ograničavajući faktor.

Primjeri

Što se tiče komercijalnih letova, postoje je članak na Wikipediji koji navodi najduže redovne letove prema udaljenosti, tipu zrakoplova i zrakoplovnoj kompaniji (kao i najkraće redovite letove, samo zato). Najduži let je DAL201, Johannesburg do Atlante u 16 sati, 55 minuta na 777-200LR (trenutno zrakoplov s najvećim dometom).

S gorivom iz zraka, izdržljivost se povećava. B-2 je letio u misijama najmanje 25 sati, s posadom od 2. Slijetanje za zaustavljanje goriva (ali bez gašenja motora), najduža misija je 44 sata ​​a >. Najduža misija treninga ikad bila je 50 sati. Piloti intenzivno treniraju kako bi mogli letjeti tim misijama.

B-52 ima sličnu misiju i letio je misijama čak 35 sati. Iako je zrakoplov s jednim sjedištem, F-117 je izvršio letove dulje od 18 sati.

Također je značajan i Rutan Voyager, prvi zrakoplov koji leti non-stop oko svijeta. Posadi dvoje ljudi trebalo je 9 dana da to postignu.

Zrakoplov Solar Impulse trenutno je u fazi izrade, a letio je 26 sati sa 1 pilot.

#6
+2
Thunderstrike
2014-03-28 15:34:37 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Izvršen je eksperiment za održavanje zrakoplova po nekoliko tjedana, koristeći nuklearne reaktore za energiju.

Čula sam nekoliko verzija, ali vjerujem da Amerikanci nikad nisu uspjeli to učiniti, ali Rusi jesu (čuo sam kako izvori kažu da je većina njihovih posada bila ozračena do smrti), dok sam čitao druge izvore, nijedna stranka nije to učinila, tako da sam sasvim sigurna kome vjerovati. U svakom slučaju - praktički neograničena izdržljivost i domet.

nuclear-plane

Pretpostavljam da bi to značilo da bi uspjeli mogli ostati gore sve dok većina podmornica ne radi (što mislim da je otprilike tri mjeseca) ... možda nešto za isprobavanje s bespilotnim bespilotnim letjelicama, gdje bih mogao zamisliti da bi mogao ostati prilično dugo, ako stanje motora to dopušta :)

ps. Ne mogu pronaći dobre izvore na njemu, ali mislim da je TU Delft razvijao bespilotnu letjelicu za 365 dana trajanja misije sa zadatkom nadzora okoliša.

Izvor 1 / Izvor 2



Ova pitanja su automatski prevedena s engleskog jezika.Izvorni sadržaj dostupan je na stackexchange-u, što zahvaljujemo na cc by-sa 3.0 licenci pod kojom se distribuira.
Loading...