SEYAHAT MENZİLİ. Prof.Dr. Mustafa CAVCAR 26 Mart 2014

Transkript

1 SEYAHAT MENZİLİ Prof.Dr. Mustafa CAVCAR 26 Mart 2014

2 Temel Kavramlar Özgül Yakıt Sarfiyatı Uçağın birim zamanda, birim tepki kuvveti başına harcadığı yakıt miktarıdır. Uçuş irtifaına ve Mach sayısına bağlı olarak değişir. : Özgül yakıt sarfiyatı [N/N.saat] : Yakıt sarfiyatı [N] : Tepki kuvveti [N] : Zaman [saat] : Mach sayısı : Hava sıcaklığı "": Referans değerler : 0,4~0,7

3 Temel Kavramlar Özgül Menzil Birim yakıt sarfiyatı başına kat edilen birim mesafedir. Uçak ağırlığına, uçuş irtifaına ve uçuş hızına veya Mach sayısına bağlı olarak değişir. olduğuna göre: O halde:

4 Temel Kavramlar Özgül Menzil SR SRMR Sabit uçak ağırlığı ve sabit irtifa için, özgül menzil belli bir Mach sayısına kadar sürekli olarak artar, o Mach sayısında maksimuma eriştikten sonra azalmaya başlar.

5 Temel Kavramlar Özgül Menzil SR Uçak yakıt sarfiyatı nedeniyle hafifledikçe, özgül menzili maksimum yapan Mach sayısı küçülür; Buna karşın, maksimum özgül menzil büyür. Yakıt sarfiyatıyla Hafifleyen uçak

6 Temel Kavramlar Özgül Menzil SR Artan basınç irtifaı Uçuş irtifaı arttıkça, özgül menzil de büyür. Aynı zamanda, özgül menzili maksimum yapan Mach sayısı da büyür.

7 Temel Kavramlar Özgül Menzil Ağır uçak Hafif uçak SR Ancak, yatay uçuş konusunda görüldüğü gibi, nasıl maksimum yatay uçuş hızı belli bir irtifaya kadar artıyor ve daha sonra küçülüyorsa, özgül menzil de belli bir irtifadan sonra küçülür. Uçuş sırasında yakıt sarfiyatı nedeniyle uçak hafifledikçe, özgül menzili maksimum yapan irtifa da artar.

8 Menzilin Diferansiyel Denklemi Hareket denklemleri: olduğuna göre: Yakıt sarfiyatı, ağırlıktaki azalmaya eşittir: 1 veya

9 Seyahat Uçuşu Programları Çok sayıda seyahat uçuşu programı bulunmakla beraber, pratikte kullanımı en mümkün olan üç tanesi: 1. Sabit irtifada, sabit taşıma katsayısı ile uçuş, 2. Sabit hızda, sabit taşıma katsayısı ile uçuş, ve 3. Sabit irtifada, sabit hız veya sabit Mach sayısı ile uçuştur.

10 Sabit İrtifada, Sabit Taşıma Katsayısı ile Uçuş Kabuller: Seyahat irtifaı sabittir: Taşıma katsayısı sabittir: Özgül yakıt sarfiyatı sabittir: O halde: Fines: 1 Seyahat hızı: Uçağın seyahat uçuşu başlangıcındaki ağırlığı ve seyahat uçuşu sonundaki ağırlığı olmak üzere: 2

11 Sabit İrtifada, Sabit Taşıma Katsayısı ile Uçuş İntegralin çözümü: Seyahat uçuşu başındaki uçuş hızı 2 olduğuna göre: 2 1 Sarf edilen yakıt miktarı: Seyahat yakıt oranı: Dolayısıyla 1 O halde: 2 1 1

12 Maksimum Menzil Maksimum menzil için: olduğuna göre: O halde: Bunun için: 2 0 Sürükleme poleri: olduğuna göre, maksimum menzil şartını sağlayan taşıma ve sürükleme katsayıları: Bu durumda seyahat başındaki uçuş hızı: 3 2

13 Maksimum Menzil Minimum sürükleme hızı: olduğuna göre: 3 Diğer taraftan: 1 2 Bazı yerine koyma işlemlerinden sonra, maksimum menzil: 3 1 1

14 Sabit İrtifada, Sabit Taşıma Katsayısı ile Uçuş Uçuş irtifaı ve taşıma katsayısı sabittir. Yakıt sarf edildikçe, gaz kesilerek yavaşlanması gerekir. Hava trafiği için, özellikle yol kontrol bakımından, çok uygun değildir.

15 Sabit Hızda, Sabit Taşıma Katsayısı ile Uçuş Kabuller: Uçuş hızı sabittir: Taşıma katsayısı sabittir: Özgül yakıt sarfiyatı sabittir: O halde: Fines: Uçağın seyahat uçuşu başlangıcındaki ağırlığı ve seyahat uçuşu sonundaki ağırlığı olmak üzere:

16 Sabit Hızda, Sabit Taşıma Katsayısı ile Uçuş İntegralin çözümü: ln Ya da: 1 ln 1 Bu durumda da, maksimum menzil için: koşulu sağlanmalıdır. O halde, bazı yerine koyma işlemlerinden sonra, maksimum menzil: 3 2 ln 1 1

17 Sabit Hızda, Sabit Taşıma Katsayısı ile Uçuş Uçuş hızı ve taşıma katsayısı sabittir. Yakıt sarf edildikçe, uçak hafiflediğinden, hızın korunması için gaz kesilmesi gerekir. Yakıt sarf edildikçe, uçak hafiflediğinden, sürekli irtifa kazanır. Hava trafiği için, özellikle yol kontrol bakımından, çok uygun değildir.

18 Sabit Hızda, Sabit Taşıma Katsayısı ile Uçuş Çoğunlukla ünlü Fransız havacısı Louis Breguet e atfen Breguet Menzili denmesine rağmen, bu bağıntının Coffin ve Devillers tarafından ayrı ayrı ama yaklaşık olarak aynı tarihlerde bulunmuş olduğuna dair kuvvetli deliller bulunmaktadır. Denklemin en önemli özelliği bir uçağın performansını ortaya koyan üç ana unsuru bir araya getirmesidir. Denklemdeki uçağın güç grubu performansını, aerodinamik performansını ve ln yapısal performansını ortaya koymaktadır. Denklem bu özelliğiyle çok disiplinli tasarım optimizasyonlarında (multi disciplinary design optimization) amaç fonksiyonu rolünü oynamaktadır.

19 Sabit İrtifada, Sabit Hız ile Uçuş Kabuller: Uçuş hızı sabittir: Uçuş irtifaı sabittir: Özgül yakıt sarfiyatı sabittir: O halde: Çözüm için, sürüklemenin ağırlığa bağlı ifadesini hatırlamak uygun olacaktır: 2 2 olduğuna göre: kabul edilerek: 2 2 Bu denklemin çözümü: 2 arctan arctan

20 Sabit İrtifada, Sabit Hız ile Uçuş Bu denklem, aşağıdaki gibi de ifade edilebilir: 2 arctan Küçük açılar için: tan arctan O halde: 2 Ya da: 2 Maksimum menzil için: 1 0veya 0 Buradan: / 2

21 Sabit İrtifada, Sabit Hız ile Uçuş Maksimum Menzil Maksimum menzil: İrtifa ve hız sabittir. Fines ve sürükleme azalır. Sürükleme azaldığından irtifanın korunması için gaz kesilir. Hava trafiği için, özellikle yol kontrol bakımından, en uygun uçuş şeklidir.

22 Seyahat Yakıtı

23 Menzil Paralı Yük Diyagramı