Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 35. 30 september 1950 - Flygets utveckling utmanar ingenjören, av N-P Thelander — SHl
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
16 september 1950
871
Elektronik och olika kontrollers konstruktion binds även
samman på sådant sätt. att ingenjören måste fullt
behärska både elektronik och mekaniska system för höga
hastigheter, vid vilka kontrollernas ögonblickliga
mekaniska reaktion är en huvudfaktor. Detta är nödvändigt för
att undvika, att dessa mycket invecklade anordningar
mankerar av sig själva eller genom fiendens aktion. Då den
enkelhet och tålighet, som fordras av
elektronikutrustningen, beror av tjänstens hårdhet, behöver konstruktören
mer än bara kännedom om dessa automatiska redskap för
att på ett tillfredsställande sätt lösa kontrollproblem
tillsammans med elektronikexperten.
Motorteknik
Ligger motortekniken efter den aerodynamiska eller
omvänt? Denna fråga är säregen för flygtekniken.
Motorkonstruktörerna slog aerodynamikerna med häpnad, när
de — nästan från den ena dagen till den andra — ökade
den tänkbara framdrivningshastigheten med 300—400 km/h,
men det dröjde inte länge, förrän aerodynamikerna hade
skaffat lämpliga och effektiva kropps- och vingformer till
den nya reaktionsmotorn. De anser nu, att
motorteknikerna ej har löst sitt problem, därför att reaktionsmotorerna
är för stora, har för hög bränsleförbrukning och olämpliga
gasströmningsegenskaper.
Flygplanen blir härigenom större än aerodynamikerna
önskar och detta medför behov av större motorer.
Aerodynamikerna anser, att man för att kunna flyga på 11 000
m höjd med en hastighet motsvarande Mach-talet 1,5,
behöver en motor, som vid havsytan utvecklar en statisk
dragkraft av storleksordningen 15 000 kp.
Motoringenjörerna svarar, att de aldrig har tänkt sig
möjligheten att konstruera ett reaktionsaggregat med så
hög effekt. De anser troligen, att problemet blott kan
lösas genom att uppfinna en ny motortyp, som kanske blir
en kombination av reaktionsaggregat och reaktionsrör eller
raketenergi. Ehuru dessa kraftkällor har visat sig
användbara i försöksplan, måste man skaffa sig mycket bättre
kännedom om dem genom praktiska flygprov. Vidare måste
deras bränsleförbrukning minskas, för att deras
användbarhet skall närma sig motorernas i moderna stridsplan.
Under det framställningen av ett idealbränsle skulle göra
mycket för att utjämna motsättningarna mellan
aerodynamiker och motorkonstruktörer, fordrar den nuvarande
situationen en bättre förståelse för motorproblemen från
aerodynamikernas sida, och motoringenjören måste bättre
inse de problem, som möter konstruktören av snabba
flygplan. För att få fram sådana med verkligt hög hastighet,
måste dessa båda teknikers vetande samordnas antingen
genom intimt samarbete, eller av en genom intensiv
utbildning skapad specialist, som behärskar båda områdena.
Om flygteknikens utveckling fortsätter i nuvarande takt,
är detta senare alternativ ofrånkomligt.
Hållfasthet
Nya svårigheter har kommit för att plåga den, som
sysslar med hållfasthetsberäkningar. De är icke rutinproblem,
utan fordrar speciell teknik och mer exakta matematiska
metoder än tidigare använts. Deltavingen erbjuder t.ex.
svårigheter, därför att kordan och spännvidden är av
samma storleksordning, varigenom deras beroende av
varandra ej längre kan försummas. Vidare behövs en särskild
analys för att bestämma påkänningarnas fördelning i
rotinfästningen av en starkt pilformad vinge, eftersom den
vanliga fördelningen ej längre gäller. Försök har nämligen
visat, att påkänningarna vid bakbalken nära infästningen
kan bli många gånger större än vid frambalken.
Tjockare skal fordrar mer exakt hållfasthetsanalys.
Härvid måste man, för att kunna exakt förutsäga den totala
styrkan, beakta sekundära effekter, såsom elastiska
fenomen i balkar och spryglar och dessa elements samverkan
till ökandet av vingskalets stabilitet. Förhållandena
avviker betydligt från dem vid konventionella tunnskaliga
konstruktioner, för vilka veckning av plåtskalet tillåts och
huvuddelen av belastningen bärs av bakflänsar och stringer.
Vid tjockskalkonstruktioner måste plåten bära huvuddelen
av skjuv- och tryckpåkänningarna och bristande stabilitet
hos skalet orsakar vid denna anordning ett plötsligt och
katastrofalt brott på konstruktionen.
Då betydande aerodynamisk upphettning uppstår vid
relativt låg flyghöjd i framtidens flygplan med hög hastighet,
måste man ta hänsyn till temperatur och tid i
jämviktsekvationerna för skalen. Temperatureffekten kommer att
tillsammans med aeroelasticiteten ge ett nytt fenomen,
"aerotermoelasticitet", som vållar konstruktören bekymmer.
Aerodynamik
Flygning vid ljud-, överljud- och ultraöverljudhastigheter
kommer att tvinga konstruktörerna till en ändring av sitt
tänkande. De härvid uppstående problemen kan nämligen
icke lösas enligt de konventionella metoder, som har
kunnat användas vid hastigheter under ljudets. I
ljudvalls-området är fenomenen i stor utsträckning tidsberoende,
och luftflödets stabilitet visar ingen ordnad ändring. Detta
antyder, att dess ändringar med Mach-talet är
slumpartade. Ingenjören bör därför förlika sig med användningen
av bandvärden och uppge tanken på exakta bestämningar.
Statistiska medeltal måste användas vid analys av
ljud-vallsfenomen, därför att de sammanhänger med
slumpartade rörelser. Osäkerhetsgraden beror i stor utsträckning
på begynnelseförhållandena vid ett givet Machtal. Om t.ex.
ett plan flyger vågrätt med ett Mach-tal på 0,80 och
accelereras till 0,95, kommer föraren att erfara vissa reaktioner,
när han uppnår sluthastighet. Om emellertid
hastighetsökningen sker genom dykning från Mach-talet 0,80,
behöver föraren icke nödvändigt reagera på samma sätt, när
han når Mach-talet 0,95.
Begreppen slump och osäkerhet är icke nya inom andra
vetenskaper. Nutidens fysiker behandlar de flesta
problemen inom den kinetiska gasteorin och atomfysiken med
hjälp av statistisk fördelning och sannolikhet. Han har
uppgivit försöken att ånge storheter exakt.
Aerodyna-mikern bör nu tillämpa samma tänkesätt.
överljudproblem
Det börjar uppstå problem, vid vilka flygingenjören ej
längre kan förutsätta, att luften är ett kontinuum. Orsaken
härtill är, att ultrahöga hastigheter uppnås på mycket stora
höjder, där molekylernas fria väglängd är märkbar i
förhållande till den flygande kroppens dimensioner. De
aerodynamiska lagarna kan i framtiden ej användas i sin
nuvarande form vid konstruktion av kroppar med höga
hastigheter; detta gäller särskilt robotar. Det är av största
vikt, att nutidens flygingenjörer inser, att de måste skaffa
sig vetskap om en del av fysikernas arbete för att kunna
följa med i utvecklingen.
Sådana avsnitt som teorin för förtunnade gaser, statistisk
termodynamik och molekylstruktur bör studeras, ty dessa
ämnen måste behärskas för att nå t.ex. en vettig lösning
vid konstruktion av vindtunnlar för överljudshastigheter.
Då tunneltrycket närmar sig fullständigt vakuum, är gasen
nämligen starkt förtunnad, och de vanliga termodynamiska
lagarna gäller därför ej. En mer kritisk analys av
stöt-vågor fordras också. Dessas tjocklek är mycket liten — av
samma storleksordning som molekylernas fria väglängd.
Då alltså intermolekylära avstånd får betydelse, gäller icke
de konventionella termodynamiska lagarna. Ändringar av
svängningstillstånd behöver ändlig tid för att uppnå
statistisk jämvikt, och man måste ta hänsyn härtill i
energiekvationer vid beräkning av ändringar i tryck, täthet och
entropi. Detta har i allmänhet icke skett hittills.
Dessa avvikelser från konventionella förfaringssätt
antyder i någon mån, hur svårigheterna inom aerodynamiken
vuxit i storlek. Nya konstruktioner kommer att fordra
större kunskaper i tillämpad vetenskap. Flygteknik är icke
längre en specialgren. N-P Thelander — SHl
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
