Википедија

F-15 AKTIV

F-15 AKTIV je avion demonstrator nove tehnologije, a nastao je sa modifikacijom F-15B igl. Namena mu je istraživanje efekata upravljanja vektorom potiska motora, u kombinaciji celoobrtnog horizontalnog repa i „kanara“, u funkciji poboljšanja upravljivosti aviona (engl. Maneuver Technology Demonstrator). Ovaj eksperimentalni program se odvijao od 1993. do 2009. godine. Za ovu namenu, korišćen je prvi proizvedeni dvosed, a šesti u lancu serijske proizvodnje F-15 igl, koji se već ranije koristio i za program F-15S/MTD. Vremenski je najduže ostao u letnom stanju i u upotrebi, od svih ostalih, iz ove porodice aviona. Korišćen je i za eksperimentisanje, pri razvoju varijanti F-15E Strajk igl i F-15 IFCS („inteligentni sistem komandi leta“). Zadatak F-15 АКТИВ, vodio se u NASA pod № 837. Ovaj avion, registrovan kod vojske pod № 71-0290, konačno je „penzionisan“ 2009. godine.[1][2][3]

F-15 AKTIV
F-15 AKTIV
Opšte
Dimenzije
Masa
Pogon
Performanse
Povučen iz upotrebe15. avgust 1991.
Broj primeraka1
Dužina19,42
Razmah krila13
Visina5,64
Površina krila58,5
Prazan15 876
Normalna poletna21 319
Turbo-mlazni motor2× Prat end Vitni F100-PW-229 Dvoprotočni turbomlazni motor
Potisak TMM104 / 129 kN
Maks. brzina na Hopt2 645 km/h
Plafon leta18 288 m
Silueta F-15 AKTIV u planu.

Projektovanje i razvoj uredi

Istraživački zadatak u okviru centra NASA pod № 837, odvijao se na avionu F-15B, posebno dograđenom i modifikovanom za funkcije prema definiciji istraživanja. Američka vojska je dodelila ovaj avion (sa serijskim № 71-0290) instituciji NASA i na njemu je već bio završen program istraživanja upravljanja sa vektorom potiska, pomoću dvodimenzionih mlaznica, za skraćenje staza poletanja i sletanja. To je realizovano u okviru projekta F-15S/MTD. Avion je značajno izmenjen i nije uporediv sa serijskim standardadom F-15 igl. Izabran je da bude osnova za program istraživanja „aktivnog upravljanja“, zbog posedovane fleksibilnosti, zbog jedinstvenog viška snage, digitalnih električnih komandi leta i pogodnosti dalje nadogradnje sa novim sistemima.

Komandne površine ispred krila („kanar“) već su bile ugrađene, u okviru programa F-15S/MTD, međutim za ovaj F-15 АКТИВ su ugrađene nove, sa većom površinom. Zbog racionalnosti, izabrane su površine horizontalnog repa od aviona F/A-18 Hornet i podešene za funkciju „kanara“, u ovome programu. Obezbeđena je i mogućnost njihovog diferencijalnog otklanjanja, tako da su služile za upravljanje oko poprečne ose (propinjanje) i oko uzdužne (valjanje).

Četvorostruki digitalni računar komandi leta je mozak i srce električnog sistema komandi leta, na ovom avionu. Ovaj sistem prenosi četiri paralelna signala, od pilotovih komandi avionom, zajedno sa drugim podacima o komponentama vektora stanja leta, kao što su brzina, nadmorska visina, napadni ugao, ugao klizanja, ugao valjanja i komponente ubrzanja. Koristeći ove informacije, računar sračunava optimalni komandni signal za postizanje najpribližnije performanse, onoj koju trenutno želi pilot. Proces obrade u računaru je prema zadatom softveru, u koji su ugrađeni projektni zakoni upravljanja.

Dvokanalni računar za upravljanje sa izduvnim mlaznicama, namenjen za regulaciju promene pravca vektora potiska, u skladu sa zakonima upravljanja u računaru komandi leta, održava postavljena ograničenja sa anvelopom leta.

Trokanalni računar za nadgledanje svih sistema za upravljanje avionom i postavljenih zakona upravljanja i njihovog istraživanja. Služi kao čuvar pouzdanosti aviona, tokom ispitivanja u letu.

Automatska regulacija dovoda vazduha u motore, kroz usisnike promenljivog ulaza (promenljive geometrije). Ovu regulaciju vode računari, sa određivanjem optimalne konfiguracije za napajanje motora sa vazduhom, tokom promene režima leta aviona, sa kriterijumom za dobijanje maksimalnih performansi, u izmenjenim uslovima.

|

 
Dograđeni i modifikovani sistemi za funkcije F-15 AKTIV
 
F-15 AKTIV u letu 1. avgust 1997. godine.
 
F-15 AKTIV u letu 3. mart 2003. godine.

Za dva člana posade, zadržana je kabina iz prethodnog programa F-15S/MTD, koja je razvijena prema potrebama varijante F-15E Strajk igl, sa višenamenskim prikazivačima za oba pilota.

Primenjena su dva motora Prat end Vitni F100-PW-229, koji se koriste i na F-15E Strajk igl. Ukupni statički potisak pogona je 104 / 129 kN (bez / sa dopunskim sagorevanjem). Ovi motori, opremljeni su sa poboljšanim digitalnim elektronskim sistemom za regulaciju (IDEEC).

Ugrađene su mlaznice, koje se mogu zakretati, u bilo kom pravcu, do 20°, a na taj način obezbeđuju promenu pravca vektora potiska. Ove su mlaznice postavljene na osnove izlaza iz motora Prat end Vitni F100-PW-229, kao i standardne i samo su neznatno veće mase od njih. Sa ovakvim generisanjem komponenti vektora potiska ostvaruje se veliki moment propinjanja i skretanja, za željeni manevar aviona. Iz tih razloga, ova funkcija je integrisana u sistem komandi leta aviona.

Pre ovoga zadatka postojala su određena iskustva u domenu tehnologije upravljanja sa vektorom potiska aviona. Inženjeri su već rešavali problem pokretnih mlaznica, na motorima integrisanim na avionima F/A-18 Hornet, X-31 i HiMAT. Tada je tek nastupio program sa F-15 za razne složenije funkcije, okviru čega je jedan segment i F-15 AKTIV. Projekat F-15 AKTIV, podržan je sa revolucionarnim skokom svemirske tehnologije i aero-nautike, što je i stub istraživanja u centru NASA. Napravljen je dodatni napor za aplikaciju te tehnologije na konkretnom avionu, za to su bili potrebni revolucionarni prilazi i načini za projekat i izgradnju, a to stečeno iskustvo značajno smanjuje vreme za razvoj sledeće generacije aviona, procenjuje se na pola.[2][3][4][5]

Specijalni tehnološki zahtevi i funkcije F-15 AKTIV uredi

Stabilnost rada motora uredi

Ovaj eksperiment, programiran je i vođen je u odgovornosti istraživačkog centra NASA, pred kojim je bio jedan od najtežih zadataka da razviju kompjuterizovani sistem upravljanja sa motorom, sa postavljenim strogim kriterijumima. Zahtev je bio za sistem, da brzo odgovora na nagle promene nivoa napajanja motora, sa ulaznim vazduhom usled izmene turbulencije, sa naglim promenama režima leta i da se tako obezbedi stabilnost funkcije kompresora i motora u celini. Drugojačije rečeno, traženo je da ukupni dinamički sistem pogona ima brz odgovor na svaku izmenu uslova, odnosno da „vremenska konstanta“ celog sistema bude mala. Projektovan je računarski sistem sa procesorom velike brzine, za prijem i obradu podataka iz senzora, o protoku vazduha. Tako, da brzi komandni signali stižu iz računara na regulator rada motora, tako da je isti na vreme adaptiran na izmene uslova u napajanju sa vazduhom, zbog promene nivoa turbulencije. Upravljački sistem je poboljšao
stabilnost rada motora i kada je ulaz vazduha značajno povećan, a održane su performanse motora kao da je protok vazduha

 
Prikaz trodimenzionalnih pokretnih mlaznica na avionu F-15 AKTIV.

ujednačen. Napravljeno je oko desetak letova, u leto 1997. godine, za proveru ovog koncepta upravljanja sa motorom, odnosno regulacije rada celog sistema pogona.[4]

Istraživanje nivoa akustike, na velikim brzinama leta uredi

Pošto položaj pravca vektora potiska odnosno vektora brzine isticanja gasova iz motora utiču na promenu nivoa buke, ispitivani su u NASA i ovi uticaji. Promena položaja mlaznice menja položaj i odnos oblasti isticanja gasova, pa pravi i razliku u geometrijskom prostoru isticanja oko izlaza. Vršena su istraživanja u jesen 1997. godine, u cilju određivanja zakonitosti za smanjenje buke motora u toku leta aviona. Ova ispitivanja su vršena na velikim brzinama leta, fokusirano na utvrđivanje podataka o buci, koji se mogu primeniti za njeno smanjenje tokom poletanja i sletanja u civilnom saobraćaju sa brzim avionima, u cilju dobijanja kriterijuma za projektne zahteve, za drugu generaciju američkih nadzvučnih putničkih aviona. Sa potpunim širenjem mlaznice, buka koju su stvarali topli izduvni gasovi, sa njihovim ulaskom u okolni hladniji vazduh, smanjena je. Istraživanje je obuhvatilo merenje buke u letu precizno sa 30 mikrofona, postavljenih u linijskom nizu, dužine preko jednog kilometra.[4]


Inteligentni sistem komandi leta uredi

Nakon istraživanja akustike, na avion F-15 AKTIV je integrisan inteligentni sistem komandi leta, što je bio primarni istraživački zadatak u 1999. godini, u centru NASA. Ovaj projekat je osnovan od strane NASA da se promoviše potencijalni revolucionarni tehnološki proboj u komandama leta aviona, što bi moglo efikasno optimizirati performanse aviona u normalnim i u posebnim režimima i uslovima leta. Cilj projekta bio je da nastavi sa razvojem adaptivnih sistema i otpornih na greške sistema za upravljanje sa letom i da se dođe do rešenja visoke pouzdanosti za bezbednost i preživljavanje za civilne i vojne avione.[a]

U sistemu komandi leta, integrisane su neuronske mreže kao inovatorska tehnologija sa upravljačkim algoritmima, sa logičkom identifikujom i reakcijom na promene karakteristika stabilnosti i upravljivosti aviona, i za brzu adaptaciju, u cilju održanja najbolje moguće performanse u toku leta, u svima uslovima. Softver adaptivne neuronske mreže, zasniva se na novim karakteristikama i oblicima leta, ugrađenim da se odvijaju u realnom vremenu, što pomaže pilotu da održi ili povrati upravljanje avionom i spreči potencijalne katastrofalne posledice.[b][4]

 
Uzdužno upravljanje i po pravcu, sa principom promene pravca vektora potiska i sa aerodinamičkim klasičnim načinom.

Karakteristike uredi

Opšte uredi

 
  • Proizvodnja: Makdonel Daglas, 1972-1973. godine.
  • Vojna registracija: № 71-0290
  • NASA registracija: № 837
  • Učešće NASA: Integracija komandi leta/istraživanje pogona/istraživanje eksperimentalnih metoda
  • Posada= dva
  • Spoljna nosivost= 7 112 kg
  • Dužina= 19,42 m
  • Razmah krila= 13 m
  • Visina= 5,64 m
  • Površina krila= 56,5 m²
  • Masa praznog= 15 876 kg
  • Poleta masa= 21 319 kg
  • Kapacitet goriva= 5 225 kg
  • Razmah horizontalnog repa= 8,60 m
  • Razmah kanara= 7,80 m
  • Motor =Prat end Vitni F100-PW-229
  • Tip= Dvoprotočni turbomlazni motor sa pokretnim mlaznicama za 20°, u svima pravcima.
  • Broj motora= 2
  • Bazni potisak= 104 kN
  • Potisak sa dopunskim sagorevanjem= 129 kN

Performanse uredi

  • Maksimalni Mahov broj= 2,5
  • Maksimalna brzina= 2 645 km/h
  • Plafon= 18 288 m

Napomene uredi

  1. ^ Na osnovu dobijenih tehnoloških rešenja, standardizovani su sistemi sa visokom pouzdanošću, što je dokazano sa posebnim metodima ispitivanja na probnim stolovima. Za vojne avione, merodavan je propis MIL-F-9490, prema kome se zahteva nivo bezbednosti 100 h 10-10 otkaza na sat leta.[traži se izvor]
  2. ^ Izvori ne objavljuju istraživanja novih oblika („modova“) kretanja, koje omogućuje realizovana zajednička integracija horizontalnog repa, upravljanje sa vektorom potiska i „kanara“ na avionu F-15 AKTIV. To je na primer kretanje aviona, pri kome sa promenom režima leta, zadržava se konstantni ugao uzdužnog nagiba trupa itd. Ta nova tehnologija se u literaturi naziva upravljanje sa konfiguracijom aviona (engl. CONTROL CONFIGURED VEHICLES – CCV). Ta tehnologija, između mnogobrojnih, istraživana je i na eksperimentalnom avionu F-16 CCV, ali konfiguracija F-15 AKTIV, obezbeđivala je i dopunske mogućnosti eksperimentalnih istraživanja u toj oblasti.[6][7][8]

Vidi još uredi



Reference uredi

  1. ^ „{McDonnell Douglas F-15A}”. Nationalmuseum.af.mil. 27. 7. 1972. Arhivirano iz originala 31. 05. 2010. g. Pristupljeno 1. 11. 2012. 
  2. ^ a b „{Aircraft Description}”. Nasa.gov. 1. 3. 2008. Pristupljeno 1. 11. 2012. 
  3. ^ a b „{F-15 ACTIVE (Advanced Control Technology for Integrated Vehicles) NASA # 837}”. Nasa.gov. 3. 11. 2009. Pristupljeno 1. 11. 2012. 
  4. ^ a b v g „NASA istraživanja”. Nasa.gov. Arhivirano iz originala 23. 10. 2012. g. Pristupljeno 1. 11. 2012. 
  5. ^ „{Jane′s}”. Articles.janes.com. 17. 7. 1995. Pristupljeno 1. 11. 2012. 
  6. ^ „{Control Configured Vehicles}” (PDF). Pristupljeno 1. 11. 2012. 
  7. ^ „F-16/CCV”. Pristupljeno 27. 9. 2010. 
  8. ^ „General Dynamics YF-16/CCV”. Arhivirano iz originala 20. 01. 2009. g. Pristupljeno 27. 9. 2010. 

Sponjne veze uredi


Spoljašnje veze uredi

 
F-15 AKTIV na Vikimedijinoj ostavi.
Preuzeto iz „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=F-15_АКТИВ&oldid=27748440”