Λύσεις — Ενότητα 2.10: Αναστροφή Ώσης (σελ. 380) – ΚΙΝΗΤΗΡΕΣ ΑΕΡΟΣΚΑΦΩΝ Ι Γ΄ ΕΠΑΛ

Λύσεις — Ενότητα 2.10: Αναστροφή Ώσης

Πέντε ερωτήσεις κατανόησης για την αναστροφή ώσης: τις μεθόδους ανακοπής πορείας του αεροσκάφους μετά την προσγείωση, τον μηχανισμό λειτουργίας του αναστροφέα ώσης, τους τύπους αναστροφέων ώσης (πριν/μετά την εξαγωγή, 2 ή 4 θυρών), τους πλέον δοκιμασμένους αναστροφείς σε στροβιλοανεμιστήρες, και την επίδρασή τους στη ζωή ελαστικών και φρένων.

Μέθοδοι ανακοπής πορείας αεροσκάφους

Ερώτηση: Αναφέρετε τις μεθόδους ανακοπής πορείας του αεροσκάφους.

Απάντηση:

• «Στα ελικοφόρα αεροσκάφη (με εμβολοφόρους, ή ελικοστρόβιλους κινητήρες), η ανακοπή της πορείας επιτυγχάνεται με την αναστροφή του βήματος (pitch) του έλικα. Μία από τις μεθόδους ανακοπής της πορείας του αεροσκάφους, μετά την προσγείωσή του είναι η χρήση "αλεξιπτώτου προσγείωσης" (parabrake)... Μία άλλη μέθοδος ανακοπής είναι τα άγκιστρα επιβράδυνσης (arresting hooks)... Ο ευρύτερα διαδεδομένος τρόπος για την ταχεία επιβράδυνση του αεροσκάφους, μετά την προσγείωσή του, είναι η χρήση αναστροφέων ώσης (thrust reversers).»

Σύνοψη: Οι μέθοδοι ανακοπής της πορείας του αεροσκάφους μετά την προσγείωση είναι: (1) η αναστροφή του βήματος (pitch) του έλικα, στα ελικοφόρα αεροσκάφη (με εμβολοφόρους ή ελικοστρόβιλους κινητήρες)· (2) το «αλεξίπτωτο προσγείωσης» (parabrake), που χρησιμοποιείται σε ορισμένα πολεμικά αεροσκάφη αλλά έχει μειονεκτήματα (πρόωρη ή καθόλου ενεργοποίηση, ανάγκη περισυλλογής/επιδιόρθωσης ή αντικατάστασης μετά από κάθε χρήση, και πλήρη έλλειψη ελέγχου από τον χειριστή μετά το άνοιγμά του)· (3) τα άγκιστρα επιβράδυνσης (arresting hooks), που χρησιμοποιούνται κυρίως σε αεροπλανοφόρα ή στρατιωτικές βάσεις για τον περιορισμό του απαραίτητου μήκους του διαδρόμου προσγείωσης· και (4) οι αναστροφείς ώσης (thrust reversers), ο ευρύτερα διαδεδομένος τρόπος ταχείας επιβράδυνσης, ιδίως σε σύγχρονα, μεγάλα αεροσκάφη όπου τα φρένα των τροχών δεν επαρκούν, κυρίως σε βρεγμένους ή παγωμένους διαδρόμους.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Οι 4 μέθοδοι: αναστροφή βήματος έλικα, αλεξίπτωτο προσγείωσης (parabrake), άγκιστρα επιβράδυνσης (arresting hooks), αναστροφείς ώσης (thrust reversers)

Μηχανισμός λειτουργίας αναστροφέα ώσης

Ερώτηση: Ποιος είναι ο μηχανισμός λειτουργίας του αναστροφέα ώσης;

Απάντηση:

• «Η αρχή λειτουργίας των αναστροφέων ώσης βασίζεται στην αναστροφή της επίδρασης της παραγόμενης από τον κινητήρα ώσης, στη λειτουργία του αεροπλάνου: Ο αναστροφέας ώσης παρέχει μέρος της ενέργειας που απαιτείται για το φρενάρισμα του αεροσκάφους, μετατρέποντας την προωθητική ώση σε ώση φρεναρίσματος. Κατά τη διάρκεια της τροχιοδρόμησης στην προσγείωση, ο αναστροφέας εγκλωβίζει και μεταβάλλει την κατεύθυνση της ροής των θερμών καυσαερίων, μέσω συνήθως της ανάπτυξης κάποιου στερεού εμποδίου.»

Σύνοψη: (ενδεικτική) Ο μηχανισμός λειτουργίας του αναστροφέα ώσης βασίζεται στην αναστροφή της επίδρασης της ώσης του κινητήρα: αντί να προωθεί το αεροσκάφος εμπρός, ο αναστροφέας μετατρέπει την προωθητική ώση σε ώση φρεναρίσματος, παρέχοντας μέρος της ενέργειας που απαιτείται για το φρενάρισμα του αεροσκάφους. Κατά την τροχιοδρόμηση στην προσγείωση, ο αναστροφέας «κλείνει» την εξαγωγή των καυσαερίων, εγκλωβίζοντας τη ροή τους και μεταβάλλοντας την κατεύθυνσή της (συνήθως μέσω ανάπτυξης στερεού εμποδίου, θυρών ή πτερυγίων), ώστε τα καυσαέρια να κατευθυνθούν προς το εμπρόσθιο τμήμα της ατράκτου· έτσι δημιουργείται μια «δύναμη φρεναρίσματος» που βοηθά σημαντικά στην ταχεία επιβράδυνση του αεροσκάφους.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Βασική αρχή: μετατροπή προωθητικής ώσης σε ώση φρεναρίσματος, με εγκλωβισμό και εκτροπή της ροής καυσαερίων προς τα εμπρός

Τύποι αναστροφέων ώσης

Ερώτηση: Ποιοι είναι οι τύποι των αναστροφέων ώσης;

Απάντηση:

• «Διακρίνουμε τους αναστροφείς ώσης με 2 θύρες και αυτούς με 4 θύρες... οι αναστροφείς ώσεις μπορούν να κατηγοριοποιηθούν σε δύο κύριες κατηγορίες: (i) Οι αναστροφείς οι οποίοι ανακόπτουν την ροή του ρεύματος αέρα παράκαμψης πριν την εξαγωγή (pre-exit thrust reversers)... (ii) Οι αναστροφείς οι οποίοι ανακόπτουν την ροή των καυσαερίων μετά την εξαγωγή...»

Σύνοψη: Ανάλογα με τον αριθμό των θυρών, διακρίνονται αναστροφείς ώσης με 2 θύρες και με 4 θύρες. Ανάλογα με τα κατασκευαστικά τους χαρακτηριστικά, κατηγοριοποιούνται σε δύο κύριες κατηγορίες: (i) αναστροφείς που ανακόπτουν τη ροή του αέρα παράκαμψης πριν την εξαγωγή (pre-exit thrust reversers), με εκτροπή του ρεύματος αέρα παράκαμψης προς τα εμπρός μέσω θυρών ή/και πτερυγίων (turning vanes, delector doors) — οι πλέον δοκιμασμένοι και χρησιμοποιούμενοι αναστροφείς σε στροβιλοανεμιστήρες· και (ii) αναστροφείς που ανακόπτουν τη ροή των καυσαερίων μετά την εξαγωγή (post-exit thrust reversers), με τοποθέτηση εκτροπέα στη ροή των καυσαερίων, η οποία μπορεί να εκτραπεί οριζόντια ή κατακόρυφα, ανάλογα με τη θέση του κινητήρα στο σκάφος.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Δύο κύριες κατηγορίες: (i) pre-exit thrust reversers (πριν την εξαγωγή), (ii) post-exit thrust reversers (μετά την εξαγωγή)· επίσης διάκριση σε τύπους 2 θυρών και 4 θυρών

Πλέον δοκιμασμένοι αναστροφείς ώσης

Ερώτηση: Ποιοι είναι οι πλέον δοκιμασμένοι και χρησιμοποιούμενοι αναστροφείς ώσης;

Απάντηση:

• «Οι αναστροφείς οι οποίοι ανακόπτουν την ροή του ρεύματος αέρα παράκαμψης πριν την εξαγωγή (pre-exit thrust reversers)... Πρόκειται για τους πλέον δοκιμασμένους και χρησιμοποιούμενους αναστροφείς σε στροβιλοανεμιστήρες.»

Σύνοψη: Οι πλέον δοκιμασμένοι και χρησιμοποιούμενοι αναστροφείς ώσης είναι αυτοί που ανακόπτουν τη ροή του ρεύματος αέρα παράκαμψης πριν την εξαγωγή (pre-exit thrust reversers), οι οποίοι χρησιμοποιούνται κυρίως σε στροβιλοανεμιστήρες (turbofan) και λειτουργούν με εκτροπή του ρεύματος αέρα παράκαμψης προς τα εμπρός, μέσω ανάπτυξης θυρών ή/και πτερυγίων.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Οι pre-exit thrust reversers (ανακοπή ροής αέρα παράκαμψης πριν την εξαγωγή) — οι πλέον δοκιμασμένοι σε στροβιλοανεμιστήρες

Επίδραση αναστροφέων ώσης στη ζωή ελαστικών/φρένων

Ερώτηση: Η χρήση των αναστροφέων ώσης μειώνει τη ζωή των ελαστικών και των φρένων του αεροσκάφους. ΣΩΣΤΟ ❐ ΛΑΘΟΣ ❐

Απάντηση:

• «Θα πρέπει επίσης να σημειωθούν ορισμένα επιπλέον πλεονεκτήματα που προσφέρει η χρήση των αναστροφέων ώσης: ... Αύξηση της ζωής των ελαστικών και των φρένων.»

Σύνοψη: Λάθος. Η χρήση αναστροφέων ώσης δεν μειώνει, αλλά αυξάνει τη ζωή των ελαστικών και των φρένων του αεροσκάφους, καθώς μειώνεται η εξάρτηση από τα φρένα των τροχών για την επιβράδυνση κατά την προσγείωση.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Λάθος — οι αναστροφείς ώσης αυξάνουν (δεν μειώνουν) τη ζωή ελαστικών και φρένων, μαζί με μείωση μήκους διαδρόμου προσγείωσης και μείωση κατανάλωσης καυσίμου