Przejdź do zawartości

Ciąg wektorowany

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Wieloosiowe wektorowanie ciągu silnika za pomocą zmiany kształtu dyszy.
Lotki sterujące ciągiem na dyszy rakietowego pocisku V-2.
Moment siły (torque) wytwarzany zależnie od wychylenie dyszy silnika.
Animacja ruchu rakiety podczas zmiany wektora ciągu poprzez poruszanie całą dyszą.

Ciąg wektorowany – rozwiązanie konstrukcyjne pozwalające na zmianę (w pewnym zakresie) kierunku wektora siły ciągu silnika odrzutowego, rakietowego lub wirników nośnych względem własnej osi podłużnej. Umożliwia to sterowanie lub stabilizowanie lotu rakiety[1][2][3].

Kierowanie wektorem ciągu uzyskuje się na różne sposoby. Można tego dokonać na przykład przez poruszanie dyszą wylotową względem reszty silnika. Można również poruszać końcówką dyszy lub lotkami znajdującymi się na samej dyszy[1][2]. Podczas załogowych lotów na Księżyc, w programie Apollo, człon zniżania modułu księżycowego uzyskiwał zmianę wektora ciągu poprzez poruszanie całym silnikiem[4].

Statki powietrzne[edytuj | edytuj kod]

Rysunek samolotu z wirnikami ułożonymi tradycyjnie, pionowo oraz z wirnikami ułożonymi poziomo jak w helikopterach.
Obrót silnika V-22 Osprey.

Samoloty wyposażone w silniki z wektorowanym ciągiem odznaczają się podwyższoną manewrowością przez co mogą wykonywać figury akrobacyjne wymagające dużej zwrotności, jak np. tzw. „kobra”, mają też możliwość wykonywania skróconych lub całkowicie pionowych startów i lądowań (VTOL i STOL). Rozwiązanie to ma jednak również wady, wśród których na pierwszy plan wysuwają się trudności w kontroli wyposażonego w wektorowany ciąg samolotu, co wymaga najnowocześniejszych elektronicznych systemów kontroli aerodynamiki płatowca oraz wektora ciągu, o bardzo dużym stopniu niezawodności[potrzebny przypis].

Odmiana silników z wektorowanym ciągiem (Rolls-Royce Bristol Pegasus 101) używana jest w brytyjskim samolocie Harrier będącym pierwszym samolotem wyposażonym w to rozwiązanie. Wektorowanie ciągu polega w tym przypadku na obrocie całych dysz silnika (samolot posiada jeden silnik z kilkoma dyszami). Dzięki temu Harrier ma możliwość wykonywania lotu charakterystycznego dla śmigłowców: zawisu, przemieszczeń bocznych a także lotu do tyłu.

Innym przykładem statku powietrznego wykorzystującym ciąg wektorowany jest amerykański V-22 Osprey. Jest to statek powietrzny posiadający na końcach nieruchomych skrzydeł silniki, które mają możliwość wykonywania obrotu dookoła osi łączącej oba silniki.

Wektorowanie ciągu stosowane jest także w śmigłowcach i w tym przypadku jest związane ze specyfiką tych statków powietrznych. Wektorowanie ciągu uzyskuje się tu poprzez sterowanie skokiem okresowym łopat wirnika nośnego. Zmienny wektor ciągu został też po raz pierwszy zastosowany także w silnikach rakietowych – we wchodzącym w skład amerykańskiego systemu antybalistycznego Ballistic Missile Defense – pocisku Kinetic Energy Interceptor (KEI), w którym każdy z trzech stopni napędowych dysponuje własnym systemem wektorowania ciągu.

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  1. a b Piotr Durawa, Kacper Gromko, Bartosz Puchalski, Projekt układu sterowania ciągiem wektorowanym rakiety, „Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej”, 2022 (75), 2022, s. 19–22, DOI10.32016/1.75.03, ISSN 2353-1290 [dostęp 2024-07-16].
  2. a b NASA: Gimbaled Thrust Interactive. Glenn Research Center. [dostęp 2024-07-17]. (ang.).
  3. Vertical Take Off and Landing (VTOL) Aircraft with Vectored Thrust for Control and Continuously Variable Pitch Attitude in Hover (LAR-TOPS-283) [online], NASA [dostęp 2024-07-18] (ang.).
  4. LM 10 Handbook and Subsequent Volume 1. [w:] Main Propulsion Subsystem [on-line]. National Aeronautics and Space Administration. s. 252. [dostęp 2012-04-17]. (ang.).

Linki zewnętrzne[edytuj | edytuj kod]