45 saniyede neler yapabilirsiniz? 140 mil dikey burun dalışında olan iki uçak arasında paraşütle atlayabilir, kontrolü yeniden kazanabilir ve sonunda oldukça son sert duruştan kaçınabilir misiniz?
Red Bull Hava Kuvvetleri havacılık ekibinin en son ve muhtemelen dünyanın en çılgın başarısı olan Plane Swap’ın öncülü budur ve 45 saniye gerçekten pilotların yapması gereken süredir. Kulağa imkansız geliyor, bu yüzden Digital Trends konuştu Dr. Paulo Iscoldçabada kullanılacak uçağın değiştirilmesinden sorumlu mühendis, onu gerçeğe dönüştürmekle ilgili.
Hızlanmak değil yavaşlamak
“Bu oldukça zor bir meydan okuma,” dedi Dr. Iscold, gülmeye devam etmeden önce kulağa ciddi bir yetersizlik gibi gelen bir sesle konuştu. “Luke ne zaman [Aikins, the Red Bull Air Force pilot who came up with the Plane Swap concept] sorunu önüme koydum, ‘Burada ne işimiz var?’ dedim.
Iscold, bu tür bir projede tam olarak istediğiniz türden bir insandır. Sadece makine mühendisliği alanında doktora yapmakla kalmıyor, aynı zamanda 2001’den beri uçaklar tasarlıyor ve üretiyor. Konuşmamız sırasında, Uçak Değiştirme ve genel olarak havacılık konusundaki coşkusu kadar bariz uzmanlığı da ortaya çıktı. Ancak bu, daha önce yaptıklarından çok farklı.
“Geçmişimde yarış uçakları ve rekorlar kırılıyor, ancak bu tam tersi, nasıl olduğumuzla ilgili. yavaşlatmak uçak. Aerodinamik açıdan bakıldığında, bu bir meydan okumaydı. Büyük resmi gördüğünüzde, uçuş sırasında iki kişinin uçakları değiştirmesi ve bu çok korkutucu. Ama biz o büyük resmi görmüyoruz, oraya gitmemizi sağlayan küçük parçaları görüyoruz. Bu proje budur, bu çılgın şeyi çılgın olmamak için böyle yaparsınız.”
Tüm bu küçük parçalar arasında öne çıkan iki temel mühendislik zorluğu vardır: özel bir hız freninin geliştirilmesi ve takılması ve özel bir otomatik pilot sistemi. Konuşmamız sırasında keşfettiğimiz bu yönlerdi.
Hız freni yapmak
“İlk konuştuğumuzda hız freninin elimizdekilerden çok daha küçük olacağını düşünmüştüm ve kanatta bir planör gibi olacağını düşünmüştüm,” diye açıkladı Iscold, gülümsemeden önce, “Muhtemelen bu yüzden yapalım dedim. çünkü basit olacağını düşündüm, sonra öyle olmadığını öğrendim!”
Kullanılan uçak iki Cessna 182’dir ve hız freni, uçakların kontrollü bir burun dalışına sahip olması için, sadece 140 mil / saat hedef hızını korumak için değil, aynı zamanda stabilite için de gereklidir. Hız ve hava frenlerinin havacılıkta yaygın olarak kullanılmasına rağmen, uçak gemilerine inen uçaklardan, iniş sırasında bir SpaceX roketinin yanına kadar, burası keşfedilmemiş bir bölge.
“En az beş kat daha büyük [than what I thought it would need to be],” açıkladı. “Kanatların üzerinde 4 fit x 12 inç olacağını düşündüm ve şimdi 6 fit x 5 fit ve uçağın göbeğinde. İniş takımına ve gövdenin önündeki bir başka sert noktaya bağlı ve çalışmak için hidrolik aktüatörler kullanıyor.”
Uçağa eklenen büyük bir ek parça olmasına rağmen, gövdeye ustalıkla entegre edilmiştir. “Uçakta çok temiz bir değişiklik, iniş takımı normal çalışıyor ve herhangi bir delik açmamıza veya delmemize gerek yok. Sadece bir montaj noktasıyla ona kenetleniyor ve 30 dakika içinde tüm bölüm çıkarılabilir ve uçak standart haline geri dönebilir.”
F1 teknolojisi
Uçağın dibine dev bir düz yapı yerleştirmek birkaç ek zorluk yarattı. Iscold, hız frenine havanın geçmesine izin veren ve stabiliteyi tehdit eden girdapları kıran delikler ekleyerek çarpma sorununu çözdü, ancak beklenmedik bir sorun biraz daha fazla çalışma gerektirdi. Hız freninin aslında dört parçadan oluştuğunu ve ilk uçuş testlerinde kaç bölüm kullanılırsa kullanılsın uçağın 70 derecelik bir dalışı geçemeyeceğini ve 90 derece olması gerektiğini anlattı.
Iscold, “Daha fazla test uçuşu ve simülasyonla bile neler olup bittiğini anlamak biraz zaman aldı” dedi. Ekip sonunda çok önemli bir keşif yaptı. “Hız freninin hemen arkasında bir alçak basınç alanı var ve bu, hava akışının dönüşünü sağlıyor. Uçağın kuyruğu o akışta ve bu da uçağı yukarı kalkmaya zorluyordu. İkisi birbiriyle kavga ediyordu.”
Çözümün basit olduğu ortaya çıktı (eğer bir makine mühendisiyseniz): “Gövde ile hız freni arasında bir boşluk yarattık, böylece hava içinden akıyor ve bu hava jeti kuyruğu hava akışından koruyor fren tarafından yaratıldı.”
Iscold bunu, Sürükleme Azaltma Sistemi (DRS) arka kanadın bir bölümünün sürtünmeyi azaltmak için kaldırıldığı modern bir Formula 1 otomobilinde çalışıyor. Bir F1 otomobilinde en yüksek hızı artırır, ancak Plane Swap uçaklarında bu, 90 derecelik bir burun dalışının güvenli ve güvenilir bir şekilde gerçekleştirilebileceği anlamına gelir.
Bir roketten otomatik pilot
Hız freni, Plane Swap’ı bir meydan okuma yapan şeyin sadece bir parçasıdır. Her uçak bir süre gözetimsiz bırakılacağından, otomatik pilotun devralması gerekir. Normalde, bir uçaktaki otomatik pilot, uçağı düz tutmakla ilgilenir, ancak Plane Swap için bunun tersini yapmalı ve dikey bir burun dalışı sağlamalıdır. Iscold, normal bir otopilotun uygun olmadığını, çünkü bu 90 derecelik dalışta tüm olağan referans noktalarının anlamsız hale geldiğini açıkladı. Çözüm? “90 derecede çalıştıkları için roketlerin kullandığı sisteme gittik.”
Sistem seçildikten sonra, planın başarılı olması için gereken sıkı toleranslar ve aşırı hassasiyet, ilgili nesnelerin hız ve boyutundaki farklılıklardan başlayarak üzerinde çalışılmalıydı. “Skydivers dikey olarak düşüyor ve biraz ileri ve yana doğru hareket edebiliyor, ama fazla değil. Saatte yaklaşık 10 mil. Ayrıca rüzgara maruz kalırlar ve onunla birlikte hareket ederler. Bununla birlikte, 140 mil / saat hızla aşağı inen bir uçakta, açıyı sadece dört derece değiştirirseniz, bu zaten yatayda 10 mil / saat olur. Rüzgar paraşütçüye çarptığında yüzey seviyesi küçüktür, ancak uçağın kanadına çarptığında bir yelken gibidir. Tüm bunlar, uçağın yörüngesini paraşütçüler için yeterince kararlı hale getirmek için otopilotun her zaman üç derecelik bir eğim içinde olması gerektiği anlamına geliyor.”
Bu noktada, tüm bunlarla başa çıkmak zorunda olan iki uçak ve iki paraşütçü olduğunu hatırlamak da önemlidir. Iscold, “Bir oluşum uçuşumuz var ve her iki uçağın birlikte uçması gerekiyor, bu nedenle doğal çözümün iki uçağı senkronize etmek olduğunu düşünebilirsiniz” dedi. “Bunu yapmıyoruz. Bağımsızlar. Onları aynı şekilde davranmaları için ayarlıyoruz ve biz dalışı yaparken otomatik pilot sahayı ve yönü doğru tutmak için çalışıyor. Birbirlerine çarpmalarını önlemek için farklı bir yola birkaç derece dalıyorlar, ancak bunu çıplak gözle göremezsiniz.”
Beklenmeyen komplikasyonlar
Plane Swap çığır açan bir girişim olduğu için, uçak tasarımı için bir plan veya izlenecek yerleşik yönergeler yoktur ve bu, çözülmesi gereken her zaman beklenmeyen sorunlar olduğu anlamına gelir. Konuştuğumuz gün Dr. Iscold, ekip diğerinden farklı davranan bir uçakla mücadele ediyordu. Her iki uçak da temelde aynı olduğu için sürpriz oldu.
“Mavi uçak yere bir ok gibi dümdüz dalıyor. Mükemmel. Gümüş uçak bir kabus ve asla doğru şekilde takip etmiyor,” diye açıkladı Iscold, kuyruktaki küçük bir fark dışında her iki uçağın da tamamen aynı olduğunu da sözlerine ekledi.
“Mavi uçağı kopyalamak için bazı şeyleri değiştirmeye çalıştık ama faydası olmadı” diye devam etti. “Takım hız freninin boyutunu değiştirdi ve onu biraz küçülttüğümüzde uçağın daha dengeli hale geldiğini fark ettik. Ne yazık ki bu, uçağın daha hızlı gitmesini sağlıyor ve paraşütçüler için daha da zorlaşıyor.”
Daha fazla inceleme ile Iscold sorunu buldu. “Bir uçağın ağırlık merkezinin biraz farklı olduğunu biliyorduk ve dikey olduğunuzda hız freni bir paraşüt gibidir ve ağırlık merkezinin paraşütün arkasında olmasını istersiniz, eğer yukarıdaysa sabit değildir. Yani bununla oynuyoruz ve bu bir fark yaratıyor. Bunu söylediğimde çok açık ama proje çok büyük ve karmaşık olduğu için izini kaybettik.”
İlk inşa edilen gümüş uçaktı, daha sonra mavi uçak aynı olacak şekilde geliştirildi. Ağırlık merkezi ile ilgili problemler gibi problemleri saptamak zordur, özellikle uçuş testleri lojistik olarak karmaşık olduğunda, paraşütle atlama ve test ekipmanı ile birlikte her zaman yeterince büyük bir havaalanı gerekli olduğundan ve bir şeyler ters giderse, bunun anlamı şu olabilir: uçak kaybetmek. Sorunları çözmek zaman alır ve Iscold, her şeyi doğru yapmak için istikrarlı, adım adım bir yaklaşım gerektiğini söyledi.
45 saniye başarı
Şimdi görevin karmaşıklığı açık, hava dalışçılarının bir uçaktan diğerine atlayıp kontrolü geri aldıkları 45 saniyelik zaman dilimine geri dönelim.
“Kurtarmaya ilk dalış arasında 45 saniyemiz var,” dedi Dr. Iscold bize söyledi, ama gerçekte, onu kırdığınızda bu süre daha da kısalıyor. Paraşütçülerin dışarı çıkmadan önce tüm düğmeleri ve kolları çalıştırması gerekiyor. [of the plane], yaklaşık beş saniye kaybedecekleri zaman ve iyileşmede 10 saniyeye ihtiyaçları var ”diye devam etti. “Yani, geçişi yapmak için 30 saniyeleri var.”
Yani, hızla alçalan iki uçak arasında paraşütle atlama aslında sadece 30 saniye. Ancak, bu kulağa çok kısa gelse de, Dr. Iscold endişeli değil. “Şimdi [that] bazı test uçuşları yaptık, bol zaman olduğunu söyleyebilirim. İlkini kaçırırlarsa, ikinci bir deneme için yeterli zamanları olacak.”
Akıllı mühendislik ve bir uçakla mümkün olanın sınırlarını zorlama tutkusu, 45 saniyenin, en azından bu heyecan verici başarıya imza atan iki cesur paraşütçü için bir anda bol gibi görünmesine neden oldu.
Doktorun sonucunu görebileceksiniz. Iscold ve ekibinin sıkı çalışması, Red Bull Uçak Takas 24 Nisan Pazar günü gerçekleşecek. Yalnızca şu adreste canlı yayınlanacak: hulu ABD’de saat 19.00 ET veya 16.00 PT’de ve Red Bull TV küresel olarak aynı anda.