هلیکوپترها چگونه شناور می شوند؟

مدیران انجمن: parse, javad123javad

ارسال پست
نمایه کاربر
rohamjpl

نام: Roham Hesami رهام حسامی

محل اقامت: فعلا تهران قیطریه بلوار کتابی 8 متری صبا City of Leicester Area of Leicestershire LE7

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 1852

سپاس: 3351

جنسیت:

تماس:

هلیکوپترها چگونه شناور می شوند؟

پست توسط rohamjpl »

How do helicopters hover

برای درک نحوه عملکرد یک هلیکوپتر (و در واقع مکانیک سایر هواپیماها) مفید است که با یک مفهوم کلیدی در فیزیک به نام قانون سوم حرکت نیوتن آشنا شوید. به طور کلی می گوید: «برای هر عمل، عکس العملی برابر و متضاد وجود دارد».
در اینجا یک آزمایش فکری ساده است. خود را با پوشیدن یک جفت اسکیت، ایستاده، توپ بسکتبال در دست تصور کنید. اکنون، توپ بسکتبال را با استفاده از یک پاس دو دستی از جلوی خود به بیرون پرتاب کنید (آن را به سینه خود بیاورید و جلوی خود فشار دهید). متوجه خواهید شد که روی اسکیت ها به سمت عقب حرکت می کنید. شما به همان سرعتی که توپ به سمت جلو حرکت می کند به عقب حرکت نخواهید کرد، زیرا جرم شما بیشتر از توپ است، اما حرکت خواهید کرد، زیرا نیرویی که توپ را به سمت جلو هل می دهید، نیرویی برابر ایجاد می کند که شما را به سمت جلو حرکت می دهد. جهت مخالف.
یک هلیکوپتر و در واقع اکثر هواپیماهای دارای قدرت، به همین ترتیب عمل می کنند. هنگامی که روتور هلیکوپتر در هوا حرکت می کند، هوا را از طریق ترکیبی از طراحی ایرفویل خود به سمت پایین می راند، که هنگام عبور از بالای روتور، هوا را به سمت پایین حرکت می دهد و نسبت به هوای ورودی که هلی کوپتر را فشار می دهد، نسبت به تیغه یک زاویه رو به بالا دارد. هوا با قسمت زیرین روتور. بر اساس قانون سوم نیوتن، نیرویی که هوا را به سمت پایین هل می دهد، نیرویی برابر و متضاد ایجاد می کند که روتور و هلیکوپتر متصل به آن را به سمت بالا می کشد.تصویر
برای شناور کردن، تنها چیزی که لازم است این است که این نیرو هلیکوپتر را به سمت بالا بکشد (شما می توانید آن را به عنوان "بالابر" یا "تراست" در نظر بگیرید) تا با نیروی گرانش روی هلیکوپتر، که وزن آن است، برابری کند. اگر این نیروها تعادل داشته باشند، هلیکوپتر در همان فاصله از زمین باقی می ماند. اگر وزن بیشتر از وزن باشد، به هوا بلند می شود، در حالی که اگر وزن آن بیشتر باشد، فرو می رود یا سقوط می کند.تصویر
اکنون، هواپیماهای معمولی باید در هوا به جلو حرکت کنند تا بال آنها جریان هوای مورد نیاز برای ایجاد بالابر را دریافت کند. یک هلیکوپتر، با چرخاندن بال خود، می‌تواند جریان هوا را روی سطح بالابر ایجاد کند، بدون اینکه کل هلیکوپتر به جلو حرکت کند (یا به عقب یا به پهلو). بنابراین، می تواند مستقیماً به هوا بلند شود و واقعاً روی یک نقطه از زمین شناور شود.
روتور دم هلیکوپتر برای مقابله با نیروی دیگری که توسط هلیکوپتر تولید می شود ضروری است. گشتاور گشتاور شبیه نیرو است - در واقع یک نیرو است - اما به جای یک خط مستقیم در جهت دایره ای تولید می شود. موتور هلیکوپتر از گشتاور برای چرخاندن روتور خود استفاده می کند. باز هم طبق قانون سوم نیوتن، اگر روتور هلیکوپتر توسط موتور در جهت عقربه های ساعت بچرخد، خود هلیکوپتر در خلاف جهت عقربه های ساعت شروع به چرخش می کند.
برای خنثی کردن این گشتاور، بیشتر هلیکوپترها دارای روتور دوم کوچکتر هستند که مانند هلیکوپتر بزرگ عمل می کند، اما نیروی رانش خود را به طرفین در جهت مخالف مسیری که بدنه هلیکوپتر می خواهد بچرخاند، هدایت می کند.
این روتور جانبی لزوماً نباید روی دم باشد، اما اگر روی انتهای یک بازوی اهرمی بلند باشد، مانند بوم دم هلیکوپتر، بهتر کار می کند. هر چه به شفت روتور اصلی نزدیکتر باشد، نیروی رانش بیشتری باید تولید کند تا بتواند گشتاور روتور اصلی را خنثی کند.
لازم نیست که در کنار دم باشد. بسیاری از طراحی های مدرن هلیکوپتر دارای روتور دم هستند که در داخل یک مجرای آیرودینامیکی در وسط دم می چرخد:
هلیکوپترها نیز لزوماً نیازی به چرخاندن دم ندارند. تمام آنچه مورد نیاز است برابر است، در مقابل گشتاور روتور اصلی. یک جایگزین متداول برای روتور دم، روتور اصلی دوم با چرخش مخالف است:
نیروهای اصلی که بر روی هلیکوپتر عمل می کنند مانند هواپیما هستند.
بال‌های هلی‌کوپتر بالابری عمود بر صفحه روتور (صفحه‌هایی که روتور در آن می‌چرخد) ایجاد می‌کنند.
این بردار بالابر برای بدست آوردن نیروی رانش به سمت جلو چرخانده می شود.
وزن هلیکوپتر به صورت عمودی به سمت پایین عمل می کند.
درگ مخالف جهت حرکت هلیکوپتر است.
در شناور، این بالابر به سادگی با وزن هلیکوپتر برابر است. حرکت رو به جلو وجود ندارد و رانش برابر با صفر است.
در هواپیما، حرکت رو به جلو هواپیما باعث ایجاد جریان هوا بر روی بال ها می شود که به نوبه خود باعث بالا رفتن می شود. در هلیکوپترها، پره ها چرخانده می شوند تا جریان هوا بر روی پره ها ایجاد شود. با این حال، چرخش پره ها باعث می شود که گشتاوری بر روی هلیکوپتر وارد شود که برای جلوگیری از چرخش هلیکوپتر باید متعادل شود.hope I helped you understand the question. Roham Hesami, sixth
semester of aerospace engineering
smile072 smile072 رهام حسامی ترم ششم مهندسی هوافضاتصویر
تصویر

ارسال پست