پایداری هواپیما از نظر آیرودینامیکی به چه معناست؟

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: 2090

سپاس: 3824

جنسیت:

تماس:

پایداری هواپیما از نظر آیرودینامیکی به چه معناست؟

پست توسط rohamjpl »

من شنیده ام که اکثر هواپیماها (به جز جت های جنگنده) از نظر آیرودینامیکی پایدار هستند. معنی آن چیست؟
فرض کنید در یک سسنا 172 بدون خلبان خودکار دست‌هایتان را از روی کنترل‌ها برمی‌دارید. چه اتفاقی می افتد؟
آیا هواپیما در همان زمین خواهد ماند و از غرفه و غواصی اجتناب خواهد کرد؟
آیا در همان ارتفاع باقی می ماند؟
آیا هر یک از این موارد را تصحیح می کند، زیرا هواپیما در معرض تلاطم قرار می گیرد؟
پایداری استاتیکی
تمایل یک سیستم برای بازگشت به حالت اولیه پس از یک اختلال است. اختلالات معمول در مورد هواپیماها عبارتند از:
پرواز در یک تندباد عمودی یا افقی
یک تند روی چوب
توضیح کلاسیک این است که یک توپ در یک گودال نشسته است. هر زمان که موقعیت آن بر اثر اختلال تغییر کند، به سمت مرکز برمی گردد. این بدان معنا نیست که در آنجا متوقف می شود - در یک دنیای ایده آل عاری از اصطکاک، مانند یک آونگ به جلو و عقب حرکت می کند.
این ثبات ساکن است. به طور کلی، پایداری استاتیکی با قرار دادن مرکز ثقل جلوتر از نقطه خنثی به دست می آید، نقطه ای که می توان در آن تمام نیروهای اضافی ناشی از تغییر زاویه حمله را خلاصه کرد. دو نقطه خنثی وجود دارد، یکی برای پایداری طولی و دیگری برای ثبات جهت. در هر دو مورد، تغییر زاویه حمله یا لغزش کناری، یک لحظه اصلاحی در اطراف مرکز ثقل ایجاد می‌کند و هواپیما را در مسیر قبلی خود به عقب می‌کشد.
حتی می توان به پایداری ارتفاع دست یافت، اما در اینجا ما از این واقعیت استفاده می کنیم که با بالا رفتن چگالی هوا کمتر می شود. اگر هواپیما برای پرواز افقی در یک ارتفاع مشخص کوتاه شود، تغییر ارتفاع به این معنی است که تنظیم قدرت دیگر با کشیدن در این ارتفاع جدید مطابقت ندارد. بسته به تغییر ارتفاع، هواپیما یا بالا می رود یا غرق می شود تا زمانی که دوباره به ارتفاع قبلی برسد.
در همه موارد شما بیش از حد و نوسانات را در اطراف نقطه تراش تجربه خواهید کرد. حتی ممکن است اتفاق بیفتد که هرچه نوسان بیشتر طول بکشد، این بیش از حد بدتر شود (حرکت فوگوئید در یک گلایدر مثال خوبی است). برای متوقف کردن نوسانات، باید اضافه کنید
پایداری دینامیکی
که رفتار هواپیما را در طول زمان توصیف می کند. در بیشتر موارد، اصطکاک تضمین می‌کند که حرکات از بین می‌روند و گاهی اوقات هواپیما برای تحت کنترل گرفتن آن‌ها به کمک‌های کوچکی مانند دمپرهای انحرافی نیاز دارد.
شما به غرفه‌ها و غواصی‌ها اشاره می‌کنید: آنها در واقع می‌توانند در یک هواپیمای ثابت رخ دهند. کشش کم به معنای میرایی کم است، بنابراین بسیاری از گلایدرهای با کارایی بالا دارای یک حرکت فوگوئیدی پویا ناپایدار هستند. می‌دانم، ویکی‌پدیا این را اشتباه می‌نویسد، اما توضیح خوب است، بنابراین من آن را پیوند دادم. اگر پس از یک ناراحتی اولیه به اندازه کافی صبر کنید، نوسانات آنقدر شدید می شوند که هواپیما در بالاترین نقطه چرخه متوقف می شود.
اگر به اندازه کافی ارتفاع دارید و هیچ ترافیکی در این نزدیکی ندارید، امتحان کردن آن لذت بخش است.
شیرجه مارپیچ
توجه داشته باشید که من تا به حال چیزی در مورد پایداری رول نگفتم. گلایدر (و Cessna 172 شما) نیز شروع به غلتیدن می‌کنند و در بسیاری از موارد حرکت رول سریع‌تر از فوگوید افزایش می‌یابد، بنابراین ممکن است لازم باشد چندین بار تلاش کنید قبل از اینکه به استال ناشی از فوگوید برسید. بیشتر هواپیماها تمایل ضعیفی برای افزایش زاویه چرخش و در نهایت سقوط به شیرجه مارپیچی دارند.
هیچ مکانیزم آیرودینامیکی وجود ندارد که هواپیما را پس از یک اختلال رول به سمت بالا هدایت کند. با عرض پوزش، @kevin، اما dihedral کمکی نمی کند - فقط در صورت لغزش از کناره کار می کند.
کنترل ها رها شده اند
گام صدا
فرض کنید آسانسور هواپیما برای پرواز در سطح تراشیده شده است (با حفظ همان ارتفاع). یوک را فشار می دهید تا بینی را پایین بیاورید، سپس فشار را روی کنترل رها کنید. ارتفاع رو به پایین به هواپیما اجازه می دهد تا سرعت بیشتری بگیرد. با افزایش سرعت، بال بالابر بیشتری ایجاد می کند و هواپیما به آرامی به سمت بالا می رود. اگر یوغ را بکشید و سپس رها کنید، ارتفاع از دماغه به سمت بالا باعث کاهش سرعت هواپیما می‌شود که باعث کاهش ارتفاع می‌شود. هنگامی که لیفت کاهش می یابد، بینی می افتد و سرعت آن افزایش می یابد. استدلال مشابهی اعمال می شود اگر زمین هواپیما توسط یک تندباد تغییر کند.
این پایداری پایداری طولی نامیده می شود. ارتباط نزدیکی با موقعیت رو به جلو / عقب مرکز ثقل (CG) دارد. یک هواپیما با CG عقب از پایداری طولی کمتری برخوردار است.
رول
به طور مشابه، توانایی هواپیما برای تراز کردن بال‌های خود در هنگام قرار گرفتن در کنار هم، پایداری جانبی نامیده می‌شود. اگر هواپیما را 10 درجه به سمت راست بچرخانید و سپس رها کنید، تمایل دارد به آرامی به سمت چپ بپیچد، 7 درجه به راست، 5 درجه به راست و در نهایت تقریباً به سطح برسد.
بال دو وجهی طرحی است که ثبات جانبی را اضافه می کند. توضیحات تصویر را در اینجا وارد کنید
یاو
این پایداری جهت دار نامیده می شود. مشابه با پیچ اند رول، تمایل هواپیما برای بهبودی پس از اختلال در هواپیمای خمیازه کشیدن است.
پایداری در مقابل مانورپذیری
هرچه هواپیما پایدارتر باشد، قدرت مانور کمتری دارد. این یک مبادله طبیعی است که از قوانین فیزیک پیروی می کند. سسنا 172 بسیار پایدار است و برای خلبانان دانشجو مناسب است. اما شما نمی توانید سسنا 172 را مجبور به انجام تغییرات بسیار سریع کنید. هواپیماهای آکروباتیک و جت های جنگنده می توانند به ورودی های خلبان خیلی سریع پاسخ دهند، اما کنترل آن به مهارت بسیار بیشتری نیاز دارد.
*در هواپیماهای تک موتوره مانند سسنا 172، گشتاور چرخاننده ملخ (معمولاً در جهت عقربه‌های ساعت) در صورتی که کنترل‌ها کاملاً آزاد شوند، هواپیما را در خلاف جهت عقربه‌های ساعت می‌چرخاند (یعنی سمت چپ). این به دلیل اصل فیزیک "عمل و واکنش" است.hope I helped you understand the question. Roham Hesami, sixth
semester of aerospace engineering
smile072 smile072 رهام حسامی ترم ششم مهندسی هوافضاتصویر
smile260 smile016 :?:
تصویر

ارسال پست