Re: هوافضا
ارسال شده: جمعه ۱۴۰۱/۱۰/۹ - ۰۹:۰۷
حقیقت پرواز و چرخش هواپیما
چه چیزی واقعاً به هواپیماها اجازه پرواز می دهد؟من در مورد بحث در مورد فشار به سمت پایین ، استدلال آندرسون ، انکار اصول اشتباه زمان های برابر و نقش بیش از حد تخمینی قضیه برنولی ، من می دانم که یک اعتقاد مشترک وجود دارد که لیفت از اثر برنولی ناشی می شود ، جایی که هوا در حال حرکت روی بالها است تحت فشار کمتری قرار دارد زیرا مجبور است بیش از هوای تحت بال پرواز کند. اما من همچنین می دانم که این اشتباه است ، یا در بهترین حالت کمک جزئی به افزایش واقعی است. مسئله این است که ، هیچ یک از منابع زیادی که اثر برنولی را بی اعتبار می دانند ، توضیح نمی دهد که واقعاً چه اتفاقی می افتد ، بنابراین من تعجب می کنم. چرا هواپیماها واقعاً پرواز می کنند؟ آیا این چیزی است که می تواند در سطحی توضیح داده و یا خلاصه شودبهترین و ساده ترین توضیح من از اندرسون گرفته شده و شامل موارد زیر است
به نوعی هوای رسیدن به لبه اول بال ، پس از تعامل با آن ، رو به پایین است. این باید نتیجه نوعی نیرو باشد ، بنابراین ، برای قانون نیوتن سوم ، باید یک نیروی مخالف از نیروی برابر در جهت مخالف وجود داشته باشد ، که هواپیما را به سمت بالا هل می دهد.
اول: چرا هوا پایین می آید؟ پاسخ: زاویه حمله و شکل ایرفویل ، همراه با استدلال های فشار و رکود ساده. دوم: نقش قضیه برنولی در اینجا کدام است؟ اگر هوا با استفاده از "هندسه" به پایین رانده شود ، ما به تفاوت سرعت بین قسمت بالایی و پایین بال احتیاج نداریم ، آنها این کار را با روشهای مختلف انجام می دهند ، اما مهمترین مشارکتها عبارتند از:
زاویه حمله بال ها ، که با استفاده از کشیدن هوا را به پایین فشار می دهد. این حالت در هنگام برخاستن (فکر کردن هواپیما با بینی بالا به سمت بالا) و نشستن (فلپ) است. هواپیماها نیز به همین ترتیب وارونه پرواز می کنند.
شکل نامتقارن بال ها که هوای عبوری از روی آنها را به جای مستقیم پشت ، به سمت پایین هدایت می کند. این به هواپیماها اجازه می دهد تا بدون داشتن زاویه دائمی روی بالها ، به سطح زمین پرواز کنند.
توضیحاتی که نمای بال را بدون زاویه حمله نشان می دهد نادرست است. بال های هواپیما به صورت زاویه دار متصل می شوند ، بنابراین هوا را به پایین فشار می دهند و شکل ایرفویل به آنها امکان می دهد تا چنین کارآمد و در یک پیکربندی پایدار انجام شوند.
در واقع ، درمورد رایج ترین و پیچیده ترین توضیح است: شروع تعادل گرداب. بحث اصلی این است: به دلیل شرایط کوتا (بدنه ای با لبه دنباله دار تیز که از طریق مایع حرکت می کند ، گردش قدرت کافی برای نگه داشتن نقطه رکود عقب در لبه عقب را ایجاد می کند) گردشی "تزریق" شده توسط استفاده از انتشار چسبناک توسط لایه مرزی تولید شده در نزدیکی ورق هوا ، به جریان اطراف ، در یک پیوستار از گردابهای کوچک شروع می شود. این فویل هوا را ترک می کند و (تقریباً) در جریان ثابت می ماند. این به سرعت از طریق عمل ویسکوزیته تحلیل می رود.
با استفاده از قضیه کلوین ، که در مورد 2D چیزی نیست جز این که گرداب در طول مسیر هر ذره ثابت است ، این چرخش باید با تشکیل "گرداب مقید" مساوی اما مخالف اطراف ورق هوا متعادل شود. این گرداب باعث سرعت بالاتر در بالای بال و سرعت کمتر در زیر آن می شود و باعث بوجود آمدن بالابر با پدیده برنولی می شود.ما فرض می کنیم که گردابی که از دیواره خارج می شود (شرایط بدون لغزش باعث می شود که دیواره ایرفویل ورقه ای از گرداب بی نهایت باشد) با انتشار ، لایه مرزی را ترک کرده و در منطقه ای وارد شود که تعداد رینولدز به اندازه کافی بالا باشد و به ما اجازه دهد معادله اولر و سپس قضیه کلوین (که فقط برای مایعات نامشخص معتبر است). من این را معمولاً با استفاده از معادله گرداب ، که یک نسخه محلی (در 2D) از قضیه کلوین است ، توضیح می دهم:
$\partial_t\omega+\boldsymbol u \cdot \nabla \omega=\nu \nabla^2 \omega$
در لایه مرزی گرانروی ترم غالب است ، در حالی که در لایه خارجی می توان آن را نادیده گرفت. هنگامی که گردابه به لایه خارجی می رسد ، گرداب حفظ می شود و می توان گفت که ساختارهایی که از لایه مرزی می رسند باید توسط مایعات موجود در این منطقه متعادل شوند (از نظر گردابه). و ما فقط می توانیم این کار را انجام دهیم زیرا گردش خون ، که ثابت واقعی است ، یک خط انتگرال است و اگر از ناحیه ایرفویل / BL عبور نکنیم ، هیچ مشکلی نداریم. آیا این درست است؟
به نظر می رسد در این توضیح قضیه برنولی یک علت است که باعث ایجاد لیفت از طریق اختلاف سرعت می شود. آیا این درست است؟
شما می توانید هواپیمایی بسازید که بدون اشکال "ایرفویل" پرواز کند. شما می توانید هواپیمایی بسازید که با بالهای کاملاً صاف مستطیلی ساخته شده از تخته سه لا پرواز کند. نکته مهم زاویه حمله بالها به هوا خواهد بود. یک تکه چوب صاف مانند تخته سه لا در نظر بگیرید. آن را از طریق هوا دقیقاً در جهتی به موازات ابعاد مسطح خود بفشارید و هیچ لیفتی ایجاد نمی کند.
از نظر اختلاف حرکت بین هوای ورودی و شستشوی متولد شده توسط بال دقیقاً همان فیزیک همان توصیفات "محبوب تر" است که از نظر معادله برنولی و ادغام فشار در اطراف بال. به راحتی می توان فهمید: معادله Navier-Stokes ، یک کاربرد بسیار ساده است و چیزی بیش از قانون دوم و سوم نیوتن در حجم کم مایعات نیست ، چنین ایده ساده ای که به راحتی درک می شود و با طعنه فقط تجسم قوانین نیوتن است ، . معادله ناویر استوکس حالت پایدار برای یک سیال کامل و غیرقابل فشرده است (در اینجا میدان سرعت حالت پایدار و میدان فشار اسکالر است):$(\vec{v}\cdot \nabla) \vec{v} = \nabla \left(\frac{|\vec{v}|^2}{2}\right) + \nabla\wedge(\nabla\wedge\vec{v}) = -\nabla p$که $\nabla\left(p + \frac{|\vec{v}|^2}{2}\right) = 0$ یا $p + \frac{|\vec{v}|^2}{2} = \text{const}$ را برای یک جریان تحریک ناپذیر$\nabla\wedge\vec{v} = \vec{0}$ هنگامی که در امتداد منحنی انتگرال $\vec{v}$ ، به عنوان مثال یکپارچه می شود ، می دهد. یا ، در عوض ، ما می توانیم در اولین حالت ساده تر در این مورد ساده استدلال کنیم: نیرو در یک حجم بی نهایت کم$-\nabla p$ است و شتاب یک ذره در جریان با استفاده از فرمول های Serret-Frenet (در اینجا s طول قوس در امتداد جریان از طریق ذره و κ انحنای مسیر است):$\mathrm{d}_t (v \hat{\mathbf{t}}) = \mathrm{d}_s v \times \mathrm{d}_t s\, \hat{\mathbf{t}} + v\,\mathrm{d}_s(\hat{\mathbf{t}})\,\mathrm{d}_t s=v\,\mathrm{d}_s v, \hat{\mathbf{t}} - \kappa\,v^2\,\hat{\mathbf{n}}=\mathrm{d}_s \left(\frac{v^2}{2}\right)\, \hat{\mathbf{t}} - \kappa\,v^2\,\hat{\mathbf{n}}$
با استفاده از$\vec{F} = m \vec{a} \Rightarrow -\nabla p \,\mathrm{d}x\,\mathrm{d}y\,\mathrm{d}z = \rho\,\vec{a}\,\mathrm{d}x\,\mathrm{d}y\,\mathrm{d}z$به دست می آوریم:
$-\nabla p = \rho \left(\mathrm{d}_s \left(\frac{v^2}{2}\right)\, \hat{\mathbf{t}} - \kappa\,v^2\,\hat{\mathbf{n}}\right)$
که مجدداً $p + \frac{|\vec{v}|^2}{2} = const$را هنگامی که در امتداد یکپارچه ادغام می شود ،نتیجه میده (در اینجا می توانیم نیروی جانبی متمرکز (طبیعی برای ساده سازی)$-v^2\,\hat{\mathbf{n}} / R$ را که توسط فرمول $v^2/R$ نشان داده بنابراین می توانیم، برای مثال ، قضیه بلازیوس را برای محاسبه آسانسور اعمال کنیم و مطمئن باشید که این فقط مقداری از ایده Sklivv نیست که "هواپیماها هوا را به سمت پایین می رانند ، بنابراین هوا هواپیماها را بالا می برد". اختلاف فشار بین سطح بالا و پایین یک بال وجود دارد زیرا بال هوا را به پایین فشار می دهد ، نه یک پدیده جداگانه. غالباً می شنوید که اصل برنولی که در بال استفاده می شود اشتباه است: این درست نیست. همانطور که توسط آزمایش نشان داده شده است (و با تکان دادن دست ، از طریق تئوری) در تظاهرات برنده آسانسور با استفاده از اصل برنولی مغالطه ای وجود دارد ، اما این ایده اساساً درست است ، زیرا باید از اشتقاق آن از معادله ناویر-استوکس و قوانین نیوتن که من گفتم
محاسبه ایروفیل Joukowsky و خطاها در کاربرد برنده اصل برنولی در بالها
ما به محاسبه دو بعدی آسانسور با استفاده از اصل برنولی یا معادل آن ، با استفاده از قضیه Blasius نگاه می کنیم. تصور غلط رایج در اینجا این است که جریان هوا در لبه بال بال شکسته می شود و دو ذره همسایه به طور همزمان به لبه عقب بال می رسند ، بنابراین ذرات بالایی باید با سرعت بالاتر از سطح منحنی عبور کنند و بنابراین فشار روی سطح بال بال کمتره. در واقع ، ذرات مسیر فوقانی خیلی بیشتر از این توضیحات تسریع می شوند ، به لبه عقب بال می رسند. . این واقعیت نشان می دهد که گردش $\oint_\Gamma \vec{v}\cdot\mathrm{d}\vec{r}$ در اطراف سطح بال بال G غیر صفر است ، واقعیتی که به طور مستقیم از تئوری ساده انتظار داریم.
فشار بالایی (فشار منفی) در بالای بال وجود ندارد ، آیا جریان هوا به سمت پایین حرکت می کند؟ بدیهی است که به سمت پایین حرکت نخواهد کرد. بالابر بال از فشار کم در بالای بال و فشار زیاد در پایین بال ایجاد می شود. حرکت به سمت پایین جریان هوا فقط نتیجه فشار زیاد و کم است. چرا بالای بال فشار کم دارد؟ زیرا جریان هوا تمایل دارد تا در جهت طبیعی بال حرکت کند. چرا پایین بال بالا است؟ زیرا جریان هوا در راستای جهت عادی بال متمایل می شود. جهت حرکت جریان هوا
فعل و انفعالات سیالات با اجسام جامد به خصوصیات سیال و هندسه جسم بستگی دارد. در مورد هواپیما ، ما هوا را به عنوان مایعات و هندسه هوای فویل داریم. هندسه ایروفویل به طور هدفمند طراحی شده است تا مایعات را ترجیحاً بالای آن مجبور کند. این منجر به اختلاف فشار می شود و سپس منجر به ایجاد نیروی شنا می شود که طبق قانون دوم نیوتن بالابر را تسریع می کند. قانون برنولی برای محاسبه مشکل مایعات مرتبط است.
بنابراین ، برای دستیابی به پرواز ، تنها چیزی که به شما احتیاج دارد ایروفیل با طراحی مناسب و راهی برای انتقال سرعت اولیه است. برای ادامه پرواز باید سرعت خود را بالا نگه دارید و برای داشتن پرواز پایدار به یک هواپیمای کاملاً طراحی شده با مرکز جرم ، مرکز رانش و مرکز بالابر در همان موقعیت نیاز دارید.به دلیل انسداد بال ، هوا باید به دور بال بچرخد ، بنابراین فشار هوا در پایین بال افزایش می یابد زیرا هوای پایین بال فشرده می شود تا دور بال را بچرخد ، و هوا در قسمت بالای بال به دور بال کشیده می شود ، بنابراین فشار هوا در قسمت بال بال کاهش می یابد. بنابراین یک اختلاف فشار وجود دارد ، و سپس یک بالابر وجود دارد. توجه: قسمت پایین بال بادگیر است ، بنابراین هوا فشرده می شود ، فشار زیاد است و قسمت بالایی آن به سمت پایین است ، بنابراین هوا کشیده می شود و فشار کم است. بنابراین لیفت را نمی توان با قضیه برنولی توضیح داد. زیرا قضیه برنولی فشرده سازی و کشش مایع را در نظر نمی گیرد.
فشرده سازی و کشش
به عنوان مثال ، در بالای بال ، جهت سرعت هوا در نقطه A جهت پیکان آبی است. از آنجا که پیکان آبی مایل است (به زاویه بین پیکان آبی و آبی عادی در تصویر توجه کنید) ، پیکان آبی تمایل دارد که از بال در امتداد جهت عادی بالای بال فاصله داشته باشد ، بنابراین فشار هوا در بالای بال کشیده شده است ، بنابراین فشار هوا در بالای بال کاهش می یابد ، بنابراین اختلاف فشار وجود دارد (شیب فشار). این اختلاف فشار جهت سرعت هوا را تغییر می دهد ، بنابراین جهت سرعت هوا در نقطه B جهت فلش قرمز است و فلش قرمز نیز مایل است .... بنابراین جهت سرعت هوا در امتداد بالای بال لازم به ذکر است که این اختلاف فشار نه تنها جهت سرعت هوای بالای بال را تغییر می دهد بلکه باعث بالابردن بال می شود.
چرا هوا از قسمت بالای ایر فویل سریعتر جریان می یابد؟وقتی هوا به قسمت بال بال برخورد می کند ، در یک منحنی تندتر به سمت بالا جریان پیدا می کند ، تا جریان بال پایین ، این یک خلا در بالای بال ایجاد می کند ، و این باعث جذب هوای بیشتر به سمت بال بال می شود ، این هوا همان کار را می کند اما به دلیل ایجاد خلا در داخل ، سریعتر حرکت می کند و البته خلا بال را بلند می کند.واقعاً خیلی ساده است. وقتی هوا به ناحیه ای با فشار کم جریان می یابد ، سرعت آن کاهش سرعت غلتکی است - به ناحیه فشار کم مکیده می شود! و هنگامی که وارد فشار شدید می شود ، سرعت حرکت آن مشابه سرعت بالا رفتن غلتک است. وقتی اصطکاک بین خطوط جریان وجود نداشته باشد ، تنها راهی که سرعت جریان می تواند تغییر کند از طریق این شتاب و کاهش سرعت است. هوای وارد شده به منطقه کم فشار در بالای بال سرعت می گیرد. هوای وارد شده به ناحیه فشار بالا در پایین آهسته می شود. به همین دلیل هوای بالا سریعتر حرکت می کند.
این منجر به انحراف هوا به سمت پایین می شود ، که برای تولید بالابر به دلیل حفاظت از حرکت لازم است (که این یک قانون واقعی فیزیک است). برای اینکه هوا به سمت پایین منحرف شود ، ضروری است که هوا از بالا با سرعت بیشتری حرکت کند ، اما با این وجود توضیحی در مورد چگونگی حرکت سریع هوا در قسمت بالا نیست ، بلکه صرفاً توضیحی است که چرا ما می خواهیم.
توضیحات متداول در مورد آسانسور این کار را به عقب انجام می دهد - فرض بر این است که جریان بالاتری از قسمت بالای فویل هوا ، با استفاده از یک قانون نادرست از زمان عبور مساوی برای توجیه این موضوع ، سپس از رابطه برنولی بین سرعت و فشار برای توضیح فشار کم و بالابر استفاده می کند.
اکنون که می دانید چه عواملی باعث چرخش هواپیما می شود ،
پاسخ این است: "با آیلرون ها".
کج کردن کل نیروی بالابر در حالی که به نوبه خود به معنای لیفت کمتری است که می تواند برعکس وزن هواپیما عمل کند هواپیما با حرکت در جهت نیروی لحظه ای بزرگتر - به سمت پایین ، در جهت وزن پاسخ می دهد. ما هر زمان که وارد یک پیچ می شویم با افزایش اندکی بالابر خود این میزان را جبران می کنیم. این کار با وارد کردن کمی فشار عقب بر روی جوی استیک انجام می شود (این فشار برگشتی به جوی استیک است ، . که فشار برگشت زاویه حمله بال را افزایش می دهد و در نتیجه بال بال اندکی افزایش می یابد. متأسفانه ، این افزایش زاویه حمله ، کشش را نیز افزایش می دهد که باعث کند شدن هواپیما می شود. در پیچ کم عمق (حدود 30 درجه یا کمتر) ، این کاهش سرعت نگران کننده نیست. چرخش های تندتر (45 درجه یا بیشتر) ممکن است به قدرت اضافه شده برای جلوگیری از کاهش بیش از حد سرعت هوا نیاز داشته باشد.
محورﻫﺎی ﺣﺮﮐﺘﯽ ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ :یک هواپیما علاوه بر حرکاتی که یک اتومبیل می تواند انجام دهد ، دارای حرکات کنترل شده دیگری نیز است که در زیر به طور مختصر با آن آشنا می شویم. ﺣﺮﮐﺖﺣﻮل ﺳﻪ ﻣﺤﻮر ﻣﺨﺘﻠﻒ ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ، از ﻃﺮﯾﻖ ﺳﻄﻮح ﮐﻨﺘﺮﻟﯽ ﺧﺎﺻﯽ ﮐــﻪ ﯾـﮏ ﺧﻠﺒـﺎن ﺗﻮﺳـﻂ اﻫﺮم ﻫﺪاﯾﺖ ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ آن را ﮐﻨﺘﺮل ﻣﯽ ﮐﻨﺪ اﻣﮑﺎن ﭘﺬﯾﺮ اﺳﺖ.
محور های حرکتی هواپیما
حرکت چرخش (ROLL):
ﺣﺮﮐﺘﻬﺎی ﺣﻮل ﻣﺤﻮر ﭼﺮﺧﺶﯾﺎ رول ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ از ﻃﺮﯾﻖ (AILERONS) ﺑﺎﻟﻬﺎی ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ اﻧﺠﺎم ﻣــﯽ ﺷـﻮد . آﻧﻬﺎ ﺑﺎﻋﺚ ﻣﯽ ﺷﻮﻧﺪﮐــﻪ ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ ﺑﻪ دور ﺟﻬﺘــﯽ ﮐﻪ دﻣﺎﻏﻪ ﻫﻮاﭘﯿﻤــﺎ ﺑـﻪ آن اﺷـﺎره ﻣـﯽﮐﻨـﺪ، ﺑﭽﺮﺧﺪ. اﯾﻦ ﺣﺮﮐﺖ، ﭼﺮﺧﺶ و ﯾﺎ ﺑﻪ اﺻﻄﻼح (ROLL) ﻧﺎﻣﯿﺪه ﻣﯽ ﺷﻮد ﮐﻪ اﻟﺒﺘﻪ ﻧﺒﺎﯾﺪ آن را ﺑﺎ ﺣﺮﮐــﺖ دور زدن ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ ﺑﺮ روی زﻣﯿﻦ، اﺷﺘﺒﺎه ﮔﺮﻓﺖ . ﺑﺮای ﺣﺮﮐﺖ ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ ﺣﻮل ﻣﺤﻮر ﭼﺮﺧﺶ ﯾﺎ (ROLL) ، ﺧﻠﺒﺎن اﻫﺮم ﻫﺪاﯾﺖﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ را در ﺟﻬﺖ ﭼﺮﺧﺶ ﻣﻮرد ﻧﻈﺮ ﺣﺮﮐﺖ ﻣﯽ دﻫــﺪ ﮐﻪ ﻣﯽ ﺗﻮاﻧﺪ ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﭼﭗ ﯾﺎ راﺳﺖ ﺑﺎﺷﺪ.
حرکت حول محور عمودی (YAW):
ﭼﺮﺧﺶ ﺣﻮل ﻣﺤﻮر ﻋﻤﻮدی ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ اﻧﺤﺮاف از ﻣﺴﯿﺮ ﯾﺎ (YAW) نـﺎﻣﯿﺪه ﻣـﯽ ﺷـﻮد و ﺗﻮﺳـﻂ ﺳـﮑﺎن ﻣﺘﺤﺮک ﻋﻤﻮدی دم ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ ﯾﺎ (RUDDER) ﮐﻨﺘﺮل ﻣﯽ ﺷﻮد. ﻫﻤﺎﻧﻄﻮر ﮐــﻪ ﻣﺎﺷـﯿﻦ ﻧﺴـﺒﺖ ﺑـﻪﺣﺮﮐـﺖ ﻓﺮﻣﺎﻧﺶ ﻋﮑﺲ اﻟﻌﻤــﻞﻧﺸﺎن ﻣﯽ دﻫﺪ ﯾﮏ ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ نـﯿﺰ ﺑﻼﻓﺎﺻﻠـﻪ ﻧﺴـﺒﺖ ﺑـﻪ ﺣﺮﮐـﺖ ﺳـﮑﺎن ﻋﻤﻮدی ﻣﺘﺤﺮک ﻋﮑﺲ اﻟﻌﻤﻞﻧﺸﺎن ﻣﯿﺪﻫﺪ و ﺣﺘﯽ ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ ﺑﺎز ﻫﻢ ﺑﯿﺸﺘﺮ ﺷﺒﯿﻪ ﺑﻪ ﯾﮏ ﻣﺎﺷـﯿﻦ ، از ﻃﺮﯾﻖ اﯾﻦ ﺳﮑﺎن ﻫﻨﮕﺎﻣﯽ ﮐﻪ روی زﻣﯿــﻦ اﺳﺖ ﻫﺪاﯾﺖ ﻣﯽ ﺷﻮد. در ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎﻫﺎی ﺟﺪﯾﺪ، (RUDDER) ﺑـﺎ ﭼﺮﺧﻬﺎی ﻗﺎﺑﻞ ﮔﺮدش ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ ﻣﺮﺗﺒﻂ ﻣﯽ ﺑﺎﺷﺪ. ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻣﺜﺎل ﺣﺮﮐﺖ (RUDDER) ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﭼﭗ ﺑﺎﻋﺚ دور زدن ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ ﺑﻪ ﺳﻤﺖ چـﭗ ﻣـﯽ ﺷـﻮد و ﮐﺎﻣﻼ" ﻣﻨﻄﻘﯽ اﺳﺖﮐﻪ ﺣﺮﮐﺖ (RUDDER) ﺑﻪ ﺳﻤﺖ راﺳﺖ ﺑﺎﻋﺚ دور زدن ﺑﻪ ﺳﻤﺖ راﺳﺖﺷﻮد.
حرکت حول محور عمودی (YAW)
حرکت حول محور عرضی (PITCH)
حرکت حول محور عرضی (PITCH):
ﺣﺮﮐﺖ ﺣﻮل ﻣﺤﻮرﻋﺮﺿﯽﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ ﯾﺎ (PITCH) ، ﺑﻪ ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ اﯾﻦ اﺟﺎزه را ﻣﯿﺪﻫﺪ ﺗﺎ ﺑﻪﺳﻤﺖ ﭘﺎﯾﯿﻦ و ﯾﺎ ﺑـﻪ ﺳﻤﺖ ﺑﺎﻻ ﭘﺮواز ﻧﻤﺎﯾﺪ. اﯾﻦ ﺣﺮﮐﺖ ﺑﻪ ﻧﺎم ﺣﺮﮐﺖ (PITCH) ﺷﻨﺎﺧﺘﻪ ﻣﯽ ﺷﻮد و توسط (ELEVATORS) تعبیه شده بر روی بالچه های کوچک عقب (HORIZONTAL STABILIZER) قابل کنترل است. ﻫﻨﮕﺎﻣﯽ ﮐﻪ اﻫﺮم ﻫﺪاﯾﺖ ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ را ﺑـﻪ ﺳﻤﺖﻋﻘﺐ ﺑﮑﺸﯿﺪ، ﻫﻮاﭘﯿﻤــﺎ ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﺑﺎﻻﺣﺮﮐﺖ ﺧﻮاﻫﺪ ﮐﺮد و ﻫﻨﮕﺎﻣﯽ ﮐـﻪ آن را ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﺟﻠﻮ ﻓﺸﺎر دﻫﯿﺪ، ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ ﺣﺮﮐﺘﯽ ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﭘﺎﯾﯿﻦ ﺧﻮاﻫﺪ داﺷﺖ.هر دو بال هواپیمایی که در حالت پرواز مستقیم است نیروی Lift (برا) مساویی وارد میشود در غیر این صورت هیچ هواپیمایی قادر به پرواز مستقیم نبود و هواپیما در جهت بالی که نیروی lift کمتری به آن وارد می شد دائما گردش می کرد. هواپیماها با استفاده از این ویزگی (اختلاف نیری برآ دو بال) گردش میکنند اما چگونه؟ همان طور که گفتیم به دو بال هواپیماها در حالت پرواز مستقیم نیروهای lift یکسانی وارد می شود در نتیجه خلبانی که قصد تغییر مسیر دارد باید این نیرو هارا در یک بال کم ودر بال دیگر به همان اندازه زیاد کند این کار با استفاده از Ailerons (شهپرها) یی که در انتهای بال ها قرار دارد انجام می شود مثلا هواپیمایی را در نظر بگیرید که قصد چرخش به سمت راست را دارد در این هنگم خلبان باید فرامین کنترل هواپیما را به سمت راست بچرخاند این کار باعث می شود که شهپر بال راست بالا بی اید و باعث کاهش نیروی lift برو بال راست شود و در مقابل شهپر بال چپ به همان اندازه پایین می رود و باعث افزایش نیروی lift بر روی بال چپ می شود در این صورت است که کجی یا Bank اتفاق می افتدرهام حسامی دانشجوی ترم هفتم مهندسی هوافضا
چه چیزی واقعاً به هواپیماها اجازه پرواز می دهد؟من در مورد بحث در مورد فشار به سمت پایین ، استدلال آندرسون ، انکار اصول اشتباه زمان های برابر و نقش بیش از حد تخمینی قضیه برنولی ، من می دانم که یک اعتقاد مشترک وجود دارد که لیفت از اثر برنولی ناشی می شود ، جایی که هوا در حال حرکت روی بالها است تحت فشار کمتری قرار دارد زیرا مجبور است بیش از هوای تحت بال پرواز کند. اما من همچنین می دانم که این اشتباه است ، یا در بهترین حالت کمک جزئی به افزایش واقعی است. مسئله این است که ، هیچ یک از منابع زیادی که اثر برنولی را بی اعتبار می دانند ، توضیح نمی دهد که واقعاً چه اتفاقی می افتد ، بنابراین من تعجب می کنم. چرا هواپیماها واقعاً پرواز می کنند؟ آیا این چیزی است که می تواند در سطحی توضیح داده و یا خلاصه شودبهترین و ساده ترین توضیح من از اندرسون گرفته شده و شامل موارد زیر است
به نوعی هوای رسیدن به لبه اول بال ، پس از تعامل با آن ، رو به پایین است. این باید نتیجه نوعی نیرو باشد ، بنابراین ، برای قانون نیوتن سوم ، باید یک نیروی مخالف از نیروی برابر در جهت مخالف وجود داشته باشد ، که هواپیما را به سمت بالا هل می دهد.
اول: چرا هوا پایین می آید؟ پاسخ: زاویه حمله و شکل ایرفویل ، همراه با استدلال های فشار و رکود ساده. دوم: نقش قضیه برنولی در اینجا کدام است؟ اگر هوا با استفاده از "هندسه" به پایین رانده شود ، ما به تفاوت سرعت بین قسمت بالایی و پایین بال احتیاج نداریم ، آنها این کار را با روشهای مختلف انجام می دهند ، اما مهمترین مشارکتها عبارتند از:
زاویه حمله بال ها ، که با استفاده از کشیدن هوا را به پایین فشار می دهد. این حالت در هنگام برخاستن (فکر کردن هواپیما با بینی بالا به سمت بالا) و نشستن (فلپ) است. هواپیماها نیز به همین ترتیب وارونه پرواز می کنند.
شکل نامتقارن بال ها که هوای عبوری از روی آنها را به جای مستقیم پشت ، به سمت پایین هدایت می کند. این به هواپیماها اجازه می دهد تا بدون داشتن زاویه دائمی روی بالها ، به سطح زمین پرواز کنند.
توضیحاتی که نمای بال را بدون زاویه حمله نشان می دهد نادرست است. بال های هواپیما به صورت زاویه دار متصل می شوند ، بنابراین هوا را به پایین فشار می دهند و شکل ایرفویل به آنها امکان می دهد تا چنین کارآمد و در یک پیکربندی پایدار انجام شوند.
در واقع ، درمورد رایج ترین و پیچیده ترین توضیح است: شروع تعادل گرداب. بحث اصلی این است: به دلیل شرایط کوتا (بدنه ای با لبه دنباله دار تیز که از طریق مایع حرکت می کند ، گردش قدرت کافی برای نگه داشتن نقطه رکود عقب در لبه عقب را ایجاد می کند) گردشی "تزریق" شده توسط استفاده از انتشار چسبناک توسط لایه مرزی تولید شده در نزدیکی ورق هوا ، به جریان اطراف ، در یک پیوستار از گردابهای کوچک شروع می شود. این فویل هوا را ترک می کند و (تقریباً) در جریان ثابت می ماند. این به سرعت از طریق عمل ویسکوزیته تحلیل می رود.
با استفاده از قضیه کلوین ، که در مورد 2D چیزی نیست جز این که گرداب در طول مسیر هر ذره ثابت است ، این چرخش باید با تشکیل "گرداب مقید" مساوی اما مخالف اطراف ورق هوا متعادل شود. این گرداب باعث سرعت بالاتر در بالای بال و سرعت کمتر در زیر آن می شود و باعث بوجود آمدن بالابر با پدیده برنولی می شود.ما فرض می کنیم که گردابی که از دیواره خارج می شود (شرایط بدون لغزش باعث می شود که دیواره ایرفویل ورقه ای از گرداب بی نهایت باشد) با انتشار ، لایه مرزی را ترک کرده و در منطقه ای وارد شود که تعداد رینولدز به اندازه کافی بالا باشد و به ما اجازه دهد معادله اولر و سپس قضیه کلوین (که فقط برای مایعات نامشخص معتبر است). من این را معمولاً با استفاده از معادله گرداب ، که یک نسخه محلی (در 2D) از قضیه کلوین است ، توضیح می دهم:
$\partial_t\omega+\boldsymbol u \cdot \nabla \omega=\nu \nabla^2 \omega$
در لایه مرزی گرانروی ترم غالب است ، در حالی که در لایه خارجی می توان آن را نادیده گرفت. هنگامی که گردابه به لایه خارجی می رسد ، گرداب حفظ می شود و می توان گفت که ساختارهایی که از لایه مرزی می رسند باید توسط مایعات موجود در این منطقه متعادل شوند (از نظر گردابه). و ما فقط می توانیم این کار را انجام دهیم زیرا گردش خون ، که ثابت واقعی است ، یک خط انتگرال است و اگر از ناحیه ایرفویل / BL عبور نکنیم ، هیچ مشکلی نداریم. آیا این درست است؟
به نظر می رسد در این توضیح قضیه برنولی یک علت است که باعث ایجاد لیفت از طریق اختلاف سرعت می شود. آیا این درست است؟
شما می توانید هواپیمایی بسازید که بدون اشکال "ایرفویل" پرواز کند. شما می توانید هواپیمایی بسازید که با بالهای کاملاً صاف مستطیلی ساخته شده از تخته سه لا پرواز کند. نکته مهم زاویه حمله بالها به هوا خواهد بود. یک تکه چوب صاف مانند تخته سه لا در نظر بگیرید. آن را از طریق هوا دقیقاً در جهتی به موازات ابعاد مسطح خود بفشارید و هیچ لیفتی ایجاد نمی کند.
از نظر اختلاف حرکت بین هوای ورودی و شستشوی متولد شده توسط بال دقیقاً همان فیزیک همان توصیفات "محبوب تر" است که از نظر معادله برنولی و ادغام فشار در اطراف بال. به راحتی می توان فهمید: معادله Navier-Stokes ، یک کاربرد بسیار ساده است و چیزی بیش از قانون دوم و سوم نیوتن در حجم کم مایعات نیست ، چنین ایده ساده ای که به راحتی درک می شود و با طعنه فقط تجسم قوانین نیوتن است ، . معادله ناویر استوکس حالت پایدار برای یک سیال کامل و غیرقابل فشرده است (در اینجا میدان سرعت حالت پایدار و میدان فشار اسکالر است):$(\vec{v}\cdot \nabla) \vec{v} = \nabla \left(\frac{|\vec{v}|^2}{2}\right) + \nabla\wedge(\nabla\wedge\vec{v}) = -\nabla p$که $\nabla\left(p + \frac{|\vec{v}|^2}{2}\right) = 0$ یا $p + \frac{|\vec{v}|^2}{2} = \text{const}$ را برای یک جریان تحریک ناپذیر$\nabla\wedge\vec{v} = \vec{0}$ هنگامی که در امتداد منحنی انتگرال $\vec{v}$ ، به عنوان مثال یکپارچه می شود ، می دهد. یا ، در عوض ، ما می توانیم در اولین حالت ساده تر در این مورد ساده استدلال کنیم: نیرو در یک حجم بی نهایت کم$-\nabla p$ است و شتاب یک ذره در جریان با استفاده از فرمول های Serret-Frenet (در اینجا s طول قوس در امتداد جریان از طریق ذره و κ انحنای مسیر است):$\mathrm{d}_t (v \hat{\mathbf{t}}) = \mathrm{d}_s v \times \mathrm{d}_t s\, \hat{\mathbf{t}} + v\,\mathrm{d}_s(\hat{\mathbf{t}})\,\mathrm{d}_t s=v\,\mathrm{d}_s v, \hat{\mathbf{t}} - \kappa\,v^2\,\hat{\mathbf{n}}=\mathrm{d}_s \left(\frac{v^2}{2}\right)\, \hat{\mathbf{t}} - \kappa\,v^2\,\hat{\mathbf{n}}$
با استفاده از$\vec{F} = m \vec{a} \Rightarrow -\nabla p \,\mathrm{d}x\,\mathrm{d}y\,\mathrm{d}z = \rho\,\vec{a}\,\mathrm{d}x\,\mathrm{d}y\,\mathrm{d}z$به دست می آوریم:
$-\nabla p = \rho \left(\mathrm{d}_s \left(\frac{v^2}{2}\right)\, \hat{\mathbf{t}} - \kappa\,v^2\,\hat{\mathbf{n}}\right)$
که مجدداً $p + \frac{|\vec{v}|^2}{2} = const$را هنگامی که در امتداد یکپارچه ادغام می شود ،نتیجه میده (در اینجا می توانیم نیروی جانبی متمرکز (طبیعی برای ساده سازی)$-v^2\,\hat{\mathbf{n}} / R$ را که توسط فرمول $v^2/R$ نشان داده بنابراین می توانیم، برای مثال ، قضیه بلازیوس را برای محاسبه آسانسور اعمال کنیم و مطمئن باشید که این فقط مقداری از ایده Sklivv نیست که "هواپیماها هوا را به سمت پایین می رانند ، بنابراین هوا هواپیماها را بالا می برد". اختلاف فشار بین سطح بالا و پایین یک بال وجود دارد زیرا بال هوا را به پایین فشار می دهد ، نه یک پدیده جداگانه. غالباً می شنوید که اصل برنولی که در بال استفاده می شود اشتباه است: این درست نیست. همانطور که توسط آزمایش نشان داده شده است (و با تکان دادن دست ، از طریق تئوری) در تظاهرات برنده آسانسور با استفاده از اصل برنولی مغالطه ای وجود دارد ، اما این ایده اساساً درست است ، زیرا باید از اشتقاق آن از معادله ناویر-استوکس و قوانین نیوتن که من گفتم
محاسبه ایروفیل Joukowsky و خطاها در کاربرد برنده اصل برنولی در بالها
ما به محاسبه دو بعدی آسانسور با استفاده از اصل برنولی یا معادل آن ، با استفاده از قضیه Blasius نگاه می کنیم. تصور غلط رایج در اینجا این است که جریان هوا در لبه بال بال شکسته می شود و دو ذره همسایه به طور همزمان به لبه عقب بال می رسند ، بنابراین ذرات بالایی باید با سرعت بالاتر از سطح منحنی عبور کنند و بنابراین فشار روی سطح بال بال کمتره. در واقع ، ذرات مسیر فوقانی خیلی بیشتر از این توضیحات تسریع می شوند ، به لبه عقب بال می رسند. . این واقعیت نشان می دهد که گردش $\oint_\Gamma \vec{v}\cdot\mathrm{d}\vec{r}$ در اطراف سطح بال بال G غیر صفر است ، واقعیتی که به طور مستقیم از تئوری ساده انتظار داریم.
فشار بالایی (فشار منفی) در بالای بال وجود ندارد ، آیا جریان هوا به سمت پایین حرکت می کند؟ بدیهی است که به سمت پایین حرکت نخواهد کرد. بالابر بال از فشار کم در بالای بال و فشار زیاد در پایین بال ایجاد می شود. حرکت به سمت پایین جریان هوا فقط نتیجه فشار زیاد و کم است. چرا بالای بال فشار کم دارد؟ زیرا جریان هوا تمایل دارد تا در جهت طبیعی بال حرکت کند. چرا پایین بال بالا است؟ زیرا جریان هوا در راستای جهت عادی بال متمایل می شود. جهت حرکت جریان هوا
فعل و انفعالات سیالات با اجسام جامد به خصوصیات سیال و هندسه جسم بستگی دارد. در مورد هواپیما ، ما هوا را به عنوان مایعات و هندسه هوای فویل داریم. هندسه ایروفویل به طور هدفمند طراحی شده است تا مایعات را ترجیحاً بالای آن مجبور کند. این منجر به اختلاف فشار می شود و سپس منجر به ایجاد نیروی شنا می شود که طبق قانون دوم نیوتن بالابر را تسریع می کند. قانون برنولی برای محاسبه مشکل مایعات مرتبط است.
بنابراین ، برای دستیابی به پرواز ، تنها چیزی که به شما احتیاج دارد ایروفیل با طراحی مناسب و راهی برای انتقال سرعت اولیه است. برای ادامه پرواز باید سرعت خود را بالا نگه دارید و برای داشتن پرواز پایدار به یک هواپیمای کاملاً طراحی شده با مرکز جرم ، مرکز رانش و مرکز بالابر در همان موقعیت نیاز دارید.به دلیل انسداد بال ، هوا باید به دور بال بچرخد ، بنابراین فشار هوا در پایین بال افزایش می یابد زیرا هوای پایین بال فشرده می شود تا دور بال را بچرخد ، و هوا در قسمت بالای بال به دور بال کشیده می شود ، بنابراین فشار هوا در قسمت بال بال کاهش می یابد. بنابراین یک اختلاف فشار وجود دارد ، و سپس یک بالابر وجود دارد. توجه: قسمت پایین بال بادگیر است ، بنابراین هوا فشرده می شود ، فشار زیاد است و قسمت بالایی آن به سمت پایین است ، بنابراین هوا کشیده می شود و فشار کم است. بنابراین لیفت را نمی توان با قضیه برنولی توضیح داد. زیرا قضیه برنولی فشرده سازی و کشش مایع را در نظر نمی گیرد.
فشرده سازی و کشش
به عنوان مثال ، در بالای بال ، جهت سرعت هوا در نقطه A جهت پیکان آبی است. از آنجا که پیکان آبی مایل است (به زاویه بین پیکان آبی و آبی عادی در تصویر توجه کنید) ، پیکان آبی تمایل دارد که از بال در امتداد جهت عادی بالای بال فاصله داشته باشد ، بنابراین فشار هوا در بالای بال کشیده شده است ، بنابراین فشار هوا در بالای بال کاهش می یابد ، بنابراین اختلاف فشار وجود دارد (شیب فشار). این اختلاف فشار جهت سرعت هوا را تغییر می دهد ، بنابراین جهت سرعت هوا در نقطه B جهت فلش قرمز است و فلش قرمز نیز مایل است .... بنابراین جهت سرعت هوا در امتداد بالای بال لازم به ذکر است که این اختلاف فشار نه تنها جهت سرعت هوای بالای بال را تغییر می دهد بلکه باعث بالابردن بال می شود.
چرا هوا از قسمت بالای ایر فویل سریعتر جریان می یابد؟وقتی هوا به قسمت بال بال برخورد می کند ، در یک منحنی تندتر به سمت بالا جریان پیدا می کند ، تا جریان بال پایین ، این یک خلا در بالای بال ایجاد می کند ، و این باعث جذب هوای بیشتر به سمت بال بال می شود ، این هوا همان کار را می کند اما به دلیل ایجاد خلا در داخل ، سریعتر حرکت می کند و البته خلا بال را بلند می کند.واقعاً خیلی ساده است. وقتی هوا به ناحیه ای با فشار کم جریان می یابد ، سرعت آن کاهش سرعت غلتکی است - به ناحیه فشار کم مکیده می شود! و هنگامی که وارد فشار شدید می شود ، سرعت حرکت آن مشابه سرعت بالا رفتن غلتک است. وقتی اصطکاک بین خطوط جریان وجود نداشته باشد ، تنها راهی که سرعت جریان می تواند تغییر کند از طریق این شتاب و کاهش سرعت است. هوای وارد شده به منطقه کم فشار در بالای بال سرعت می گیرد. هوای وارد شده به ناحیه فشار بالا در پایین آهسته می شود. به همین دلیل هوای بالا سریعتر حرکت می کند.
این منجر به انحراف هوا به سمت پایین می شود ، که برای تولید بالابر به دلیل حفاظت از حرکت لازم است (که این یک قانون واقعی فیزیک است). برای اینکه هوا به سمت پایین منحرف شود ، ضروری است که هوا از بالا با سرعت بیشتری حرکت کند ، اما با این وجود توضیحی در مورد چگونگی حرکت سریع هوا در قسمت بالا نیست ، بلکه صرفاً توضیحی است که چرا ما می خواهیم.
توضیحات متداول در مورد آسانسور این کار را به عقب انجام می دهد - فرض بر این است که جریان بالاتری از قسمت بالای فویل هوا ، با استفاده از یک قانون نادرست از زمان عبور مساوی برای توجیه این موضوع ، سپس از رابطه برنولی بین سرعت و فشار برای توضیح فشار کم و بالابر استفاده می کند.
اکنون که می دانید چه عواملی باعث چرخش هواپیما می شود ،
پاسخ این است: "با آیلرون ها".
کج کردن کل نیروی بالابر در حالی که به نوبه خود به معنای لیفت کمتری است که می تواند برعکس وزن هواپیما عمل کند هواپیما با حرکت در جهت نیروی لحظه ای بزرگتر - به سمت پایین ، در جهت وزن پاسخ می دهد. ما هر زمان که وارد یک پیچ می شویم با افزایش اندکی بالابر خود این میزان را جبران می کنیم. این کار با وارد کردن کمی فشار عقب بر روی جوی استیک انجام می شود (این فشار برگشتی به جوی استیک است ، . که فشار برگشت زاویه حمله بال را افزایش می دهد و در نتیجه بال بال اندکی افزایش می یابد. متأسفانه ، این افزایش زاویه حمله ، کشش را نیز افزایش می دهد که باعث کند شدن هواپیما می شود. در پیچ کم عمق (حدود 30 درجه یا کمتر) ، این کاهش سرعت نگران کننده نیست. چرخش های تندتر (45 درجه یا بیشتر) ممکن است به قدرت اضافه شده برای جلوگیری از کاهش بیش از حد سرعت هوا نیاز داشته باشد.
محورﻫﺎی ﺣﺮﮐﺘﯽ ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ :یک هواپیما علاوه بر حرکاتی که یک اتومبیل می تواند انجام دهد ، دارای حرکات کنترل شده دیگری نیز است که در زیر به طور مختصر با آن آشنا می شویم. ﺣﺮﮐﺖﺣﻮل ﺳﻪ ﻣﺤﻮر ﻣﺨﺘﻠﻒ ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ، از ﻃﺮﯾﻖ ﺳﻄﻮح ﮐﻨﺘﺮﻟﯽ ﺧﺎﺻﯽ ﮐــﻪ ﯾـﮏ ﺧﻠﺒـﺎن ﺗﻮﺳـﻂ اﻫﺮم ﻫﺪاﯾﺖ ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ آن را ﮐﻨﺘﺮل ﻣﯽ ﮐﻨﺪ اﻣﮑﺎن ﭘﺬﯾﺮ اﺳﺖ.
محور های حرکتی هواپیما
حرکت چرخش (ROLL):
ﺣﺮﮐﺘﻬﺎی ﺣﻮل ﻣﺤﻮر ﭼﺮﺧﺶﯾﺎ رول ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ از ﻃﺮﯾﻖ (AILERONS) ﺑﺎﻟﻬﺎی ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ اﻧﺠﺎم ﻣــﯽ ﺷـﻮد . آﻧﻬﺎ ﺑﺎﻋﺚ ﻣﯽ ﺷﻮﻧﺪﮐــﻪ ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ ﺑﻪ دور ﺟﻬﺘــﯽ ﮐﻪ دﻣﺎﻏﻪ ﻫﻮاﭘﯿﻤــﺎ ﺑـﻪ آن اﺷـﺎره ﻣـﯽﮐﻨـﺪ، ﺑﭽﺮﺧﺪ. اﯾﻦ ﺣﺮﮐﺖ، ﭼﺮﺧﺶ و ﯾﺎ ﺑﻪ اﺻﻄﻼح (ROLL) ﻧﺎﻣﯿﺪه ﻣﯽ ﺷﻮد ﮐﻪ اﻟﺒﺘﻪ ﻧﺒﺎﯾﺪ آن را ﺑﺎ ﺣﺮﮐــﺖ دور زدن ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ ﺑﺮ روی زﻣﯿﻦ، اﺷﺘﺒﺎه ﮔﺮﻓﺖ . ﺑﺮای ﺣﺮﮐﺖ ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ ﺣﻮل ﻣﺤﻮر ﭼﺮﺧﺶ ﯾﺎ (ROLL) ، ﺧﻠﺒﺎن اﻫﺮم ﻫﺪاﯾﺖﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ را در ﺟﻬﺖ ﭼﺮﺧﺶ ﻣﻮرد ﻧﻈﺮ ﺣﺮﮐﺖ ﻣﯽ دﻫــﺪ ﮐﻪ ﻣﯽ ﺗﻮاﻧﺪ ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﭼﭗ ﯾﺎ راﺳﺖ ﺑﺎﺷﺪ.
حرکت حول محور عمودی (YAW):
ﭼﺮﺧﺶ ﺣﻮل ﻣﺤﻮر ﻋﻤﻮدی ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ اﻧﺤﺮاف از ﻣﺴﯿﺮ ﯾﺎ (YAW) نـﺎﻣﯿﺪه ﻣـﯽ ﺷـﻮد و ﺗﻮﺳـﻂ ﺳـﮑﺎن ﻣﺘﺤﺮک ﻋﻤﻮدی دم ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ ﯾﺎ (RUDDER) ﮐﻨﺘﺮل ﻣﯽ ﺷﻮد. ﻫﻤﺎﻧﻄﻮر ﮐــﻪ ﻣﺎﺷـﯿﻦ ﻧﺴـﺒﺖ ﺑـﻪﺣﺮﮐـﺖ ﻓﺮﻣﺎﻧﺶ ﻋﮑﺲ اﻟﻌﻤــﻞﻧﺸﺎن ﻣﯽ دﻫﺪ ﯾﮏ ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ نـﯿﺰ ﺑﻼﻓﺎﺻﻠـﻪ ﻧﺴـﺒﺖ ﺑـﻪ ﺣﺮﮐـﺖ ﺳـﮑﺎن ﻋﻤﻮدی ﻣﺘﺤﺮک ﻋﮑﺲ اﻟﻌﻤﻞﻧﺸﺎن ﻣﯿﺪﻫﺪ و ﺣﺘﯽ ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ ﺑﺎز ﻫﻢ ﺑﯿﺸﺘﺮ ﺷﺒﯿﻪ ﺑﻪ ﯾﮏ ﻣﺎﺷـﯿﻦ ، از ﻃﺮﯾﻖ اﯾﻦ ﺳﮑﺎن ﻫﻨﮕﺎﻣﯽ ﮐﻪ روی زﻣﯿــﻦ اﺳﺖ ﻫﺪاﯾﺖ ﻣﯽ ﺷﻮد. در ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎﻫﺎی ﺟﺪﯾﺪ، (RUDDER) ﺑـﺎ ﭼﺮﺧﻬﺎی ﻗﺎﺑﻞ ﮔﺮدش ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ ﻣﺮﺗﺒﻂ ﻣﯽ ﺑﺎﺷﺪ. ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻣﺜﺎل ﺣﺮﮐﺖ (RUDDER) ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﭼﭗ ﺑﺎﻋﺚ دور زدن ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ ﺑﻪ ﺳﻤﺖ چـﭗ ﻣـﯽ ﺷـﻮد و ﮐﺎﻣﻼ" ﻣﻨﻄﻘﯽ اﺳﺖﮐﻪ ﺣﺮﮐﺖ (RUDDER) ﺑﻪ ﺳﻤﺖ راﺳﺖ ﺑﺎﻋﺚ دور زدن ﺑﻪ ﺳﻤﺖ راﺳﺖﺷﻮد.
حرکت حول محور عمودی (YAW)
حرکت حول محور عرضی (PITCH)
حرکت حول محور عرضی (PITCH):
ﺣﺮﮐﺖ ﺣﻮل ﻣﺤﻮرﻋﺮﺿﯽﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ ﯾﺎ (PITCH) ، ﺑﻪ ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ اﯾﻦ اﺟﺎزه را ﻣﯿﺪﻫﺪ ﺗﺎ ﺑﻪﺳﻤﺖ ﭘﺎﯾﯿﻦ و ﯾﺎ ﺑـﻪ ﺳﻤﺖ ﺑﺎﻻ ﭘﺮواز ﻧﻤﺎﯾﺪ. اﯾﻦ ﺣﺮﮐﺖ ﺑﻪ ﻧﺎم ﺣﺮﮐﺖ (PITCH) ﺷﻨﺎﺧﺘﻪ ﻣﯽ ﺷﻮد و توسط (ELEVATORS) تعبیه شده بر روی بالچه های کوچک عقب (HORIZONTAL STABILIZER) قابل کنترل است. ﻫﻨﮕﺎﻣﯽ ﮐﻪ اﻫﺮم ﻫﺪاﯾﺖ ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ را ﺑـﻪ ﺳﻤﺖﻋﻘﺐ ﺑﮑﺸﯿﺪ، ﻫﻮاﭘﯿﻤــﺎ ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﺑﺎﻻﺣﺮﮐﺖ ﺧﻮاﻫﺪ ﮐﺮد و ﻫﻨﮕﺎﻣﯽ ﮐـﻪ آن را ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﺟﻠﻮ ﻓﺸﺎر دﻫﯿﺪ، ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ ﺣﺮﮐﺘﯽ ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﭘﺎﯾﯿﻦ ﺧﻮاﻫﺪ داﺷﺖ.هر دو بال هواپیمایی که در حالت پرواز مستقیم است نیروی Lift (برا) مساویی وارد میشود در غیر این صورت هیچ هواپیمایی قادر به پرواز مستقیم نبود و هواپیما در جهت بالی که نیروی lift کمتری به آن وارد می شد دائما گردش می کرد. هواپیماها با استفاده از این ویزگی (اختلاف نیری برآ دو بال) گردش میکنند اما چگونه؟ همان طور که گفتیم به دو بال هواپیماها در حالت پرواز مستقیم نیروهای lift یکسانی وارد می شود در نتیجه خلبانی که قصد تغییر مسیر دارد باید این نیرو هارا در یک بال کم ودر بال دیگر به همان اندازه زیاد کند این کار با استفاده از Ailerons (شهپرها) یی که در انتهای بال ها قرار دارد انجام می شود مثلا هواپیمایی را در نظر بگیرید که قصد چرخش به سمت راست را دارد در این هنگم خلبان باید فرامین کنترل هواپیما را به سمت راست بچرخاند این کار باعث می شود که شهپر بال راست بالا بی اید و باعث کاهش نیروی lift برو بال راست شود و در مقابل شهپر بال چپ به همان اندازه پایین می رود و باعث افزایش نیروی lift بر روی بال چپ می شود در این صورت است که کجی یا Bank اتفاق می افتدرهام حسامی دانشجوی ترم هفتم مهندسی هوافضا