جهت بالابر در زاویه حمله غیر صفر برای بال جاروب شده

مدیران انجمن: parse, javad123javad

ارسال پست
نمایه کاربر
rohamavation

نام: roham hesami radرهام حسامی راد

محل اقامت: 100 مایلی شمال لندن جاده آیلستون، لستر، لسترشر. LE2

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 3282

سپاس: 5494

جنسیت:

تماس:

جهت بالابر در زاویه حمله غیر صفر برای بال جاروب شده

پست توسط rohamavation »

هنگامی که جهت نیروها به طور عامیانه توضیح داده می شود، می گویند "نیروی بالابر به صورت عمود هدایت می شود و نیروی پسا موازی با جریان مقابل است".
اما اگر بال جاروب شده باشد چه؟ در این صورت کدام نوع صحیح تر است و چرا؟ آیا نوع انتخاب شده برای همه اجسام تحت تأثیر نیروهای آیرودینامیکی اعمال می شود و اگر نه، چه استثنایی وجود دارد؟
تصویر
تصویر
اگر یک جسم یا هواپیما به صورت عمود بر خط جریان حرکت کند (به عنوان مثال، به صورت عمود بر باد پیش رود)، نیروی پسا موازی با جریان به وجود می‌آید. این نیروی پسا معمولاً به عقب و مخالف جهت جریان هواست و برخی از جزئیات طراحی و شکل هواپیماها می‌تواند این نیرو را کنترل کنه.
زمانی که بال یک هواپیما به زاویه حمله (Angle of Attack) غیر صفر در مقابل جریان هوا تنظیم می‌شود، این به عنوان "بال جاروب شده" شناخته می‌شود. زاویه حمله به اختصار AOA نیز خوانده می‌شود.
بال جاروب شده می‌تواند به افزایش قدرت ایجاد برفتگی (Lift) و در نتیجه، کنترل بهتر هواپیما کمک کند. با افزایش زاویه حمله، نیروی برفتگی نیز افزایش مییابه. اما تا یک حد معین افزایش زاویه حمله ممکن است باعث افزایش مقدار مقاومت هوایی شود و در نهایت، ایجاد از حالت برفتگی خارج کنه
تنظیم دقیق زاویه حمله به دلیل تعادل بین برفتگی و مقاومت هوایی بسیار مهم است و به طور کلی توسط سیستم‌های کنترل هواپیما تنظیم می‌شود. زاویه حمله می‌تواند در مواقعی مانند بلند شدن یا فرود ، در تغییر جهت یا در حالت‌های اضطراری کنترل شود.زاویه حمله (Angle of Attack) برای بال جاروب شده (swept wing) و بال مستقیم (unswept wing) ممکن است تأثیرات مختلفی داشته باشد. در اینجا، به اثرات زاویه حمله برای هر دو حالت اشاره می‌کنم:
بال جاروب شده (Swept Wing):
زاویه حمله غیر صفر بر روی بال جاروب شده ممکن است به افزایش پایداری در سرعت‌های بالا و کاهش مقاومت هوایی کمک کند.
افزایش زاویه حمله می‌تواند منجر به افزایش برفتگی و در نتیجه افزایش نیروی آپلیفت (Lift) شود، اما به دقت باید کنترل شود تا از حد مطلوب بیرون نرود و مقاومت هوایی زیادی ایجاد نشود.
بال مستقیم (Unswept Wing):
برای بال مستقیم، زاویه حمله غیر صفر ممکن است باعث افزایش برفتگی و نیروی آپلیفت شود.
افزایش زاویه حمله همچنین می‌تواند به افزایش مقاومت هوایی منجر شود. از این رو، تنظیم دقیق زاویه حمله برای حفظ تعادل میان برفتگی و مقاومت هوایی بسیار حائز اهمیت است.
همچنین، اگر در واقعیت نیروها مانند نوع دوم هدایت شوند، آیا بیشتر فرمول های بعدی به گونه ای ایجاد می شوند که یک مدل ریاضی از نوع اول به دست آید؟ به عنوان مثال، شیب منحنی بالابر یک بال جارو شده کمتر از یک بال مستقیم خواهد بود - آیا این نتیجه تبدیل بین مدل ها است؟
بالابر به صورت عمود بر جریان تعریف می شود. کشیدن در جهت جریان تعریف شده است.
اینه که اینها تنها دو نیروی آیرودینامیکی نیستند. مولفه سومی از نیرو نیز وجود داره - معمولاً نیروی جانبی نامیده میشه
در بسیاری از موقعیت‌ها، نیروی جانبی صفر یا حداقل است، بنابراین ما اغلب در قاب دوبعدی کار می‌کنیم که فقط آن را بلند و بکشید. بیشتر هواپیماها متقارن هستند - وقتی در شرایط متقارن پرواز می کنند، نیروی جانبی ایجاد شده توسط نیمه چپ هواپیما با نیروی جانبی تولید شده توسط نیمه راست هواپیما خنثی می شود.
نیروی جانبی تنها زمانی وجود دارد که چیزی نامتقارن باشد.
ما می‌توانیم هر نیرویی را به سه جزء عمود بر هم تفکیک کنیم - Lift، Drag، Sideforce یا X، Y، Z، یا شرق، شمال، بالا. در زمان‌های مختلف، ما انتخاب‌های متفاوتی برای چگونگی حل یک نیرو داریم، زیرا تجزیه و تحلیل را در مسیر آسان‌تر می‌کند.
به همین دلیل، Lift، Drag، Sideforce تنها یکی از گزینه های ممکن است. این انتخابی است که با بالابر عمود بر جریان و کشیدن موازی با جریان تعریف می شود. یکی از مزایای این انتخاب این است که نیروی جانبی معمولاً صفر است.جهت نیروها به طور عمومی توضیح داده شده است
هنگامی که یک جسم در یک سیال حرکت می کنه، نیروی دینامیکی سیال ایجاد میشه. اگر یک جسم سه بعدی را در نظر بگیرم که در یک فضای سه بعدی حرکت میکنه این نیرو را می تونم در 3 جزء تجزیه کنم
انتخاب یک جزء خیلی راحتره: زیرا بخشی از نیروی دینامیکی سیال همیشه در جهت اصلی جریان است (به اصطلاح جریان آزاد یا $V_{\infty}$).
سپس یکی از آن سه مؤلفه به سادگی با جریان تراز شده و درگ مینامم
بنابراین دو جزء دیگر از نظر درگ (یعنی نسبت به جریان) عمود هستند. چگونه رفع می شوند؟ اگر جسم یک جسم آیرودینامیکیه پس منطقی است که یکی از آن دو جزء عمود بر هم را از شکم به سطح بالایی بدنه تعریف کنم. به این جزء بالابر میگم.
در نهایت، سومین و آخرین جزء به صورت جانبی از سمت راست به سمت چپ جسم اشاره میکنه.
بنابراین، نوع 1 صحیح است.
تصویر در نوع 2 شما معمولاً برای ترسیم طرح‌واره نحوه خمش موضعی جریان هوا هنگام نزدیک شدن به لبه جلویی یک بال جارو شده استفاده می‌شود و برای توضیح کاهش درگ فراصوتی ایجاد شده توسط بال‌های جاروب شده نسبت به بال مستقیم استفاده می‌شود. در اینجا توضیح خوبی در مورد این پدیده وجود دارد.
تصویر

ارسال پست