[Honar23jaleb]

زاويه حمله واماندگي : زاويه حمله ايست كه در آن واماندگي رخ مي دهد و در نمودار متناظر است با زاويه حمله اي كه در آن ضريب برا ماكزيمم مي شود. طبيعي است كه هر چه قدر اين زاويه بزرگتر باشد براي ما مطلوب تر است زيرا هواپيما مي تواند در زاويه حمله بيشتري پرواز كند و قابليت مانورپذيري بيشتري پيدا مي كند.

زاويه حمله برآ صفر : زاويه ايست كه نيروي برآي ايروفويل در آن زاويه صفر مي باشد. اين زاويه معمولا كوچكتر مساوي صفر است. به عبارت ديگر اين زاويه، در ايرفويلهاي متقارن صفر و در ايرفويلهاي نامتقارن (انحنا دار) منفي مي باشد.

شيب برآ: در واقع شيب منحني ضريب برآ در قسمت خطي مي باشد كه معمولا با a نمايش مي دهند.

شايد سوال شود كه آیا اين منحني مهم و پركاربرد برای یک ایرفویل معین همیشه منحصر به فرد است؟ پاسخ منفيست!! عدد رينولدز (Re)  پارامتريست كه باعث تغيير شكل اين نمودار مي گردد. با تغيير عدد رينولدز تنها ضريب برآي ماكزيمم و به تبع آن زاويه حمله واماندگي تغيير مي كند و بقيه پارامترها از جمله شيب برآ و زاويه حمله برا صفر ثابت مي ماند.

تغييرات هندسي ايرفويل

تغيير ضخامت ايرفويل: افزايش ضخامت ايرفويل ضريب برآی ماکزیمم را ابتدا افزايش مي دهد و سپس كاهش....

مثلا در شكل زير مي توانيد تفاوت دو منحني ضريب برا براي دو ايرفويل نازك(صفحه تخت) و ضخيم (NACA 4412) را مشاهده كنيد:

تغيير انحنا (camber) ايرفويل:‌ با افزايش انحناي ايرفويل، ضريب برآ به صورت زير افزايش مي يابد:

همانطور كه مي بينيد افزايش انحناي ايرفويل اين تاثير مثبت را دارد كه ضريب برآ افزايش پيدا كند و زاويه حمله برآصفر منفي تر مي گردد... اما اين عيب نيز وجود دارد كه انحناي ايروفويل باعث جدايش سريعتر جريان مي گردد يعني زاويه واماندگي كوچكتر شده و سريعتر اتفاق مي افتد.

تغييرات بالا را ميتوانيد به وضوح در آدرس  زير كه توسط ناسا طراحي شده است  به صورت آنلاين امتحان كنيد و لذت ببريد! البته لازمه استفاده از اين نرم افزار نصب برنامه جاوا بر روي سيستمتان هست:

http://www.grc.nasa.gov/WWW/k-12/airplane/foil3.html

برچسب‌ها: آشنایی با ایرفویل, Airfoil, قسمت اول
+ نوشته شده در سه شنبه نوزدهم دی ۱۳۹۱ ساعت 3:42 PM توسط سعید.کلهر  | نظرات
آشنایی با ایرفویل(Airfoil)-قسمت دوم

مركز فشار ايرفويل: نقطه اي در ايرفويل مي باشد كه برآيند تمامي بارهاي گسترده آيروديناميكي در آن نقطه وارد مي گردد.

مركز فشار معمولا در محاسبات به كار نمي رود زيرا با تغيير زاويه حمله مكان آن در ايرفويل تغيير مي كند و باعث پيچيده شدن محاسبات مي شود. به همين دليل از مركز آيروديناميكي استفاده مي كنند كه در ادامه خواهد آمد. هر چقدر زاويه حمله افزايش پيدا مي كند، مركز فشار به سمت لبه حمله ايرفويل حركت مي كند.  شكل زير گوياي اين امر هست:

مركز آيروديناميكي ايرفويل: نقطه ايست كه گشتاور حاصل از نيروهاي آيروديناميكي مستقل از تغييرات زاويه حمله ايرفويل مي باشد. اين نقطه از اين جهت اهميت زيادي دارد. در واقع ما برآيند نيروهاي گسترده آيروديناميكي را به اين نقطه منتقل كرده و متناسب با‌ اين جابه جايي نيرو ٬گشتاوري را با نام  Mدر نظر مي گيريم (منظور از گشتاوري كه در ابتداي تعريف آمده است همين گشتاور M است). كه در شكل زير مشخص است:

مركز آيروديناميكي حدودا در فاصله  C/4 (يك چهارم طول وتر ايرفويل) از لبه حمله ايرفويل قرار دارد.

ايرفويل متقارن: ايرفويل متقارن ايرفويلي است كه انحنايي(‍‍camber) ندارد و به عبارت ديگر فاصله هر دونقطه بالايي و پاييني آن از وتر يكي مي باشد. براي مثال ايرفويل زیر متقارن است:

 

در آيروديناميك نظريه اي وجود دارد به نام نظريه كلاسيك مقطع بال نازك كه حاصل آن براي ايرفويل متقارن اين است:

1)       رابطه ضريب برآ با زاويه حمله به صورت زير است:

2)       مركز فشار و مركز آيروديناميكي، هردو در نقطه ربع وتر (C/4) قرار دارند.

 خب نتايج بالا به چه درد مي خورد؟!! بياييد آزمايش زير را انجام دهيم :

صفحه تخت نمونه اي از يك ايرفويل متقارن است. بنابراين مركز فشار آن يعني نقطه ای كه برآيند نيروهاي آيروديناميكي به آن وارد مي شود در يك چهارم وتر آن است.

اگر اين صفحه را به جلو پرتاب كنيم، دور خود به گردش در مي آيد. مطابق شكل زير:

دليل اين امر واضح است. مركز ثقل صفحه در وسط آن قرار دارد حال آنكه محل اعمال نيروهاي آيروديناميكي در يك چهارم وتر است. اين امر گشتاوري را مطابق شكل ايجاد مي كند:

 

حال اگر يك وزنه روي صفحه قرار دهيد به طوري كه محل مركز ثقل با مركز فشار منطبق گردد (يعني مركز ثقل در يك چهارم وتر قرار گيرد)، آنگاه با پرتاب آن به سمت جلو شاهد پرواز پايدار صفحه خواهيد بود.

برچسب‌ها: آشنایی با ایرفویل, Airfoil, قسمت دوم
+ نوشته شده در سه شنبه نوزدهم دی ۱۳۹۱ ساعت 3:41 PM توسط سعید.کلهر  | نظرات
آشنایی با ایرفویل(Airfoil) - قسمت سوم

در اين قسمت با انواع ديگري از ايرفويلها آشنا مي شويم:

ايرفويل انحنادار: اين ايرفويل ها داراي انحنا هستند. يعني به غير خط وتر، خط ديگري به نام خط انحنا (camber line) وجود داره كه فاصله سطح بالايي و سطح پاييني ايرفويل از اين خط يكي هست. در ايرفويل متقارن اين خط منطبق بر خط وتر مي شد:

همانطور كه در قسمت سوم مباحث آموزشي درباره ايرفويل بحث شد، انحنا از جهتي مفيد است و از جهت ديگر مضر.... از اين جهت مفيد است كه با افزايش انحناي ايرفويل، مقدار نيروي برآ افزايش مي يابد و اين امر براي ما مطلوب است... در عين حال افزايش انحنا مقدار نيروي پسا را نيز افزايش مي دهد و هم چنين باعث مي گردد كه ايرفويل در زاويه حمله كوچكتري دچار واماندگي شود كه اين شرايط براي ما مطلوب نيست...

به همين علت هست كه در هواپيما ها از ايرفويل با انحناي متغيير استفاده مي شود. شايد سوال شود كه چطور مي شود انحناي ايروفيل را تغيير داد؟... به سادگي ... اين كار توسط ابزاري به نام فلپ (flap) انجام مي گيرد. در واقع فلپ بالكي است كه در انتهاي ايرفويل قرار مي دهند و با تغيير زاويه آن، انحناي ايروفيل تغيير مي كند. فلپها انواع مختلفي  دارند كه در شكل زير مشاهده مي كنيد:

 

فلپ ها معمولا نزديك ريشه بال هواپيما (در مجاورت بدنه) قرار مي گيرند كه شكل زير گوياي اين امر است:

 

البته برخي از هواپيماها بيش از يك فلپ دارند:

 

اينجاست كه متوجه مي شويم كه چرا هواپيماها در هنگام بلند شدن از زمين (take off) و فرود (landing)  از فلپ استفاده مي كنند. در اين وضعيت ها به خاطر پايين بودن سرعت هواپيما، نيروي برآ براي پرواز كافي نيست، بنابراين با استفاده از فلپها انحناي ايرفويل بالها افزايش و در نتيجه نيروي برآ افزايش مي يابد. و همچنين در بقيه شرايط پروازي كه سرعت هواپيما زياد است، از فلپها استفاده نمي شود، چون استفاده از فلپ مساويست با افزايش انحناي ايرفويل و در نتيجه افزايش نيروي پسا.... در شكل زير بوئينگ 747 را مشاهده مي كنيد كه در حالت فرود كاملا فلپها را باز كرده است:

 

معرفی ۵ موسسه برتر آموزش زبان انگلیسی در ایران (عمومی،تافل و آیلتس)
بهترین کلاس های آموزش زبان آلمانی در ایران کدامند؟
۳ موسسه برتر برای کلاس زبان فرانسه در ایران
۳ تا از بهترین آموزشگاه های ترکی استانبولی در تهران






ايرفويل فوق بحراني  (supercritical): وقتي هواپيماها نزديك سرعت صوت مي شوند، در بعضي از قسمت هاي آنها امواج ضربه اي ايجاد مي گردد. در اينجا قصد نداريم كه اين امواج را شرح دهيم اما همين قدر بدانيد كه با تشكيل اين امواج، نيروي پسا به شدت افزايش پيدا مي كند. براي جلوگيري از اين امر در سال 1960 ميلادي ايرفويلهايي موسوم به فوق بحراني (supercritical) طراحي شد. خاصيت آنها اين بود كه موج ضربه اي ضعيف تري نسبت به ايرفويلهاي معمولي ايجاد مي كردند و هواپيماهايي كه اين ايرفويلها در آنها به كار رفته شده بود مي توانستند تا سرعتهاي بيشتري شتاب بگيرند.

 در شكل زير هواپيماي f-8 را مشاهده مي كنيد كه مجهز به ايرفويل فوق بحراني است:

 

سطح بالايي اين ايرفويلها نسبتا مسطح است. اما سطح زيرين، نزيك لبه فرار انحنايي وجود دارد كه بارزترين مشخصه ايرفويلهاي فوق بحرانيست.