imar088
عقـــيد
الـبلد : 
العمر : 58
المهنة : أخيراً متقاعد
التسجيل : 08/11/2015
عدد المساهمات : 1453
معدل النشاط : 1704
التقييم : 133
الدبـــابة : 
الطـــائرة : 
المروحية : 
|  موضوع: محاكاة طائرة عمودية  الثلاثاء 10 يناير 2017 - 21:29 | |
| لماذا تطير الطائرة العمودية من وجهة نظر الفيزياءالقوة التي تسبب ارتفاع الطائرة العمودية ناتجة عن الحركة المستمرة لشفرات المروحية ، وترتبط هذه القوة بعاملين أساسيين هما شكل الجناح (aerofoil) و زاوية الجناح بالنسبة لتدفق الهواء (angle of attack) , وسنفسر الآن السبب الفيزيائي لتولد تلك القوة .عند حركة الشفرة عبر الهواء فإن التيارات الهوائية التي تمر حول الشفرة تختلف في سرعتها بين أعلى و أسفل الشفرة ، يزداد هذا الاختلاف بازدياد درجة ميل الشفرة أي الزاوية التي تصنعها الشفرة مع جهة تدفق الهواء و المسماة (angle of attack). اختلاف السرعة سيؤدي لاختلاف في ضغط الهواء بين أعلى و أسفل الشفرة حيث يكون الضغط أعلى من الضغط الطبيعي أسفل الشفرة ، و يكون الضغط أدنى من الضغط الطبيعي أعلى الشفرة:للتوضيح : عندما نضع غاز مضغوط ضمن وعاء فإن هذا الغاز يضغط على جدران الوعاء ، أمر مماثل يحصل على السطح السفلي لشفرة المروحية حيث يكون الضغط عالي و يضغط عليها باتجاه الأعلى ، أما بالنسبة لأعلى الشفرة فيكون الضغط منخفض و يؤدي أيضاً إلى سحب الشفرة باتجاه الأعلى.
بالنسبة لمقطع عرضي من الشفرة : الضغط السابق يؤثر على كل نقطة من نقاط المقطع ولكن عوضاً عن أن ندرس كل نقطة بحد ذاتها ، فإننا نعبر عن قوى الضغط السابقة بقوة وحيدة تؤثر في مركز الضغط {CP : centre of pressure} ( وهو نقطة من المقطع ، قد يتغير موقعها بتغير angle of attack )قوى الرفع المتولدة عن شفرات المروحية نعبر عنها بمحصلة قوى عمودية على مستوي دوران الشفرات ندعوها lift.قوة الرفع ليست القوة الوحيدة الناتجة عن حركة شفرات المروحية ، توجد قوة أخرى تسمى drag هذه القوة تكون معاكسة لجهة حركة الشفرة ، يظهر أثر هذه القوة على الطائرة كعزم فتل يؤدي لدوران الطائرة حول محورها بجهة معاكسة لجهة حركة الشفرات وللتخلص من أثر القوة drag يتم وضع مروحة ذيل للطائرة العمودية ، مهمتها توليد عزم معاكس للعزم الناتج عن عزم القوة drag لابقاء الطائرة دون تأثير عزوم فـتل.كل من القوتين lift و drag متشابهتان في شكل العلاقة المحددة لقيمة كل منهما :(lift) عامودية على جهة تدفق الهواء (drag) موازية لجهة تدفق الهواء.تختلف القوتان في قيمة الثابت الخاص بكل منهما ، هذا الثابت تستنج قيمته بالتجـريب (تسمى التجربة wind tunnel وهي تعتمد على وضع جناح ضمن مجرى هواء و مراقبة القوى الناتجة المؤثرة عليه بتغيير زاوية aoa ) – كل تصميم للـ aerofoil له ثوابت خاصة.كل من الثابتين (CL,CD) يتعلق بعوامل ثابتة (شكل الجناح – أي تصميمه aerofoil – ، ومساحة سطح الجناح) ، كما يتعلق بعامل متغير (زاوية angle of attack ).من تجربة wind tunnel تم استنتاج شكل المنحني للتابع الذي يربط الثابت (سواء CD أو CL ) بزاوية angle of attack لإحدى الطائرات (يختلف حسب نوع الجناح):نسعى أثناء الطيران للحصول على أعلى قيمة للقوة lift و أقل قيمة للقوة drag ، من منحني الثابت lift نرى أن أعلى قيمة لـ CL تقابل زاوية aoa = 15 , ونرى أن منحني الثابت CD يشبه منحني تابع أسي.الزاوية 15 هي زاوية خطرة لأنه لو كانت aoa = 15 و ازدادت بمقدار بسيط جداً لتناقصت قيمة CL بشكل كبير مع استمرار ازدياد قيمة CD و هذا ينتج عنه ازدياد لقوة drag و نقصان كبير لقوة lift يصبح معه التحكم في الطائرة أمراً بغاية الصعوبة (شبه مستحيل )المصدر |
|
