بر اساس قانون برنولی، جریان سیال پر سرعت تر، دارای فشار دینامیکی بیشتر و فشار استاتیکی کمتر هستش. در واقع میشه گفت برای یک محیط که امبینت به حساب میاد،

بر اساس قانون برنولی، جریان سیال پر سرعت تر، دارای فشار دینامیکی بیشتر و فشار استاتیکی کمتر هستش. در واقع میشه گفت برای یک محیط که امبینت به حساب میاد، مجموع این مقادیر ثابت هستش. حالا با فرض اینکه دو ذره اول و آخر ایرفویل رو همزمان برسن، اگر به کمک داشتن اختلاف قوس فوقانی و تحتانی، اختلاف سرعت رو حساب کنیم، این اختلاف سرعت اینقدر ناچیز خواهد بود که اختلاف فشارشون اصلا باعث ایجاد لیفت کافی نمیشه.

boeing 737-900 klm
پس قانون برنولی وجود داره، اما اینجوری نمیشه تعریف کرد که دوتا ذره با هم میرسن لبه حمله و با هم میرسن لبه فرار! در واقع اصلا لیفت روی بال به کمک قانون برنولی تعریف نمیشه!!!
البته میشه حساب کرد که اختلاف سرعت سطح فوقانی و تحتانی چقدره و اختلاف فشارشون رو بدست آورد، و از این اختلاف فشار سطوح فوقانی و تحتانی، و برایندش به لیفت رسید! ولی ذره سطح بالایی و ذره سطح پایینی رو نمیشه تو یه قانون برنولی براشون رابطه نوشت! چون اولین شرط قانون برنولی این هست که ذراتی که بر روی یک StreamLine قرار گرفتن رو میشه با هم مقایسه کرد (با فرض ثابت بودن چگالی و مستقل بودن اون از اثرات فشار و دما البته که در سرعت های ماخ کمتر از 0.6 فرض درستیه.)

برگردیم به تعریف اشتباه از لیفت! که مطابق اون دو ذره ابتدایی با هم با انتها میرسن!!! اتفاقا در تست های تونل با دیده شده که دسته جریان سطح فوقانی بسیار زودتر از دسته جریان سطح تحتانی به انتهای بال میرسه. پس بله! سطح فوقانی سرعت بیشتر داره و سطح تحتانی سرعت کمتر و فشار بیشتر و اما این به این دلیل نیست که مسیر بالا و پایین ایرفویل همزمان طی میشه. گر اینطوری بود، تکلیف تو ایرفویل های متقارن چی بود؟ یا حتی یک برگه ی کاملا تخت که تنها زاویه حمله داره و سطوح بالایی و پایینیش کاملا مشابه هم هستن که اون هم تولید لیفت می کنه! یا ایرفویل های قوس دار ولی بدون ضخامت زمان برادران رایت که سطح بالایی و پایینی هردو شبیه هم بود

واقعیت اینه که برگه ی ایرفویل، یا هر سطح تخت بدون قوس و کاملا صاف(مثل وقتی دستتون رو از پنجره ماشین بیرون میدین و بهش به سمت بالا و پایین زاویه میدین)، اگر با هوا زاویه پیدا بکنه، باعث میشه که در اثر برهم کنش سطحی و تمایل سیال به پیروی از سطح، حجم هوای عبوری از بالای خودش رو به سمت پایین منحرف کنه و در واقع به هوایی که تنهای مولفه ی سرعت افقی داره، یک مولفه ی سرعت عمودی هم بده.
تو تصویر زیر دیده میشه که مومنتومی که بال به هوای عبوری از سطح فوقانی به سمت پایین میده، عکس العملش به سطح فوقانی و به شکل نیروی رو به بالا وارد میشه.
این مومنتوم اضافی که به هوا وارد شده، در ورود هوا به محیط به شکل جریان های گردابه ای دوباره انرژیش رو از دست میده و هم ارز با محیط میشه.

1

در واقع توزیع فشار روی سطوح بال مشابه شکل زیر هست و به کمک فشار منفی نسبی (نسبت به فشار محیط) قابل تعریف هست. فشار منفی روی سطح بالایی بیشتر از فشار منفی روی سطح زیرین هستش.

2

به همین دلیل هم هست که از ایرفویل های متقارن در بال هایی که تو زوایای حمله مثبت و منفی با اندازه ی کم، زیاد قرار می گیرن، استفاده میشه.
مشابه شکل زیر یک ایرفویل نامتقارن هم در زاویه حمله مثبت، تولید لیفت می کنه، اما راندمانش کمتر هست. این مسئله در شرایطی که داون لیفت نیاز هست، به خصوص در دم های پرنده ها بشیار مشهود هستش. بنابر این عموما ایرفویل دم هواپیماها یک ایرفویل متقارن استفاده میشه. (البته در هواپیماهای کوچک و با طراحی سازده)

3
منبع این تصاویر توضیحات سایت دانشگاه ایالتی جورجیا هستش. البته متن از خودم هست و فرصت نکردم متن اون سایت رو بخونم.

خیلی واضح هستش که در تولید لیفت سطح فوقانی نقش اساسی داره. و نه سطح تحتانی. در واقع با یه تقریب خوبی میشه گفت 80% سطح فوقانی و 20% سطح تحتانی در تولید لیفت موثر هستند.

به همین دلیل سعی میشه موتورها، بار قابل حمل، موشک، مخزن سوخت، فیرینگ فلپ ها و هرچیزی که به بال وصل میشه رو زیرش قرار بدن که از راندمان بال کم نکنه. چون بهم زدن توزیع فشار سطح فوقانی از تواناییش برای پایین دادن جریان هوا و تولید لیفت بر اثر قانون سوم نیوتن کم میکنه.

 

برگرفته از aerospacetalk.ir

 

sidebanner

 

Template Settings

Color

For each color, the params below will give default values
Green red Oranges blue crimson

Body

Background Color
Text Color

Header

Background Color
Background Image

Spotlight4

Background Color

Footer

Select menu
Google Font
Body Font-size
Body Font-family
Direction
LiveZilla Live Chat Software