تبلیغات
مهندسی مکانیک و هوافضا - بال هواپیما
هر آنچه که یک مهندس بخواهد اینجا هست!
 
آخرین مطالب
 
محبوبترین ها ی سایت
بال هواپیما
ماهی‌واره یا هَوابُر یا اِیرفُویل نام شکل ویژه‌ای است که مقطع بال هواپیما یا برخی از تیغه‌های صنعتی مثل ملخ‌ها و پروانه‌ها دارند.
جسمی که این شکل را داشته باشد با حرکت در شاره‌ای مانند هوا یا آب (برپایه اصل برنولی) نیروی برآ ایجاد می‌کند. عامل اصلی پرواز هواپیما همین شکل ماهیواره مقطع بال آن است که با حرکت در هوا و ایجاد نیروی برآری که بیشتر از نیروی وزن هواپیما (و در جهت مخالف نیروی وزن) است باعث پرواز هواپیما می‌شود.
قسمت جلویی ایرفویل لبه حمله (Leading Edge) نامیده میشود و اولین محل تماس با هوا می­باشد و از نظر طراحی ظرافت و حساسیت بالایی دارد. قسمت انتهایی، لبه ی فرار (Trailing Edge) نامیده میشود و مانند یک لبه ی تیز است و در انتهای این محل هوای قسمت بالایی و قسمت پایینی به یکدیگر می رسند. روی آن «سطح روئین» یا «انحنای رویی» (Upper Camber) نامیده میشود و زیر آن «سطح زیرین» یا «انحنای زیرین» (Lower Camber) نامیده شود.
در مهندسی هوافضاایرفویل جایگاه ویژه‌ای دارد. به طوری که پایه اساس پرواز و بهینه‌سازی آن از مطالعه روی ایرفویل‌ها آغاز شد. برادران رایت هم قبل از اولین پرواز مطالعات و آزمایشاتی روی ایرفویل‌های مختلف داشتند و توسط تونل بادی که خودشان ساخته بودند دست به آزمایش می‌زدند.
گه بخوام «بال هواپیما» رو خیلی ساده بیان كنم باید بگم بال امتداد یافته یك «ایرفویل» هستش...در ایرفویل ما جریان دوبعدی رو بررسی می كردیم ولی در بال، جریان سه بعدی میشه و مسائل دیگه ای هم در میان میاد كه باعث میشه نمودارها و مقادیر تغییر كنن...
قبل از بررسی این تغییرات و نمودارهای مربوطه با مهمترین پارامترهای بال باید آشنا بشیم...
پارامترهای مهم بال:
مساحت بال (S): طراحان هواپیما معمولا ، قبل از طراحی بال و مشخص كردن پارامترهای بال، مساحت مرجع بال رو بدست میارند.
ایرفویل (مقطع بال): همانطور كه گفته شد انتخاب ایرفویل مناسب یكی از مهمترین فرایندهای طراحی بال هواپیماست...ایرفویل رو هم میشه طراحی كرد و هم انتخاب كرد. طراحی ایرفویل كار سختیه و شركت های بزرگ مثل بوئینگ و ایرباس معمولا برای خودشون ایرفویلهای خاصی طراحی می كنن. اما برای ما كه تواناییش رو نداریم بهتره كه از میان انبوهی از ایرفویلها، یكی رو انتخاب كنیم...خب شاید بپرسید كه چه ایرفویلی برای بال مناسبه؟... بستگی به ماموریت و شرایط هواپیماتون داره.... مثلا اگه هواپیماتون برای سرعتهای كم طراحی شده، باید به دنبال ایرفویلهای سرعت پایین (low speed airfoil) باشید. یا اگه هدفتون بالا بودن ضریب برآ هست باید به دنبال ایرفویل های high lift باشید و ...
[تصویر:  airfoil_selection.gif]
دهانه بال (b-wing span): مسافت مستقیم بین دو نوك بال هواپیماست. اگه در هواپیماهای مختلف دقت كرده باشید هر چقدر كه هواپیما سریعتر حركت كنه، دهانه بالش كوچكتره و این به كارایی بال در سرعت های مختلف مربوط میشه.
به ادامه مطلب مراجعه کنید

نسبت منظری (AR-Aspect Ratio): این پارامتر به طور ساده مقدار پهنی و نازكی بال رو نشون میده... یعنی بال با نسبت منظری بالاتر لاغر تر و كشیده تره و با نسبت منظری پایین تر، پهن تر و كوتاه تره.
[تصویر:  AR.jpg]
مقدار نسبت منظری از رابطه زیر بدست میاد:AR = wingspan[sup]2[/sup]/wing area
[تصویر:  AR_for.gif]
نسبت مخروطی (Taper Ratio): نسبت وتر نوك بال به وتر ریشه بال هست. وجود این پارامتر می تونه كارایی بال رو افزایش بده.
[تصویر:  taper.gif]
زاویه عقبگرد یا جلو گرد (Sweep back or Sweep forward): وقتی به بال این زاویه رو میدیم، باعث زیباییش میشه... اما فقط زیبایی عامل به كارگیری این زاویه نیست. Sweep میتونه برای هواپیماهای گذر صوتی یا نزدیك صوت مفید باشه. اگرچه در سرعت های پایین كارایی بال رو كاهش میده.
[تصویر:  Sweep.gif]
پیچش (Twist): یك نوع از پیچش بال، اینه كه ایرفویل ها حول محور طولی بال (wing span) چرخش داشته باشند (مطابق شكل زیر).به این نوع پیچش، پیچش هندسی میگن. اما نوع دوم پیچش به این صورته كه نوع ایرفویل در جهت محور طولی بال تغییر كنه... مثلا در ریشه بال از ایرفویل ناكا 2414 استفاده باشه و در نوك بال از ایرفویل ناكا 0012 استفاده بشه... نوع دوم رو پیچش آیرودینامیكی میگن.
[تصویر:  blade.gif]
زاویه نصب بال (wing incidence): زاویه ایست كه وتر ریشه بال با محور طولی بدنه هواپیما پیدا می كند. معمولا معیار تعیین این زاویه، حالتی است كه هواپیما در حالت پرواز سیر (cruise) باشد و بال بیشترین كارایی آیرودینامیكی را داشته باشد.
[تصویر:  Aircraft_Angle_of_Incidence.gif]

پس از آشنایی با پارامترهای بال ، نوبت به این میرسه كه با الگوی جریان روی بال هواپیما آشنا بشیم... خب مهمترین موضوعی كه جریان روی ایرفویل رو با جریان روی بال متمایز می كنه ابعاد جریانه... به عبارتی جریان در بال سه بعدی می شه... 

جریانی كه در بعد سوم (در طول دهانه-span بال ) ایجاد میشه ناشی از ایجاد گردابه هاییه كه در نوك بال ایجاد میشوند.... دلیل به وجود آمدن گردابه ها هم، اختلاف فشار سطح زیرین و رویین بال هست كه در نوك بال، باعث بالا آمدن جریان زیری به روی بال و گردش جریان میشه:
[تصویر:  vortsys.gif]
وجود گردابه در بال، پیامد مثبتی محسوب نمیشه... چون خیلی از انرژی جریان رو میگره و پسا رو افزایش میده... همونطور كه در شكل فوق می بینید، جریان گردشی در نوك بال باعث میشه كه هر چقدر از طرف ریشه بال به سمت نوك بال پیش بریم، نیروی برآ كاهش پیدا كنه تا اینكه در نوك مقدار برآ به صفر برسه...
[تصویر:  chapter_12_img_47.gif]
خب حالا با دانستن این موضوع، به الگوی جریان روی بال هواپیما از سه جهت دقت كنید... از نمای بالا جریان هوا به صورت زیر است:
[تصویر:  wing_flow.gif]
جریان روی بال به سمت ریشه بال همگرا شده و در زیر بال به سمت نوك بال متمایل شده است.... و این موضوع به خاطر ایجاد جریانات گردابه ای نوك بال است.
در نمای كناری نیز جریان ابتدا به سمت بالا (upwash) و سپس به سمت پایین (downwash) متمایل می گردد:
[تصویر:  DaFlapDiagasd.gif]
از نمای پشت هم جریان به دو بخش تقسیم می شود. یكی جریان هوایی كه در پشت هواپیما و دنباله مسیر آن به سمت پایین حركت می كند و دیگری جریان بالا رونده كه در بیرون مسیر حركت هواپیما وجود دارد:
[تصویر:  TH15G5.gif]
ارسال کننده S.Shirafkan - ۲۹ / ۵ / ۱۳۹۳ -- ۵۱ : ۱۰ عصر


مرتبط با: مهندسی هوافضا ,
می توانید دیدگاه خود را بنویسید
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر