تبلیغات
مهندسی مکانیک و هوافضا - Ground effect ( اثر زمین )
هر آنچه که یک مهندس بخواهد اینجا هست!
 
آخرین مطالب
 
محبوبترین ها ی سایت
Ground effect ( اثر زمین )
پدیده ای که در آن تغییر پسا در حین نزدیک شدن پرواز به زمین حاصل می شود تاثیر زمین گویند. اغلب خلبانان این پدیده را به عنوان تمایل به شناوری توصیف کرده اند و برخی هم ادعا کرده اند این شناوری حاصل از نیروی به سمت پایین هوا به وسیله بال و بازگشت آن پس از برخورد به زمین است .

www.sem-mec.sub.ir
به ادامه ی مطلب مراجعه کنید

در برخی ایده ها و نظریه های جدید چنین گفته می شود که کیسه ای از هوای فشرده بین بال و زمین در هنگام نزدیکی به زمین شکل می گیرد. این عقیده به وسیله کمپانی های خاصی که در تلاش هستند تا مزیت های بال کوتاهشان را زبانزد خاص و عام کنند تبلیغ و ترویج شده است .
واقعیت این است که وقتی هواپیما نزدیک زمین پرواز می کند ، جریان فرووزش downwash بال کاهش می یابد . می دانیم که پسای القایی از جریان فرووزش ایجاد می شود و فرووزش نیز با شکلگیری گردابه ها در نوک بال به وجود می اید.
در زوایای حمله زیاد اختلاف فشاری که بین سطح بالا و پایین به وجود می آید بیشتر می شود و در نتیجه آن گردابه های قوی تری القا می شود . پرواز در زاویه حمله بالا با سرعت پایین انجام می شود . فرود و برخاست هواپیما هم در سرعت کم انجام می گردد و لذا در این عملیات ها ، گردابه های قوی باعث ایجاد جریان فرووزش قویی می گردند و پسای القایی زیاد نیز از این پدیده به وجود می آید . در سرعتهای پایین ، پسای کل بیشتر از پسای القایی و کمتر از پسای مزاحم می باشد .
از آنجایی که پسای القایی به وسیله گردابه ها حاصل می شود ، اگر بتوان گردابه ها را حذف کرد هیچ پسای القایی وجود نخواهد داشت . یک روش تئوری ( اما کاملا غیر ممکن) انجام این کار ، داشتن بالی با طول بی نهایت است . . روش دیگر که امکان پذیر است داشتن بالی با صفحه انتهایی بزرگ است.
یک صفحه ی انتهایی بال ، سطحی است که روی نوک بال و عمود بر سطح آن نصب شده و همچون مانعی است که از تشکیل گردابه ها جلوگیری می کند . این قبیل وسایل ، مورد استفاده قرار گرفته اند ، ولی موفقیت محدود داشته اند . جهت نابودی یا کاهش موثر این گردابه بایستی صفحه انتهایی خیلی بزرگ باشد ولی این مساله باعث می شود پسای مزاحم این صفحه مشکل ساز شود و پسای وسیله افزایش یابد .
همچنین اگر هواپیما به اندازه ی کافی نزدیک زمین حرکت کند ، زمین نیز همچون مانعی برای حذف عملکرد گردابه عمل می کند . از انجایی که نوک بال نمی تواند دقیقا بر خلاف زمین باشد نمی تواند همه ی گردابه ها را حذف نماید . همچنان که در شکل نشان داده شده ، مقدار متناسبی از فرووزش و پسای القایی حذف می شود . هر چه بال به سطح زمین نزدیک تر باشد این اثر بیشتر احساس خواهد شد .

نمودار میزان تغییر درصد پسا ی القایی در حالت عادی ( حالتی که پسای القایی دور از زمین تولید می شود ) با تغییر فاصله ی آن از زمین ، نسبت به طول دهنه ی بال را نشان می دهد . در فاصله حدود 0.3 دهانه بال تنها 80% از پسای القایی عادی وجود دارد .
روشن است که در این حالت خلبان بایستی خیلی نزدیک زمین پرواز کند تا کاهش این اثر مهم شود . بنابراین بین یک موقعیت بال بالا و بال پایین هواپیما اثرات مختلفی از اثر زمین تجربه خواهد شد . پسای القایی یک بخش بزرگ از پسا در سرعت های نزدیک شدن به زمین می باشد . بنابراین حتی 10تا 20 درصد کاهش این نیرو اثر قابل توجهی روی پسای کل خواهد داشت.
آنچه روی می دهد با کاهش نسبتا ناگهانی پسا ( در حالتی که هواپیما به زمین نزدیک می شود ) هواپیما سرعت گرفته و تمایل دارد تا جلو تر از باند به پرواز ادامه دهد . بال های با نسبت منظری کمتر پسای القایی بزرگتری دارند . بنابراین با این شرایط تاثیر بیشتری می پذیرند.
البته همه ی شناوری ها را نمی توان به پسا نسبت داد . کاهش فرووزش می تواند به تغییر موقعیت جریان هوا که زاویه حمله موثر افزایش دهد ، ارتباط داشته باشد . این افزایش زاویه حمله به جای تغییر جهت خط وتر بال ، با تغییر جهت خط جریان هوا حاصل می شود ، و به دلیل اینکه زاویه حمله ، زاویه بین خط جریان هوا و خط وتر بال می باشد تاثیر آن یکسان است . افزایش زاویه حمله ، افزایش نیروی برآ را به همراه دارد . بنابراین هنگامی که هواپیما به زمین نزدیک می شود ، مقداری به نیروی برآ اضافه می شود که اثری مانند کاهش پسا را دارد . البته هر دو اثر فوق باعث در پرواز نگه داشتن هواپیما می شود .
سومین اثر کاهش فرووزش که در مقابل تلاش خلبان برای نگهداشتن هواپیما در زمین عمل می کند اثر روی زاویه دم است . فرووزش معمولا زاویه خط جریان عبوری از دم افقی را کاهش می دهد . بنابراین کاهش فرووزش ، باعث افزایش زاویه حمله احساسی روی دم می گردد . این عمل باعث تمایل نوک هواپیما به پایین ، افزایش سرعت و کاهش سا می گردد .
عملیات فرود تنها مانوری نیست که تاثیر زمین در آن نقش دارد بلکه در هنگام برخاستن هواپیما نیز اثر زمین باعث کاهش برای زودرس آن می شود . اگر هواپیما بار اضافه با قدرت کم داشته باشد ممکن است به زمین برخورد کند و بنابراین برای ارتفاع گرفتن مناسب به باند اضافه نیاز دارد . ارتفاع استانداردی که اثر زمین وجود ندارد 50ft می باشد . هواپیما در برخاست تلاش می کند تا پس از طی چندین مایل ، چند فوت ارتفاع بگیرد و سعی می کند که به خارج از میدان اثر زمن به اوج گیری بپردازد .
اثر زمین می تواند به عنوان یک مزیت و یک راه برای سر خوردن در فرود اجباری استفاده شود . همچنین پرواز در نزدیک زمین باعث افزایش برد می شود . اما زمین باید بسیار مسطح باشد و بهترین سطح که می تواند برای این ترفند اجرا شود سطح آب است .
بیشترین اثر زمین روی هواپیماهای بال پایین و دارای نسبت منظری کم در وزن ناخالص زیاد می باشد .

تصویر تعاملی بسیار زیبا جهت درک کردن اثر زمین :





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