آموزش شبیه ساز پرواز 5

آموزش شبیه ساز پرواز 5

SPL- درس چهارم: برخاست و پرواز آرام- هواپیماها چگونه برخاسته و آرام پرواز می کنند؟


شاید از خود بپرسید که برخاست در یک هواپیما شاید از اهمیت بسیاری برخوردار
باشد، اما پرواز با سرعت کم و آرام چه کاربردی می تواند داشته باشد؟ پاسخ
این سوال را به سادگی می توان داد، فقط کمی فکر کنید. در کدام مانور
پروازی کاهش سرعت داریم؟ قطعاً جواب این سوال تنها می تواند «فرود» یا
لندیگ باشد که در طی آن خلبان سرعت را به شدت کاهش داده برای فرود آماده
می شود. پس آموختن هدایت هواپیما در پرواز با سرعت پایین بسیار ضروری است.
بدون یادگیری این درس، حتماً در پایان فرود هایتان باید ارابه های فرود
هواپیمایتان را به کلی تعویض نمایید!

اجزای بال های یک هواپیما

به شکل 1 در زیر نگاه کنید. در این شکل اجزای یک بال نشان داده شده اند.

شکل
1- اجزای بال: Leading Edge یا لبه حمله، Trailing Edge یا لبه فرار،
Upper Cambered Surface یا سطح انحنای بالا، Lower Cambered Surface یا
سطح انحنای پایین و Chord Line یا وتر بال

1- Leading Edge یا لبه
حمله: لبه حمله قسمت جلویی بال است که مستقیماً هوا را می شکافد و اولین
قسمتی است که در آغاز پرواز، با هوا برخورد کرده و در فرآیند تولید برا
شرکت دارد.

2- Trailing Edge یا لبه فرار: لبه فرار قسمت انتهایی
بال و آخرین نقطه ای است که هوا پس از رد شدن از سطوح بالا و پایین بال از
آن می گذرد. این نقطه، به نقطه ی ترک هوا نیز معروف است.

3- Upper
Cambered Surface یا سطح انحنای بالا: سطح بالایی بال را که مقداری نیز به
صورت منحنی و قوس دار ساخته شده است و نقش مهمی در ایجاد نیروی برا دارد،
سطح انحنای بالای بال می گویند که همیشه مسافت طی شده توسط هوا از روی این
سطح بیشتر یا مساوی سطح پایین است.

4- Lower Cambered Surface یا
سطح انحنای پایین: سطح پایینی بال را که همانند سطح بالا گاه انحنا داده
شده و یا گاه به صورت تخت و صاف است، سطح پایینی بال می گویند. این سطح
نیز همانند سطح بالای بال نقش عمده ای در تولید برای کلی بال دارد.

5-
Chord Line: تنها مفهومی که شاید تا به حال با آن آشنایی نداشته اید، «خط
وتر بال» است. خط وتر بال خطی فرضی است که فاصله اش برابر کوتاهترین مسافت
بین لبه حمله و لبه فرار است. لازم به ذکر است که خط وتر، عرض کلی بال را
نیز مشخص می کند.

Airfoil یا ایر فویل: به هر سطحی که حرکت آن در
هوا باعث ایجاد نیروی برا شود و این سطح مخصوصاً برای تولید نیروی برا
ساخته شده باشد، ایرفویل می گویند. بال های هواپیما هم یک نمونه ایرفویل
است.



باد نسبی یا Relative Wind

شخصی را تصور کنید
که در یک روز صاف و آفتابی بدون وجود هر گونه بادی، در حال دویدن است. با
وجود اینکه بادی در حال وزیدن نیست، اما این شخص وجود باد را بر صورت و
اعضای بدن خود حس می کند. در حقیقت این باد، یک باد نسبی است که در اثر
حرکت شخص در هوا به وجود آمده است و در غیر اینصورت، هوا حرکتی ندارد. اگر
شما در یک اتومبیل نشسته باشید، با شروع حرکت اتومبیل، شاید چنین به نظر
آید که مثلاً درختان کنار خیابان در حال حرکت به عقب هستند در حالی که
چنین نیست و این حرکت اتومبیل است که چنین احساسی را در شما پدید آورده
است. مسئله باد نسبی نیز به همین ترتیب است. باد نسبی همیشه مخالف جهت
حرکت هواپیما یا هر جسم دیگری در هواست.



زاویه حمله بال یا Angle of Attack یا زاویه آلفا (α)

می
توان گفت که یکی از مهمترین عوامل ایجاد نیروی برا، دارابودن زاویه حمله
است. این جاست که باید مفهوم Chord Line را خوب فراگرفته باشید. به زاویه
ای که باد نسبی با خط وتر بال می سازد، زاویه حمله یا زاویه آلفا می
گویند. به شکل 2 نگاه کنید.

شکل 2- بال و زاویه ی 18 درجه ای که خط وتر بال با باد نسبی می سازد

همانگونه
که در شکل بالا مشاهده می کنید، باد نسبی زاویه ای را با خط وتر بال به
وجود آورده است که این زاویه، از اهمیت بسیار زیادی برای اطلاع از میزان
برای تولید شده برخوردار است. یک هواپیما برای آن که صعود کند، دماغه خود
را بالا می دهد. اما در حقیقت صعود هواپیما ناشی از بالا رفتن دماغه نیست،
بلکه با بالارفتن دماغه، زاویه حمله بال افزایش یافته که با زیاد شدن
زوایه حمله، نیروی برا هم بیشتر شده و امکان صعود را برای هواپیما به وجود
آورده است. همچنین، زاویه آلفا می تواند مبنایی برای تعیین کردن نرخ صعود
هواپیما نیز باشد. حالا برای درک مسئله باد نسبی و همچنین تاثیر آن بر
زاوبه حمله بال ها به شکل زیر نگاه کنید.

شکل 3- در تمامی این شکل ها، باد موافق که هم راستا اما مخالف جهت هواپیماست، نشان داده شده است

اگر
تا به حال هنگامی که در یک اتومبیل که با سرعتی نسبتاً زیاد در حال حرکت
باشد، دستتان را از شیشه بیرون آورده باشید و آن را به شکل یک بال در
مقابل جریان هوا قرار داده باشید، به خوبی درک می کنید که منظور از نیروی
برا و زاویه حمله بال چیست. در این حالت، اگر دستتان را مقداری مایل کنید،
می بینید که با افزایش زاویه حمله دستتان، میزان نیروی بالابرنده نیز
بیشتر و بیشتر می شود. برای درک بهتر موضوع به شکل 4 نگاه کنید.

شکل 4- کف دست که مقابل جریان هوا قرار داده شده و در نتیجه با افزایش زاویه حمله، نیروی برا تولید شده است

خوب،
بال های یک هواپیما هم چیزی بیشتر از یک دست فرضی همانند دست شما نیستند
اما دقت بیشتری ساخته شده و دارای سطح همسان و صافی هستند که به تولید
مساوی نیروی برا در تمام نقاط بال و در نتیجه تعادل آن کمک بسیاری می کند.
هرچه بال های هواپیما زاویه حمله بیشتری داشته باشند، برای بیشتری تولید
می کنند. پس با افزایش زاویه حمله، هواپیما سریعتر نیز صعود می کند. به
زاویه حمله در بال های یک هواپیمای نمونه در شکل 5 توجه کنید.

شکل 5- حرکت هواپیما به سمت چپ، باد نسبی در جهت مخالف و زاویه حمله بال که به رنگ ارغوانی مشخص شده است