آموزش شبیه ساز پرواز 6

آموزش شبیه ساز پرواز 6

همچنین در شکل زیر همین هواپیما را با زوایای حمله مختلف مشاهده می کنیم.

شکل 6- A: زاویه آلفای 5 درجه، B: زاویه آلفای 10 درجه، C: زاویه آلفای 30 درجه و D: زاویه آلفای 45 درجه

حال
یک سوال ممکن است برای شما پیش بیاید: اگر با افزایش زاویه حمله، برا هم
افزایش پیدا می کند، پس آیا هیچ محدودیتی برای نیروی برا نداریم و هر وقت
که بخواهیم می توانیم نیروی برا را به میزان دلخواه افزایش دهیم؟ جواب آن
است که نیروی برا تا حد مشخصی با افزایش زاویه آلفا افزایش می یابد. پس
زاویه ی حمله ای را که در آن نیروی برا، شروع به کاهش یافتن می کند،
حداکثر زاویه حمله یا زاویه حمله براصفر می گوییم که آن را Maximum Angle
of Attack هم می نامند. با تمام این توضیحات، آیا ما هنوز راز اصلی تولید
نیروی برا را برای شما فاش نکرده ایم؟



یک بال چگونه نیروی برا تولید می کند (اساسی ترین مبحث پرواز)

هنگامی
که یک ایرفویل یا بال در حال حرکت در هواست، مولکول های هوا در لبه حمله
از هم گسیخته شده و تعدادی به سمت بالای بال و تعدادی دیگر نیز به سمت
پایین بال، مسیر خود را ادامه می دهند. پیش تر گفتیم که همیشه انحنای سطح
بالایی بال، بیشتر از سطح پایینی آن است. به شکل 7 برای درک بهتر حرکت
مولکول های هوا و انحنای بال هواپیما دقت کنید.

شکل
7- تعدادی از مولکولهای هوا از سطح بالایی بال، و تعدادی دیگر از سطح
پایینی آن می گذرند، همچنین، انحنای سطح بالایی بال از سطح پایینی آن
بیشتر است

فرض کنید مولکولی از زیر بال و مولکول نمونه ی دیگری از
بالای بال می گذرند. بر اساس قانون زمان های انتقال مساوی، این دو مولکول
باید همزمان به لبه فرار بال برسند. اما گفتیم که انحنای سطح بالایی بال
بیشتر است، پس مولکولی که از بالای بال می گذرد، برای اینکه همزمان با
مولکولی که از سطح پایینی بال گذر می کند به لبه فرار برسند، می بایست با
سرعت بیشتری حرکت کند. بر اساس قانون برنولی، هر سیالی مانند هوا، در صورت
افزایش سرعت، فشار آن کاهش کاهش پیدا می کند. در نتیجه، جریانی که از
بالای بال می گذرد، دارای فشار کمتری نسبت به جریان هوایی است که از سطح
پایینی بال می گذرد. حال به دلیل اینکه فشار در زیر بال بیشتر از فشار در
بالای بال است، نیرویی موسوم به نیروی برا تولید شده و بال به هوا بر می
خیزد.



زاویه حمله چگونه باعث افزایش برا می شود

هنگامی
که زاویه بال با باد نسبی یا همان زاویه حمله افزایش یابد، مقدار بیشتری
از هوا به سطح پایینی بال برخورد می کند. بر اساس قانون برنولی، در صورتی
که سرعت یک گاز کاهش یابد، فشار آن افزایش می یابد. با برخورد جریان هوا
به زیر بال در اثر افزایش زاویه حمله، سرعت هوا کاهش یافته و فشار آن
افزایش پیدا می کند، پس اختلاف فشار بالا و پایین بال بیشتر شده و نتیجتاً
برا نیز افزایش پیدا می کند. اگر توجه کرده باشید، هواپیمایی که می خواهد
از زمین برخیزد، به دلیل اینکه سرعت بسیار پایین است، بال این هواپیما
قادر به تولید نیروی برای کافی برای برخاست نیست. پس خلبان با بالا دادن
دماغه، زاویه حمله را افزایش داده و بال ها نیز نیروی برای بیشتری تولید
می کنند و هواپیما از زمین بر می خیزد. حال به شکل 8 نگاه کنید.


--------------------------------------------------------------------------------

شکل 8- تولید نیروی برای مساوی در سرعت های مختلف با تغییر زاویه حمله

در
شکل بالا، بال های هواپیما در تمامی شرایط نیروی برای یکسانی تولید می
کند، با این تفاوت که در سرعت های بالاتر، برای تولید نیروی برای مورد
نظر، زاویه حمله کمتری لازم است اما در سرعت های پایین تر، به دلیل کاهش
سرعت، برای تولید همان میزان نیروی برا، اعمال زاویه آلفای بیشتری نیاز
است. پس اگر می خواهید پس از کاهش سرعت در هواپیمایتان، ارتفاع خود را از
دست ندهید، لازم است که دماغه هواپیما را چند درجه بیشتر بالا بدهید. با
این کار، شما به جبران نیروی برای از دست رفته در اثر کاهش سرعت می
پردازید و بدین ترتیب می توانید ارتفاع خود را حفظ نمایید. البته کاهش
سرعت و جبران نیروی برای از دست رفته با افزایش زاویه آلفا، تا حدی
امکانپذیر است و محدودیت هایی نیز دارد.



نیروی پسا یا Drag چیست

هنگامی
که می خواهید با یک چاقو، شیئی را ببرید، متوجه می شوید که در ابتدا شی
مورد نظر به دست شما نیروی وارد می کند و مانع انجام برش می شود. این
مقاومت تا زمانی ادامه دارد که نیروی دست شما بر نیروی مقاومت جسم غلبه
کند. به همین دلیل است که بعضی از اجسام که مقاومت کمتری دارند، با نیروی
کمتر بریده می شوند و بعضی از اجسام به دلیل مقاومت بیشتر سخت تر برید می
شوند و بعضی دیگر از اجسام، به دلیل عدم توانایی دست شما برای غلبه بر
نیروی مقاومت، اصلاً بریده نمی شوند. ظاهراً هوا را می توان به دلیل
مقاومت کم، به راحتی با چاقو برید، اما برای این کار، وسیله دیگر به نام
بال اختراع شده است که به راحتی هوا را می برد و کاربرد زیادی هم دارد، پس
مواظب باشید در حین بریدن هوا، هواپیمایتان را زخمی نکنید!

طبیعی
است ایرفویل یا بال هواپیما هم که هوا را می شکافد، باید بر نیرویی که از
طرف هوا بر آن به منظور مقاومت وارد می شود، غلبه کند. پس مقداری از نیروی
کشش هواپیما، صرف غلبه بر نیروی مقاومت هواپیما یا همان پسا یا Drag می
شود. امروزه دانشمندان هوافضا، همواره در پی یافتن روش هایی برای کاهش
نیروی پسا و در نتیجه کاراتر شدن هواپیماها هستند. شاید نیروی لازم برای
بریدن هوا در سرعت های پایین چندان مد نظر نباشد و به نظرتان اندک بیاید،
اما در سرعت های بالاتر، این نیرو مقدار قابل توجهی از نیروی موتور را صرف
غلبه بر خود می نماید.



برخاست یا Take-off

طبیعی
است که اگر می خواهید پروازتان را شروع نمایید، ابتدا باید، از زمین بلند
شوید. برای این کار، با به یاد داشتن تمام مفاهیمی که در این درس ذکر شد،
هنگامی که در مسیر باند قرار گرفتید، دسته گاز هواپیما را تا آخر برده و
ماکزیمم قدرت را اعمال نمایید. سپس ترمز ها را رها کرده و منتظر سرعت
گرفتن هواپیمایتان باشید. یادتان باشد که هر هواپیمایی، بسته به خصوصیات و
شرایط، دارای سرعت تیک آف مشخصی است که اکثراً سرعت تیک آف استاندارد، بر
روی سرعت سنج هواپیما نشان داده می شود. همانطوری که در درس های قبل گفته
شد، سرعت تیک آف هواپیمای Cessna 172 با خط سبزرنگی در درون سرعت سنج
هوایی هواپیما مشخص شده است. با رسیدن عقربه سرعت سنج به این سرعت، می
توانید زاویه حمله را با کشیدن جوی استیک به سمت خودتان افزایش داده و
هواپیما را از زمین جدا کنید. تبریک می گوییم، شما در حال پرواز و در
آسمان هستید!



پرواز آرام یا پرواز با سرعت کم یا Slow Flight

برای کاهش سرعت به هر میزان که می خواهید، با مراحل زیر را طی کنید:

1- قدرت موتور را به حالت Idle یا استراحت یا حداقل نیرو برسانید.

2- دماغه هواپیما را به اندازه ای بالا دهید (افزایش زاویه آلفا) که بتوانید ارتفاع هواپیما را حفظ کنید.

3-
هنگامی که به سرعت مورد نظر دست پیدا کردید، حال قدرت را تا جایی افزایش
دهید که سرعت هواپیما در محدوده مورد نظرتان حفظ شود. حال دوباره به حالت
پرواز عادی در آمده و هواپیما را تریم کنید.

========================================================

همیشه
به یاد داشته باشید که منظور از کاهش سرعت این نیست که به هر مقدار که
بخواهید می توانید سرعت را کاهش دهید. سعی کنید هیچ گاه اجازه ندهید که
سرعتتان کمتر از محدوده مشخص شده باشد. چرا که اگر سرعتتان بیش از حد کاهش
یابد، دیگر بال ها حتی با افزایش زاویه حمله، قادر به تولید نیروی برای
کافی نخواهند بود و نتیجه، وامانده شدن هواپیما و یا وضعیتی به نام Stall
خواهد بود که در این حالت، هواپیما مستقیماً به پایین سقوط خواهد کرد.

برای
تمرین این درس، فلایت سیمولاتور را اجرا کرده و سپس به قسمت Flying
Lessons بروید. در قسمت Student Pilot، قسمت Lesson 4: Slow Flight را
کلیک کرده و در گوشه سمت راست بالا، لینک Fly This Lesson Now را کلیک
کنید. با انجام این کار، شما پرواز با سرعت آرام و کم را تمرین خواهید
کرد. برای تمرین برخاست، در قسمت Flying Lessons، به قسمت Student Pilot
رفته و قسمت مربوط به درس Lesson 5: Take offs را کلیک کرده و لینک بالا
گوشه سمت راست را با عنوان Fly This Lesson Now کلیک کنید. با این کار،
شما به همراه معلم خلبانتان، انجام برخاست را با تمام نکات تمرین خواهید کرد.