تويت
الديناميكيه الهوائية(Aerodynamics)وتوليد الرفع/شرح مبسط
بسم الله الرحمن الرحيم
ان علم داينمكس( dynamics)علم واسع ,والديناميكيه الهوائيه فرع يعنى بدراسه حركه الهواء وخصوصا عندما تلاتبط بجسم متحرك .والديناميكيه الهوائيه وثيقه الصله بالديناميكيه السائله والغازيه وهناك نظريات مشتركه بينهم وان الديناميكيه الهوائيه تختلف عن الغازيه وقد تتقاطع معها في عدة جوانب وجوهر الاختلاف ان الهواء في حركه دائمه وتدفق دائم يختلف عن الغازات التي يدخل في حركتها عوامل .
لفهم حركه الهواء (جريان او تدفق)حول جسم معين تمكن من دراسه القوى والعزوم التي تتولد وتؤثر على الجسم وهي ما تتمثل سرعه وضغط وكثافه ودرجه حرارة كمؤثرات على المكان والزمان الذي يجري فيه الهواء على الجسم المتحرك.
ان المشاكل في الديناميكيه الهوائيه يمكن ان تنقسم الى قسمين داخلي وخارجي ولكل علمها فمثلا تدفق الهواء الى داخل المحرك النفاث له عدة عوامل ومؤثرات ومشاكل على سبيل المثال المجات الصدميه التي ستقابل جريان الهواء وما يعانيه من انضغاط وتحول حراري . والخارجي يتمثل بتقييم الرفع المتولد منه وموجات الاهتزاز التي تتشكل امام انف الطائرة او امام مقطع الجناح ,ولندخل الى موضوع مقطع الجناح (profoil)
وما تجري عليه من تغيرات في جريان الهواء عليه وما يتبعه من نواتج في قيم الضغط والرفع والكبح وما الى ذلك من امور تخص انسيابيه الهواء وجريانه.
وبدأ نحن نعرف ان الجناح هو سطح يستخدم لتوليد الرفع(lift) للطيران في الجو او خلال اوساط غازيه اخرى.
ان شكل الجناح عادة هو شكل انسيابي يسمى المطيار(airfoil) واصل الكلمه ياتي فقط من انه يشبه الاطراف الاوليه لجناح الطير .
ان اي نوع من الايروديناميكيه للجناح تمثل النسبه بين الرفع والكبح(lift-to-drag ratio). ان قيمه الرفع المتولده من قبل الجناح عند سرعه وزاويه هجوم معينتين ممكن ان تكون اعظم من الكبح المتولد بمرة او مرتين وهذا يعني انو بامكان قوة دفع قليله تساعد على دفع الجناح خلال الهواء لكي يحصل على الرفع المناسب والكفوء.
لكي يتمكن الجناح من توليد الرفع يجب ان يكون مثبت بزاويه تثبيت(seting angle)تكون زاويه ايجابيه مع جريان الهواء وفي هذه الحاله تتولد منطقه ضغط منخفض على السطح العلوي للجناح والتي تقوم بسحب الهواء فوق الجناح نحو الاسفل بعد ان تجتاز مقطع الجناح. اما على السطح السفلي من الجناح فانه تتشكل منطقه ضغط عالى تساعد على تعجيل الهواءباتجاه الاسفل ليلتقي بالهواء المار من الاعلى وان اختلاف الضغط بين هاتين المنطقتين ينتجان قوة دفع الى الاعلى تسمى قوة الرفع(Lift).
ان الاختلاف بالضغط وتعجيل الهواء وتوليد الرفع هو عمليه حسابيه تعتمد قيمها على مكوناتها من سرعه جريان الى اختلاف بالضغط وما ينتج عنه من رفع.حيث يمكن حساب الرفع عن طريق الاختلاف بالضغط او بحساب الطاقه التي صرفت لتعجيل جريان الهواء.
الشكل الانسيابي المشترك بين الاجنحه تجمعه عده عوامل العديد منها لايتعلق بالايروديناميكيه الهوائيه فمثلا تحتاج الاجنحه الى قوة وهذا يتطلب العديد من الاضلاع والدعامات لتسنده وهذا يؤدي الى ان يكون سميك اكثر ليستوعب هذه الاضلاع والدعامات وكذلك قد يستخدم الجناح لحفظ الوقود كخزان وهذا يتطلب من سمك ايضا وقد يتطلب ان يضم مخابيء للعجلات والياتها ومن هنا نلاحظ ان الحاجه الى ابقاء تسريع جريان الهواء اسفل الجناح والتحدب من الاعلى لاطاله الجريان سبب مهم لتوليد الاختلاف بين الضغطين على سطحيه.د
ان اختيار شكل مقطع الجناح من قبل المصممين يعتمد على عوامل اعطاء الرفع اللازم والسرعه اللازمه للطيران وزاويه هجومه ووزن الجناح بما يحويه من ثقل او حمولات وعاده تكون للاجنحه عدة لوحات تسمى اسطح سيطرة(قلابات ) لتسمح للطيار بتعديل شكل المقطع والتي تجعله قادرا على تغيير خصائص تشغيله بالطيران.
من ما تقدم شرح بسيط يوضح دور الديناميكيه الهوائيه على سطح الجناح وكيف يتولد الرفع
حياكم الله
ان علم داينمكس( dynamics)علم واسع ,والديناميكيه الهوائيه فرع يعنى بدراسه حركه الهواء وخصوصا عندما تلاتبط بجسم متحرك .والديناميكيه الهوائيه وثيقه الصله بالديناميكيه السائله والغازيه وهناك نظريات مشتركه بينهم وان الديناميكيه الهوائيه تختلف عن الغازيه وقد تتقاطع معها في عدة جوانب وجوهر الاختلاف ان الهواء في حركه دائمه وتدفق دائم يختلف عن الغازات التي يدخل في حركتها عوامل .
لفهم حركه الهواء (جريان او تدفق)حول جسم معين تمكن من دراسه القوى والعزوم التي تتولد وتؤثر على الجسم وهي ما تتمثل سرعه وضغط وكثافه ودرجه حرارة كمؤثرات على المكان والزمان الذي يجري فيه الهواء على الجسم المتحرك.
ان المشاكل في الديناميكيه الهوائيه يمكن ان تنقسم الى قسمين داخلي وخارجي ولكل علمها فمثلا تدفق الهواء الى داخل المحرك النفاث له عدة عوامل ومؤثرات ومشاكل على سبيل المثال المجات الصدميه التي ستقابل جريان الهواء وما يعانيه من انضغاط وتحول حراري . والخارجي يتمثل بتقييم الرفع المتولد منه وموجات الاهتزاز التي تتشكل امام انف الطائرة او امام مقطع الجناح ,ولندخل الى موضوع مقطع الجناح (profoil)
وما تجري عليه من تغيرات في جريان الهواء عليه وما يتبعه من نواتج في قيم الضغط والرفع والكبح وما الى ذلك من امور تخص انسيابيه الهواء وجريانه.
وبدأ نحن نعرف ان الجناح هو سطح يستخدم لتوليد الرفع(lift) للطيران في الجو او خلال اوساط غازيه اخرى.
ان شكل الجناح عادة هو شكل انسيابي يسمى المطيار(airfoil) واصل الكلمه ياتي فقط من انه يشبه الاطراف الاوليه لجناح الطير .
ان اي نوع من الايروديناميكيه للجناح تمثل النسبه بين الرفع والكبح(lift-to-drag ratio). ان قيمه الرفع المتولده من قبل الجناح عند سرعه وزاويه هجوم معينتين ممكن ان تكون اعظم من الكبح المتولد بمرة او مرتين وهذا يعني انو بامكان قوة دفع قليله تساعد على دفع الجناح خلال الهواء لكي يحصل على الرفع المناسب والكفوء.
لكي يتمكن الجناح من توليد الرفع يجب ان يكون مثبت بزاويه تثبيت(seting angle)تكون زاويه ايجابيه مع جريان الهواء وفي هذه الحاله تتولد منطقه ضغط منخفض على السطح العلوي للجناح والتي تقوم بسحب الهواء فوق الجناح نحو الاسفل بعد ان تجتاز مقطع الجناح. اما على السطح السفلي من الجناح فانه تتشكل منطقه ضغط عالى تساعد على تعجيل الهواءباتجاه الاسفل ليلتقي بالهواء المار من الاعلى وان اختلاف الضغط بين هاتين المنطقتين ينتجان قوة دفع الى الاعلى تسمى قوة الرفع(Lift).
ان الاختلاف بالضغط وتعجيل الهواء وتوليد الرفع هو عمليه حسابيه تعتمد قيمها على مكوناتها من سرعه جريان الى اختلاف بالضغط وما ينتج عنه من رفع.حيث يمكن حساب الرفع عن طريق الاختلاف بالضغط او بحساب الطاقه التي صرفت لتعجيل جريان الهواء.
الشكل الانسيابي المشترك بين الاجنحه تجمعه عده عوامل العديد منها لايتعلق بالايروديناميكيه الهوائيه فمثلا تحتاج الاجنحه الى قوة وهذا يتطلب العديد من الاضلاع والدعامات لتسنده وهذا يؤدي الى ان يكون سميك اكثر ليستوعب هذه الاضلاع والدعامات وكذلك قد يستخدم الجناح لحفظ الوقود كخزان وهذا يتطلب من سمك ايضا وقد يتطلب ان يضم مخابيء للعجلات والياتها ومن هنا نلاحظ ان الحاجه الى ابقاء تسريع جريان الهواء اسفل الجناح والتحدب من الاعلى لاطاله الجريان سبب مهم لتوليد الاختلاف بين الضغطين على سطحيه.د
ان اختيار شكل مقطع الجناح من قبل المصممين يعتمد على عوامل اعطاء الرفع اللازم والسرعه اللازمه للطيران وزاويه هجومه ووزن الجناح بما يحويه من ثقل او حمولات وعاده تكون للاجنحه عدة لوحات تسمى اسطح سيطرة(قلابات ) لتسمح للطيار بتعديل شكل المقطع والتي تجعله قادرا على تغيير خصائص تشغيله بالطيران.
من ما تقدم شرح بسيط يوضح دور الديناميكيه الهوائيه على سطح الجناح وكيف يتولد الرفع
حياكم الله
تعليق