" ناسا و 10 فناوری برتر تاریخ هوانوردی "

[MR9 114,062]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

این تصویر ، 10 فناوری حیاتی که تاثیر بسزایی در پیشرفت صنعت هوانوردی در حوزه های حمل و نقل تجاری ، نظامی  داشته اند ،را  به نمایش گذاشته است . مرکز توسعه فناوری " مواد ترکیبی " ناسا ، به شکل جداگانه  و ترکیبی ، فناوریهایی که تا کنون ، موجب یک انقلاب اساسی  درصنعت حمل و نقل هوایی  غیر نظامی و نظامی  شده است را به صورت گذرا ،  بررسی نموده است .

 

این 10 فناوری عبارتند از :

 

 

 

1- توسعه دینامیک  محاسباتی سیالات :

در طول دهه 70 میلادی ، ناسا ، کدهای رایانه ای پیچیده ای را توسعه داد که  این مرکز را قادر می ساخت تا با دقت بالایی ، جریان یک سیال را با استفاده از شبیه سازی های پیچیده ، به مانند بررسی و پیش بینی شکل جریان یافتن هوا بر روی بال هواپیما یا شکل حرکت سوخت پیشرانه اصلی شاتل ، پیش بینی نماید .

مجموعه هایی که از کدهای دینامیک محاسباتی سیالات یا به عبارت  بهتر  ، CFD استفاده نمودند ، امروزه ، آن را به عنوان یک ابزار حیاتی برای مطالعه دینامیک سیالات ، بشمار می آورند . توسعه فناوری CFD ، تا حد زیادی ، زمان مورد نیاز برای آزمایش و تولید هواگردها را کاهش داده است .

 

 

 

 

2-ساختارهای  موسوم به "مواد مرکب " ( کامپوزیت ):

 

ناسا برای نخستین بار در دهه 70 میلادی ،  با همکاری شرکتهای فناور محور خصوصی ، تحقیقات گسترده ای را در زمینه توسعه مواد غیر فلزی  با استحکام بالا ،  که می توانست جایگزین  فلزات سنگین و آلومینیوم در ساختار هواگردها شود را کلید زد .

مواد مرکب بتدریج جایگزین فلز در بخش هایی از سکان عمودی هواگردها ، بال ، بدنه ، پوشش موتور و درب ارابه فرود گردید . استفاده از مواد مرکب ، وزن کلی یک هواگرد را به شکل شگفت آوری کاهش می داد و به شکل طبیعی موجب کاهش مصرف سوخت و افزایش بهره وری پرنده می گردید .

 

 

 

 

 

3- بالچه ها :

 

در طول دهه های 70 و 80 میلادی ، ناسا مطالعات گسترده ای را در خصوص کاربرد بالچه ها که امروزه در قسمت انتهایی بال  اکثر هواگردهای نظامی ( بالگردها ) و هواگردهای غیر نظامی دیده می شود ، به انجام رساند . این نوآوری  ، توسط پژوهشگر ارشد ناسا ، ریچارد وایتکومب ، در مرکز تحقیقاتی لانگلی که در آن زمان ریاست شعبه آیرودینامیک فراصوت  در همپتون  را برعهده داشت ، صورت گرفت .

بالچه ها ، موجب کاهش جریان گردابه ای و در نتیجه بهبود جریان هوا و کاهش مصرف سوخت شده و عملکرد کلی هواگرد را افزایش می دهند . نخستین پرنده ای که با این فناوری یکپارچه شد ، جت های تجاری  کوچک بودند . در اواسط دهه 80 میلادی ، شرکت بوئینگ ، با استفاده از این فناوری در نسخه پرنده افسانه ای 747 سری 400 ، برد  جمبوجت های  خود را افزایش داد و این خبر خوبی برای شرکتهای حمل و نقل هوایی بشمار می آمد .

در بازه زمانی 1980-1979 ناسا ، آزمایشهای متعددی  را با هدف اثبات کار آمدی این فناوری ، در مرکز پژوهش های درایدن ، و پایگاه هوایی ادواردز با استفاده از یکفروند نمونه نظامی بوئینگ 707 به انجام رساند که  نتایج بدست آمده از این آزمایشات ، بخوبی نشان دادکه علیرغم افزایش دو برابری  مسافت طی شده ، مصرف سوخت صرفاً 6.5 درصد ، افزایش داشته است .

 

 

4- ایجاد استانداردهای حفاظت در مقابل رعد و برق:

 

در طول دو دهه 70 و 80 میلادی ، سازمان فضایی ایالات متحده ، تحقیقات و تست های گسترده ای را با هدف شناسایی شرایط متغییر جوّی و بویژه رعد و برق ،  طیف گسترده جریانات القایی به هواگردها و همچنین بررسی سطح تهدیدات به انجام رساند .

دادهای حاصله از این پژوهش های گسترده ، منجر به تدوین دستورالعمل هایی در حوزه طراحی هواگردهای جدید و همچنین دستورالعمل ای پروازی با هدف حفاظت از سیستم های رقومی حیاتی گردید .

 

 

ریچارد وایتکومب

 

 

 

 

 

5- قاعده منطقه فراصوت:

 

در طول دهه 50 میلادی  ، یکی از انقلابی ترین فناوریهایی که در حوزه هوانوردی بوجود آمد ، قانون یا قاعده " منطقه یا ناحیه فراصوتی " بود که توسط ریچارد وایتکومب پایه گذاری گردید . این قاعده ، مفهومی است که به کمک آن ، طراحان هواگردها ، با شکل دهی خاص به نقطه اتصال بال به بدنه ، از ایجاد اختلال در جریان هوا جلوگیری می کنند .وایتکومب پس از طی فرآیند تحقیقاتی خود ، بدین نتیجه رسید که حذف بخشی از سطح مقطع بال که به بدنه متصل می شود ، موجب بهبود توزیع جریان هوا در سراسر طول بدنه هواگرد می شود . طراحان هواپیما با استفاده از این قاعده ، هواگردهایی را از میز نقشه کشی به مرحله عملیاتی  رساندند که می توانستند بالاتر ، سریعتر و دورتر  پرواز کنند .

 

 

 

6- شناسه توربو AE:

 

در طول دهه 90 میلادی ، ناسا با تولید یک شناسه رایانه ای ، موفق شد تا مشکلات بالقوه آئروالاستیک بوجود آمده در تیغه های توربین های جت را با استفاده از یک شبیه سازی دو بعدی مورد شناسایی قرار دهد . این مشکلات در صورت عدم شناسایی به موقع که ناشی از خستگی فلز تیغه های کمپرسور بود ،  موجب  ایجاد استال یا شکستگی تیغه ها می گردید .با استفاده از این شبیه سازی ، شرکتهای سازنده  پیشرانه های جت قادر بودند تا تیغه های کمپرسور را با ضخامت کمتر وسبک تر را طراحی نموده و بالطبع ، پیشرانه هایی با آلودگی و صدای کمتر وارد خطوط تولید شوند .

 

 

 

7- شبکه تحلیل ساختاری ناسا :

 

در دهه 60 میلادی ، مرکز فضایی ایالات متحده ، با همکاری شرکتهای خصوصی ، یک نرم افزار ویژه را توسعه داد که مهندسان به کمک آن ، قادر بودند ساختار های متنوعی ازجمله فضاپیماها و هواگردهای نظامی و غیر نظامی را تجزیه و تحلیل نمایند . امروزه این نرم افزار ، یک ابزار استاندارد صنعتی برای تحلیل سازه هابه کمک رایانه بشمار می آید .

 

 

 

8-سیستم پرواز با سیم  رقومی :

 

در طول دهه 60 و70 میلادی ، محققان مرکز درایدن ، تحقیقات گسترده ای را برای توسعه سیستم پرواز باسیم رقومی ، که نسبت به سیستم های هیدرولیک سنگین و غیر قابل اعتماد ، قابل اطمینان تر محسوب می شدند به انجام رساندند . در این سیستم ، با استفاده از یک رایانه  ، دستورات خلبان به سطح کنترل هواپیما ، از طریق شبکه ای از سیم ها انتقال می یافت .

این پروژه تحقیقاتی در سالهای دهه 70 میلادی ( 1973-1972) که با استفاده از یکفروند جنگنده F-8 انجام می شد  ، مفاهیم اساسی سیستم های کنترل تمام الکتریکی را پدید آورد که در حال حاضر ،  تقریباً در تمامی پرنده های مدرن بلند پرواز تجاری و نظامی مورد استفاده قرار می گیرند . شاتل های فضایی ، پیشرو استفاده از چنین سیستم هایی محسوب می شوند .

 

 

 

 

9-کابین شیشه ای :

 

در طول دهه 70 و 80 میلادی ، ناسا بعنوان یک مجموعه پیشرو ، فناوری استفاده از یک یا چند  صفحه نمایش پیشرفته در کابین خلبان که می بایست  جایگزین تعداد بی شماری از نشانگرهای آنالوگ می شد را توسعه داد . این فناوری که از همان ابتدا به " کابین شیشه ای" مشهور شد ، رویکردی نوآورانه بشمار می آمد که  با استفاده از صفحات نمایش LCD ، تصویری یکپارچه از وضعیت همه سیستمهای هواپیما را در اختیار خلبان قرار می داد . کابین شیشه ای  تدریجاً به یک عنصر جدانشدنی در طراحی هواگردهای تجاری ، نظامی و حتی ناوگان شاتل های فضایی شد.

 

 

10 – سازه هوایی فوق بحرانی :

 

در طول دهه 60 و 70 میلادی ، ریچارد وایتکومب، رهبری گروهی از محققان ناسا را برای توسعه و تست یکسری  سازه های هوایی منحصر به فرد ( شامل بال و بدنه )  با هدف طراحی  هواگرد  تجاری مافوق صوت را جهت تسهیل حمل و نقل و همچنین کاهش پسا را برعهده داشت .

این تستها در نهایت منجر به تولید سازه های هوایی فوق بحرانی شد . طراحی این سازه ها به گونه ای بود که برای کاهش  پسا ، بال بصورت یکپارچه با بدنه طراحی می گردید که این مساله موجب بهبود عملکرد هواگرد در سرعتهای پیمایشی می شد . این سازه ها در مقایسه با بال های متعارف ، پهن تر بوده و سطوحی که در معرض برخورد با جریان هوا بودند ( بعنوان مثال لبه فرار ) با خصوصیات آیرودینامیکی بهتری طراحی می شدند .

این آزمایشات که در مرکز تحقیقات درایدن به انجام می رسید ، بخوبی نشان داد که هواگردهای طراحی شده با ویژگی های فوق ، به نسبت طراحی سنتی ، سرعت پیمایشی بیشتر و 15 درصد کاهش مصرف سوخت را دارا هستند . به همین دلیل ، استفاده از سازه های هوایی فوق بحرانی ، برای طراحی هواگردهای تجاری مافوق صوت ، بهترین گزینه بشمار می آیند .

 

 

منبع : www.nasa.gov

[151crows 356]

سلام

یه چیز دیگه هم که کشف کردن و برای من خیلی جالب بود اینکه اگه نوک شاتل ها رو به سورت نوک تیز نسازن وقتی که وارد جو میشه و سرعت بسیار زیادی  داره تا برسه به زمین، نسبت به اینکه نوک تیز بسازن خیلی بهتر هستش. دلیل این مزیت هم اینکه کمتر داغ میشه. شاید عجیب باشه ولی چون موجی که در سرعت مافوق صوت درست میشه در حالت غیر نوک تیز روی بدنه درست نمیشه و کمی جلوتر از شاتل درست میشه دیگه نوک شاتل خیلی داغ نمیشه. در صورتی که در حالت نوک تیز این موج به بدنه شاتل میچسبه. البته کارهای دیگه هم میکنن که از داغ شدنش جلوگیری بشه مثل استفاده از سرامیک و استفاده از یک میدان الکتریکی و مغناطیسی تا الکترونهای با انرژی بالا به شاتل نچسبند.

[EsmaielF4 243]

با تشکر از جناب MR9 عزیز

 

برای بیشتر مردم بخش فضایی ناسا و دستاورد هاش شناخته شده هستند ولی قسمت های پژوهشی این مرکز در سایه فعالیت های فضایی ناشناخته باقی مونده در صورتی که اگر کمی دقیق تر بشیم دستاوردهای غیر فضایی ناسا اگر بیشتر از دستاورد های فضایی نباشد کمتر نیست! نمونه بارزش مقاطع ایرفویل های NACA (کمیته ملی مشورتی هوانوردی، سلف ناسا) هستند که از دهه 40 تا همین الان مرجعی برای طراحان هواپیما بوده اند.

 

ناسا چندین مرکز تحقیقاتی جداگانه داره که هر کدوم دنیایی هستند برای خودشون شاید دوستان با این اسم ها آشنا باشند

مراکز ایمز ، درایدن ، گودارد ، گلن ، JPL و لانگلی سهم هر کدوم از این ها در هوانوردی غیر قابل انکار هست همونطور که در شوروی سابق هم نقش مرکز تحقیقات آیروهیدرودینامیک (ساگی) غیر قابل چشم پوشی بوده مخصوصا در طراحی آیرودینامیک خانواده فلنکر و فولکروم.

 

5- قاعده منطقه فراصوت:

 

این قانون سطح یا Rule Area برای خودش داستان جالبی داره.

در سال 1953 نمونه اولیه رهگیر YF-102 اولین پرواز خودش رو انجام داد. در این پرواز آزمایشی و پرواز های بعد برخلاف پیش بینی های اولیه مشخص شد که هواپیما قادر به شکستن دیوار صوتی نیست و دلیل آن پسای بیش از حد میان صوتی بود. که در نهایت این پسای بیش از حد باعث ایجاد لرزش و سقوط پیش نمونه در هفدهمین پرواز خود شد. در دسامبر همان سال دکتر ریچارد وایت کامب (Richard Whitcomb) با تدوین قانون هست دلیل پسای بیش از حد هواپیما را پیدا کرد. بر اساس این قانون بدنه هواپیماهایی که با سرعت حدود صوت و مافوق صوت پرواز میکنند باید در قسمت اتصال بال  و بدنه کاهش قطر مقطع یا اصطلاح کمر باریکی داشته باشه. با کمک اجرای این قانون و چند اصلاح جزئی دیگر سرانجام در دسامبر 1954 جنگنده F-102 موفق به شکست دیوار صوتی در پرواز افقی شد.

 

تصویر این هواپیما قبل و بعد از اجرای قانون سطح (به انحنای بخش میانی بدنه در تصویر دوم دقت کنید)

 

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/70/Convair_YF-102_on_Ramp_E-2550.jpg

 

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/eb/Convair_YF-102A_on_ramp_E-2551.jpg

 

3- بالچه ها :

 

این هم تصویری از وینگلت نصب شده روی یک فروند C-135 نیروی هوایی امریکا که بعنوان بستر آزمایش (testbed) برای winglet ها در سال 1979 و 80 توسط ناسا استفاده شد. با این توضیح که این نخ های کوتاه برای یررسی رفتار جریان هوا استفاده می شوند و 4 تیغه انتهای بال هم برای تخلیه الکتریسیته ساکن هواپیما هستند.

 

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/dd/Winglet_with_attached_tufts_of_an_KC-135A.jpg

 

سلام

یه چیز دیگه هم که کشف کردن و برای من خیلی جالب بود

 

شاتل در زمان خودش لبه ی مقدم تکنولوژی بود و شاید هیچ پرنده ای این حجم از تکنولوژی رو یکجا در خودش نداشته باشه. به نظرم بد نیست تاپیک مفصلی برای بررسی شاتل داشته باشیم بویژه اینکه برای برنامه شاتل ها در ابتدا کاربرد های نظامی هم در نظر گرفته شده بود.

 

* اگر امکانش هست لطفا تصاویر رو به گاالری منتقل کنید

ویرایش شده در آبان 94 توسط EsmaielF4

[MR9 114,062]

با سلام 

 

برای بیشتر مردم بخش فضایی ناسا و دستاورد هاش شناخته شده هستند ولی قسمت های پژوهشی این مرکز در سایه فعالیت های فضایی ناشناخته باقی مونده در صورتی که اگر کمی دقیق تر بشیم دستاوردهای غیر فضایی ناسا اگر بیشتر از دستاورد های فضایی نباشد کمتر نیست! نمونه بارزش مقاطع ایرفویل های NACA (کمیته ملی مشورتی هوانوردی، سلف ناسا) هستند که از دهه 40 تا همین الان مرجعی برای طراحان هواپیما بوده اند.

 

 

در قدمت استانداردهای تدوین شده توسط NACA همین بس که لبه  فناوری لوفت وافه در میانه های جنگ ، یعنی جنگنده افسانه ای FW-190  از استانداردهای این مجموعه  استفاده می کرد 

 

مفاهیم اولیه برای طراحی جنگنده 

 

استاندارد مورد استفاده فوکه ولف 

 

 

" دهانه بال جنگنده جدید فوکه ولف ، به 5/9 متر ( 31 فوت و 2 اینچ  ) رسید و مساحت آن به 15 متر مربع (  161 فوت مربع )  بالغ شد . بال جنگنده جدید آلمانی  ، براساس استاندارد NACA 23015/3 در ریشه بال و استاندارد NACA 23009 ، در نوک بال ، طراحی گردید "

 

 

پی نوشت :

 

سالها پیش ، در بولتن عمومی وزارت دفاع ( مجله صنایع هوایی ) مقاله جذابی در خصوص تاریخچه NACA و تبدیل آن به NASA مطالعه کرده بودم  و گستره و حجم سرمایه گذاری های علمی که این دو مجموعه برای پیشبرد صنعت هوانوردی انجام داده بودند ، حقیقتاً جای تعجب داشت . 

 

عجیب نیست که صنعت هوانوردی و بخصوص هوانوردی نظامی ، مادر پیشرفت فناوری در حوزه های مختلف بشمار میرود . 

[koloot 642]

بعد بعضي ها تو اين مملكت ميگن ما چرا بايد دنبال توسعه فضايي باشيم از كنار همين اقدامات به گفته بعضي ها بي فايده ببينيد چقدر دانش هاي مفيد بدست امده !!!! يك نكته ديگه حافظه غير صفحه اي كه پدر فلش مموري و هارد هاي اس اس دي امروز هم هست همين ناسا بود چون بدليل تكان و شرايط بسيار بد شاتل هاي فضايي نمي شد از هارد هاي سيلندري استفاده كرد

[deserthawk 5,518]

با تشکر

در حقیقت سرمایه گذاری های کلانی که یک سازمان دولتی مانند ناسا برای اموری که در آینده بکار خواهند آمد باعث پیشرفت فناوری در بسیاری از زمینه ها شده است. با اینکه ممکن است بسیاری از این طرح ها با شکست مواجه شوند و حتی با وجود موفقیت نیز تجاری سازی نشوند ولی تا وقتی بودجه مناسب پشت این برنامه ها باشد پیشرفت تکنولوژی رو به جلو خواهد بود.

 

نظیر این فناوری ها در بسیاری از بخش ها که از پشتیبانی مالی نهادهای نظامی و فضایی برخوردارند به وفور وجود دارد.

کولار، نایلون، فرئون و ... برای اولین با توسط کمپانی DuPont ساخته شدند که خود آن نیز کار خود را با ساخت و آسیاب باروت برای اسلحه آغاز کرده بود.

اولین آلیاژهای حافظه دار به صورت عمومی در آزمایشگاه های مهمات سازی نیروی دریایی آمریکا کشف شدند و اولین استفاده تجاری از آنها (احتمالا نیتینول) در اتصالات سیستم هیدرولیک هواپیماهای F-14 بود.

معروف ترین نرم افزارهای مدل سازی قطعات و مونتاژ با استفاده از کامپیوتر با نام های CATIA و SolidWork تحت ساخت و مالکیت کمپانی داسوسیستم از زیرمجموعه های داسواوییشن فرانسه هستند که سازنده میراژ و رافائل هست.

 

به نظر بنده در آینده نزدیک فناوری های مربوط به دینامیک سیالات و الکترونیک در صنایع و به خصوص بخش هوانوردی بسیار با کندی پیش خواهند رفت و عمده پیشرفت در این صنایع مربوط به جنس مواد و فیزیک آنها مربوط خواهد بود که در حال حاضر با چالش های فناورانه مواجه هستند. نظیر این موارد را می توان در مواد خود ترمیم شونده و گرافن یافت که با تجاری سازی و پیشرفت آنها تحولات عظیمی در صنایع و به خصوص هوانوردی نظامی اتفاق خواهد افتاد. این امر نیاز به تزریق دوباره و بیشتر منابع مالی عظیم به این بخش ها دارد.

[Moghaddam 1,985]

 

بالچه ها ، موجب کاهش جریان گردابه ای و در نتیجه بهبود جریان هوا و کاهش مصرف سوخت شده و عملکرد کلی هواگرد را افزایش می دهند .

 

راجع به بالچه ها و جریان گردابه ای توضیح میدید؟

[MR9 114,062]

راجع به بالچه ها و جریان گردابه ای توضیح میدید؟

 

با سلام 

 

در حقیقت برای تشریح جریان گردابه ای ، باید اصول و ماهیت شکل جریان هوا روی بال هواگردها را بطور کامل عرض کنم و این نیازمند تسلط کامل روی دانشی هست که بنده فاقد آن هستم ( بدلیل ماهیت  سیر مطالعاتی بنده  که فنی نیست ) با این حال به شکل محدود خدمت شما عرص می کنم .

 

 

1- اینکه گفته می شود پروردگار ، خالق آسمان ها وزمین است و این بشر ناچیز و ضعیف ، با الهام از خلقت  و آفرینش خداوند ، فناوری مورد نیاز خودش را توسعه می دهد ، شکی در این نیست 

 

 

 

 

این پرنده شکاری ، با توجه به آیرودینامیک بی نظیرش ، ساعتها و با صرف کمترین انرژی قادر به پرواز در ارتفاعات و سرعتهای مختلف است ، عمدتاً به دلیل زاویه قرار گیری بال به کالبد اصلی و همچنین زاویه قرار گیری شاهپرهای اصلی در نوک بال است ( باشد که انسان از این شاهکار طبیعت که خالق آن پروردگار بزرگ است ، پند گیرد ) 

 

2- برای بررسی جریان هوای روی بال ، شما باید مساحت بال ، سازه هوایی ( ایرفویل ) ، دهانه بال ( وینگ اسپن) ، نسبت منظری ، نسبت مخروطی ، زاویه نصب بال ( عقبگرد یا جلوگرد) ، پیچش ، زاویه نصب بال را بدانید . 

 

  

 

 

                                

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

بالک ابزاری است که در نوک بال‌های هواپیما  استفاده می‌شود.

بالک یک سطح عمودی اضافی روی نوک بال است که یک گوشه آن به سمت بالا است و ممکن است زاویه درونی یا بیرونی داشته باشد و در اندازه‌ها و شکلهای گوناگون برای کارایی‌های متفاوت طراحی می‌شود. این ابزار معمولاً از ۵۰ درصد نوک بال نصب می‌شود زیرا شارش هوا از ۵۰ درصد لبه حمله به سمت لبه فرار منحرف می‌شود و ایجاد عارضه‌ای به نام  جریان گردابی  یا گردابه می‌کند.

این عارضه در اطراف بال که از زیر بال به سطح کوژی (camber) بالک برخورد می‌کند یک نیرویی تولید می‌کند که زاویه درونی و کمی رو به جلو دارد شبیه به بادبان قایق بادبانی . این گردابه‌ها باعث ایجاد پسا می‌شود که در نتیجه هواپیما نیاز به نیروی برآی بیشتری پیدا می‌کند. بالک موجب می‌شود جریان گردابی لبه بال به اندازه قابل توجهی کاهش یابد و بازده بال ثابت، بیشتر شود. بالک جریان هوای نزدیک نوک بال را اصلاح می‌کند و نیروی پسا را کاهش می‌دهد. همچنین ابزار Wing tip می‌توانند خصوصیات سطوح کنترل را افزایش داده و در نتیجه ایمنی را بالا ببرند. بالک اثر Aspect Ratio را افزایش می‌دهد بدون آنکه Wing span را افزایش دهد زیرا در بعضی مواقع span زیاد باعث عدم عبور هواپیما از درهای آشیانه فرودگاه می‌شود. اما با این وجود در بعضی مواقع افزایش span سودمندترین راه است. بالک جریان هوایی را که از روی بال عبور می-کند و نزدیک به نوک بال است، صاف می‌کند و پسا را کاهش می‌دهد. این امر موجب صرفه‌جویی در مصرف سوخت می‌شود. در Glider سرعت حرکت در مسافت ، را افزایش می‌دهد. مطالعات هوانوردی آمریکا نشان می‌دهد که یک بهبودی در بهره‌وری سوخت، مستقیماً با افزایش نسبت نیروی برآر  به پسار رابطه دارد. (L/D). بالک وارد نه یک نوع دیگر از ضایع‌کننده‌ها انرژی در بالک گردابه‌ای است تا به hrust کمک کند. این همکاری اگر چه کم ولی در افزایش عمر یک هواپیما بسیار با ارزش است. بالک مقاومت جریان گردابی را نیز کم می‌کند. این خصیصهٔ بسیار خوبی است زیرا این جریان turbolance می‌تواند باعث فقدان کنترل و نهایتاً تصادف به ویژه در نزدیکی های فرودگاه شود. جریان گردابی در جائیکه سرعت هواپیما آهسته و نزدیک به باند فرود می‌شود و یا انحراف سرعت زیاد است، قوی‌تر است و کمترین فضای مورد نیاز بین هواپیما و فرودگاه وجود دارد. بالک کوچک گشت‌زنی و سفر در فواصل طولانی مناسبتر است زیرا مصرف سوخت اقتصادی‌تر می‌شود.

 

 

 

پی نوشت :

اگر نقص یا کمبودی در این زمینه هست ، دوستان تصحیح کنند . 

[mjb 1,210]

با سلام 

 

در حقیقت برای تشریح جریان گردابه ای ، باید اصول و ماهیت شکل جریان هوا روی بال هواگردها را بطور کامل عرض کنم و این نیازمند تسلط کامل روی دانشی هست که بنده فاقد آن هستم ( بدلیل ماهیت  سیر مطالعاتی بنده  که فنی نیست ) با این حال به شکل محدود خدمت شما عرص می کنم .

 

 

1- اینکه گفته می شود پروردگار ، خالق آسمان ها وزمین است و این بشر ناچیز و ضعیف ، با الهام از خلقت  و آفرینش خداوند ، فناوری مورد نیاز خودش را توسعه می دهد ، شکی در این نیست 

 

 

 

این پرنده شکاری ، با توجه به آیرودینامیک بی نظیرش ، ساعتها و با صرف کمترین انرژی قادر به پرواز در ارتفاعات و سرعتهای مختلف است ، عمدتاً به دلیل زاویه قرار گیری بال به کالبد اصلی و همچنین زاویه قرار گیری شاهپرهای اصلی در نوک بال است ( باشد که انسان از این شاهکار طبیعت که خالق آن پروردگار بزرگ است ، پند گیرد ) 

 

2- برای بررسی جریان هوای روی بال ، شما باید مساحت بال ، سازه هوایی ( ایرفویل ) ، دهانه بال ( وینگ اسپن) ، نسبت منظری ، نسبت مخروطی ، زاویه نصب بال ( عقبگرد یا جلوگرد) ، پیچش ، زاویه نصب بال را بدانید . 

بالک ابزاری است که در نوک بال‌های هواپیما  استفاده می‌شود.

بالک یک سطح عمودی اضافی روی نوک بال است که یک گوشه آن به سمت بالا است و ممکن است زاویه درونی یا بیرونی داشته باشد و در اندازه‌ها و شکلهای گوناگون برای کارایی‌های متفاوت طراحی می‌شود. این ابزار معمولاً از ۵۰ درصد نوک بال نصب می‌شود زیرا شارش هوا از ۵۰ درصد لبه حمله به سمت لبه فرار منحرف می‌شود و ایجاد عارضه‌ای به نام  جریان گردابی  یا گردابه می‌کند.

این عارضه در اطراف بال که از زیر بال به سطح کوژی (camber) بالک برخورد می‌کند یک نیرویی تولید می‌کند که زاویه درونی و کمی رو به جلو دارد شبیه به بادبان قایق بادبانی . این گردابه‌ها باعث ایجاد پسا می‌شود که در نتیجه هواپیما نیاز به نیروی برآی بیشتری پیدا می‌کند. بالک موجب می‌شود جریان گردابی لبه بال به اندازه قابل توجهی کاهش یابد و بازده بال ثابت، بیشتر شود. بالک جریان هوای نزدیک نوک بال را اصلاح می‌کند و نیروی پسا را کاهش می‌دهد. همچنین ابزار Wing tip می‌توانند خصوصیات سطوح کنترل را افزایش داده و در نتیجه ایمنی را بالا ببرند. بالک اثر Aspect Ratio را افزایش می‌دهد بدون آنکه Wing span را افزایش دهد زیرا در بعضی مواقع span زیاد باعث عدم عبور هواپیما از درهای آشیانه فرودگاه می‌شود. اما با این وجود در بعضی مواقع افزایش span سودمندترین راه است. بالک جریان هوایی را که از روی بال عبور می-کند و نزدیک به نوک بال است، صاف می‌کند و پسا را کاهش می‌دهد. این امر موجب صرفه‌جویی در مصرف سوخت می‌شود. در Glider سرعت حرکت در مصافت، را افزایش می‌دهد. مطالعات هوانوردی آمریکا نشان می‌دهد که یک بهبودی در بهره‌وری سوخت، مستقیماً با افزایش نسبت نیروی برآر  به پسار رابطه دارد. (L/D). بالک وارد نه یک نوع دیگر از ضایع‌کننده‌ها انرژی در بالک گردابه‌ای است تا به hrust کمک کند. این همکاری اگر چه کم ولی در افزایش عمر یک هواپیما بسیار با ارزش است. بالک مقاومت جریان گردابی را نیز کم می‌کند. این خصیصهٔ بسیار خوبی است زیرا این جریان turbolance می‌تواند باعث فقدان کنترل و نهایتاً تصادف به ویژه در نزدیکی های فرودگاه شود. جریان گردابی در جائیکه سرعت هواپیما آهسته و نزدیک به باند فرود می‌شود و یا انحراف سرعت زیاد است، قوی‌تر است و کمترین فضای مورد نیاز بین هواپیما و فرودگاه وجود دارد. بالک کوچک گشت‌زنی و سفر در فواصل طولانی مناسبتر است زیرا مصرف سوخت اقتصادی‌تر می‌شود.

پی نوشت :

اگر نقص یا کمبودی در این زمینه هست ، دوستان تصحیح کنند . 

خیلی کامل بود ممنون استاد

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

اساس همه ی مباحث سیالاتی پدیده ای به نامvorticity یا گردابه هست...پدیده ای ک با وجود تحلیل بسیار دقیق ریاضی و اثبات وجود اون بطور نسبتا ساده واستفاده از اون در تمام علومی ک با سیالات درارتباطند ولی هنوز دلیل اصلی و بنیادی پیدایشش معلوم نیس!
همه ی نا به سامانی ها و مشوش شدن جریان های سیالاتی دلیلش همین گردابه هست....حتی اصطحکاکی ک سبب گرانروی سیالات روی اجسام میشه بخاطر همین ورتی سیتی هست

برای تقریب خوب ذهنی میشه ورتی سیتی رو مثل بالا رفتن پیچشی دود سیگار ک در انتها محو میشه رو تجسم کرد

بر همین مبنا جریان های سیالاتی به 2گونه اصلی تقسیم میشن آرام(laminar)ک فاقد هرگونه چرخش هستند وآشفته(turbulent)ک ورتی سیتی در اون ایجاد میشه تقسیم میشن(ک سبب درگ شدید در هر جسم غوطه ور در سیالات میشه)....عدد رینولدز مبنای اصلی این تفکیک هست...شمامیتونین یه جریان آب داخل لوله رو ک داخلش یه مایع رنگی مثل جوهر رو پخش میکنین روبرای نمایش این دو مدل جریان استفاده کنین...تا یک دبی جریان مشخص خط جریان جوهر تقریبا صافه اما با افزایش جریان دچار اعوجاج شدید میشه

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

این مباحث رو دوستانی ک دستی بر آتش دارن حتما در سطوح بالای آکادمیک دنبال کنن(به عنوان یه خواهش از بردار کوچکترتون)...متاسفانه افراد کمی تو این زمینه در ایران کار کردن ک اکثرا دیگه در ایران نیستن...
این مبحث گردابه وشناخت جریانات مثل استفاده ازنفت بدون شناخت ماهیت اصلی اون طی قرن ها بود...اما با شناخت اون در دوقرن اخیرا غوغایی در جهان کرده
کشف بنیادین این مباحث کل علم سیالات رو چندین هزار پله ارتقا میده!!!(درواقع به سمت آسمان پرتاب میکنه!)