ایرفویل

[sayed mojtaba]

مركز فشار ايرفويل: نقطه اي در ايرفويل مي باشد كه برآيند تمامي بارهاي گسترده آيروديناميكي در آن نقطه وارد مي گردد.

مركز فشار معمولا در محاسبات به كار نمي رود زيرا با تغيير زاويه حمله مكان آن در ايرفويل تغيير مي كند و باعث پيچيده شدن محاسبات مي شود. به همين دليل از مركز آيروديناميكي استفاده مي كنند كه در ادامه خواهد آمد. هر چقدر زاويه حمله افزايش پيدا مي كند، مركز فشار به سمت لبه حمله ايرفويل حركت مي كند. شكل زير گوياي اين امر هست:

مركز آيروديناميكي ايرفويل: نقطه ايست كه گشتاور حاصل از نيروهاي آيروديناميكي مستقل از تغييرات زاويه حمله ايرفويل مي باشد. اين نقطه از اين جهت اهميت زيادي دارد. در واقع ما برآيند نيروهاي گسترده آيروديناميكي را به اين نقطه منتقل كرده و متناسب با‌ اين جابه جايي نيرو ٬گشتاوري را با نام Mدر نظر مي گيريم (منظور از گشتاوري كه در ابتداي تعريف آمده است همين گشتاور M است). كه در شكل زير مشخص است:

مركز آيروديناميكي حدودا در فاصله C/4 (يك چهارم طول وتر ايرفويل) از لبه حمله ايرفويل قرار دارد.
ايرفويل متقارن: ايرفويل متقارن ايرفويلي است كه انحنايي(‍‍camber) ندارد و به عبارت ديگر فاصله هر دونقطه بالايي و پاييني آن از وتر يكي مي باشد.

در آيروديناميك نظريه اي وجود دارد به نام نظريه كلاسيك مقطع بال نازك كه حاصل آن براي ايرفويل متقارن اين است:

1) رابطه ضريب برآ با زاويه حمله به صورت زير است:

2) مركز فشار و مركز آيروديناميكي، هردو در نقطه ربع وتر (C/4) قرار دارند.

خب نتايج بالا به چه درد مي خورد؟!! بياييد آزمايش زير را انجام دهيم :

صفحه تخت نمونه اي از يك ايرفويل متقارن است. بنابراين مركز فشار آن يعني نقطه ای كه برآيند نيروهاي آيروديناميكي به آن وارد مي شود در يك چهارم وتر آن است.

اگر اين صفحه را به جلو پرتاب كنيم، دور خود به گردش در مي آيد. مطابق شكل زير:

دليل اين امر واضح است. مركز ثقل صفحه در وسط آن قرار دارد حال آنكه محل اعمال نيروهاي آيروديناميكي در يك چهارم وتر است. اين امر گشتاوري را مطابق شكل ايجاد مي كند:

حال اگر يك وزنه روي صفحه قرار دهيد به طوري كه محل مركز ثقل با مركز فشار منطبق گردد (يعني مركز ثقل در يك چهارم وتر قرار گيرد)، آنگاه با پرتاب آن به سمت جلو شاهد پرواز پايدار صفحه خواهيد بود.