مرکز انجمنهای تخصصی

  نام  

 آشنایی با پدیده جدایش جریان 


دو تصویر از جنگنده چند منظوره سوخو-35بی-ام رو مشاهده کنید. نکته ی این تصاویر بحث جدایش جریان هست که از امتداد ریشه بال شروع شده و به دلیل شرایط جوی و احتمالا رطوبت کافی هوا، جریان به شکل قابل مشاهده ای در آمده:

  

  


  جریان به معنی اینه که دیگه جریان هوا از شکل سطح تبعیت نمیکنه و به جای عبور از روی سطح، از اون جدا میشه. 
  در تصاویر بالا هنوز جدایش به طور کامل شروع نشده و جریان گردابه ای ناشی از خاصیت امتداد یافتگی ریشه بال مشاهده میشه. 

  تکمیل مطلب [External Link Removed for Guests] چند چیز رو باید معرفی کنم: 
 محور طولی: خطی که نوک هواپیما رو به دم اون وصل میکنه محور طولی نام داره(تعریف ساده) 
 وتر بال: خطی که لبه جلویی(لبه حمله) مقطع بال(ایرفویل یا بالواره) رو به لبه عقبی(لبه فرار) وصل می کنه وتر نام  
 زوایه حمله: به زاویه محور طولی هواپیما با خط افق زاویه حمله گفته میشه. معمولا هواپیماها برای پرواز بایستی چند درجه زاویه حمله مثبت(بالاتر از افق) بگیرند تا نیروی بالابرنده توسط بال تولید بشه. 
  
 زاویه حمله یا زاویه وتر مقطع بال با افق. خطوط مشکی خطوط جریان هوا هستند. 
 جدایش جریان: در حالت پرواز عادی هواپیما، جریان هوا از روی سطح عبور میکنه. اما با افزایش زاویه حمله(با فرض ثابت بودن سرعت)، کم کم جریان دیگه از شکل سطح جسم تبعیت نمیکنه و راه خودش رو میره. به این پدیده جدایش میگن که باعث کاهش نیرو بالابرنده(لیفت یا برآ) میشه. 
  
 جدایش جریان از سطح در زوایه حمله زیاد 
  مقایسه دو تصویر بالا ممکنه ابهامی پیش بیاد که باید دقت کرد تصویر اول ساختگی هستند و قصدش توضیح جدایش نیست و تصویر دوم نمایش صحیحی از جدایش جریانه(Flow separation). 
  شروع این پدیده به عوامل مختلفی بستگی داره که به جز زاویه حمله، شامل سرعت پرواز و شکل سطح هم هست. 
  ادامه چند تصویر دیگه از بروز جدایش جریان در پرواز واقعی رو مشاهده می کنید. به جریان گردابه ای که از امتداد ریشه بال بوجود میاد هم دقت بفرمایید. 
  
  
  
  


  از یک [External Link Removed for Guests] . البته جا برای تکمیل شدن بسیار دارد. 

حالا این جدایش چه تاثیری روی جنگنده داره ؟ خوبه یا بد ؟؟؟؟

دوست عزیز و گرامی, جناب FREE MAN
درود بر شما

با سپاس فراوان از دوست عزیزم, جناب sokuteasemuni

این جدایش چه تاثیری روی جنگنده داره ؟ خوبه یا بد ؟

پدیده Separation (در هوانوردی) و یا Flow Separation (در مکانیک سیالات) باعث بروز اختلاف فشار شدید در سطوح فوقانی و تحتانی بال های هواپیما میگردد و این اختلاف فشار در کنار پدیده مخرب و آیرودینامیکی Wing Tip Vortex و جریانات حلقوی نوک بال ها, باعث ایجاد پسا و Drag مخرب میگردند. برآیند واکنش این نیرو میتواند موجب کاهش مانورپذیری, سرعت و ایجاد لرزش های بعضا" شدید در هواپیما گردد. البته تداوم این امر به جهت افزایش فشار استاتیک بر روی سازه بال, میواتند تاثیرات به مراتب خطرناک تر نیز داشته باشد. با اینحال در هواپیماهای جنگنده و مسافربری جدید, از برخی تکنولوژی های نوین در جهت کاهش Separation و یا تغییر بازه متغیر Separation Point (نقطه جدایش) استفاده میگردد. از جمله این موارد میتوان به استفاده از Leading Edge Flap و Canard در جهت افزایش سطح مقطع موثر بال ها و همچنین Winglet و Vortex Generator در جهت کاهش جریانات حلقوی اشاره نمود. البته خصوصیات طراحی نیز نقش بسزایی در تعیین عوامل فوق ایفا مینمایند.

 [External Link Removed for Guests] 
امیدواریم جناب sokuteasemuni عزیز با توجه به تخصص خود در این زمینه, توضیحات بیشتری را ارائه نمایند.


موفق باشید

سلام دوستان
با اجازه از جناب sokuteasemuni وCAPTAIN PILOT عزیز

در عکس‌هایی‌ که دوست عزیزsokuteasemuni قرار دادن باید اضافه کنم که تشکیل اون ابرها روی سطح بال بر اثر افت شدید فشار و متعاقبا خنک شدن هوا و رسیدن دما روی سطح بال به dew point یا نقط اشباح شده میرسه که همونطور که اشاره شد در هوای مرطوب و ارتفاع کم و اللخصوص محیطی‌ که دما نزدیک بهDew point هست تشکیل میشن.

در رابطه با جدایش هوا باید گفت که هوا با جریان بر روی سطح فوقانی بال از نقط transition point تا separation pointشروع به جدا شدن از سطح بال می‌کنه و با رسیدن separation point جریان هوای turbulent تبدیل میشه و در این نقطه هست که هوا کاملا جدا می‌شه، با افزایش زاویه حمل این نقطه به طرف لبهٔ حمله حرکت می‌کنه و همونطور که اشاره شد باعث از دست رفتن نیروی برا میشه. همونطور که اشاره شد نیروی برا به عوامل بسیار زیادی بستگی داره که با استفاده از فرمول لیفت میشه محاسبه ش کرد.
[External Link Removed for Guests]
[External Link Removed for Guests]
Drag یا پسا به ۲ دسته کلی‌ تقسیم می‌شه:

۱.(Induced Drag):ازWing tip vortex که کاپیتان عزیز بهش اشاره کردن به وجود میاد، جریان هوا در بالهای غیر پسگرا از ریشه بال در سطح زیرین بال به سمت نوک بال و بعد نوک بال به سمت روی بال حرکت می‌کنه و از نوک بال از سطح فوقانی دوباره به سمت ریشه بال بر می‌گرده که این جریان(span wise flow) موجب ایجاد Wing tip vertices، یکی‌ از راهکارهای بهبود این وضعیت همونطور که کاپیتان عزیز اشاره کردن ( wing tip fence,wing let, wing tip tank) هستش یکی‌ از راهکارهای دیگه(Wash Out)یا پیچندن بال از ریشه تا نوک بال هست یعنی‌ ریشه بال در زاویهٔ حملهٔ بیشتری تا نوک بال قرار میگیره، ولی‌ تاثیر گذارترین روش برای کمتر کردن این پسا افزایش(Aspect ratio) یا نسبت طول بال به عرض اون انجام داد مثل هواپیماهای گلایدر که از بالهای بسیار بلندی برخوردارند. شکل بال هم بسیار تاثیر گذار هستش و کلا بالهای گرد بهترین خصوصیات رو برای از بین بردن (induced drag) دارند مثل جنگندهٔSpitfire. این نوع پسا در سرعتهای پایین به بیشترین حد خودش میرسه.
Spitfire
[External Link Removed for Guests]
Wing Washout
[External Link Removed for Guests]
۲.(Parasite Drag ): که خودش به ۳ قسمت تقیسیم میشه.

>Form Drag: که مربوط به شکل ایرودینامیکی میشه که باعث اختلاف فشار در پشت جسم قرار داده شده در معرض جریان با جلوش می‌شه در نتیجه جریان هوا در پشت سطح نامرتب(Turbulent) میشه.
[External Link Removed for Guests]
>Friction Drag:پسا حاصل از اصطحکاک هوا با جسم دارای سرعت.

> Interference Drag:این پسا حاصل از نقاط اتصال اجزای مختلف هواپیما باهم هست.
[External Link Removed for Guests]

البته ۱نو دیگه از پسا وجود داره که به سرعتهای بسیار بالا مربوط می‌شه به نامWave Drag
در سرعت کم میزان پسا نوع اول(Induced Drag) از همه بیشتر است که با افزایش سرعته کم می‌شه و به پسا نوع دوم (Parasite Drag)اضافه میشه، نقطه‌ای که جفت این نیروها به کمترین مقدار و نسبت ۱ به ۱ میرسند نقط کمترین پسا هستVMD که استفاده بسیار زیادی برای یک هواپیما داره مخصوصاً در مصرف بنزین هواپیما نقش اساسی‌ داره یکی‌ از مهمترین مواردی که میشه بهش اشاره کرد پرواز هواپیماها در این سرعت به صرف می‌باشد.
[External Link Removed for Guests]