تاثیر جدایش در درگ فشاری در سه حالت جریان غیر لزج theoretical ، جریان لزج لمینار sub critical و جریان لزج توربولانس super critical

در دو طرف نمودار ، ۱۸۰ مربوط به لبه حمله ، ۹۰ و ۲۷۰ مربوط به بیشترین برآمدگی بالا و پایین استوانه و 0 مربوط به لبه فرار است .

در حالت لمینار ( بیشترین جدایش ) درگ فشاری حداکثر و در حالت غیر لزج درگ فشاری صفر خواهد بود .

جدایش از نمای نزدیک

از separation تا reattachment حباب جدایش یا separation bubble نام دارد .

اگر جریان بعد از جدایش separation بتواند مجددا به سطح بچسبد reattachment آنگاه لایه مرزی به توربولاتس تبدیل میشود ( جدایش خوب )

اما اگر نتواند به سطح بچسبد ، جدایش کامل رخ میدهد ( استال یا جدایش بد )

بنابراین توربولانس و استال هردو با جدایش لایه مرزی همراه هستند اما تفاوت دارند .

با توربولانس شدن لایه مرزی ، در ادامه مجددا توربولانس نیز جدا شده و جدایش کامل رخ میدهد

بنابراین دلیل عدم جدایش لایه مرزی در هواپیماها در زاویه حمله صفر ، بالا بودن رینولدز و توریولانس بودن لایه مرزی روی بخش اعظم بال است چراکه توربولانس نسبت به لمینار مقاومت بیشتری دربرابر گرادیان فشار مثبت ( کاهش سرعت و افزایش فشار ) و اصطکاک دارد .

بین شکل b و e با شکل یکسان اما رینولدز Re متفاوت ، ضریب درگ و درگ کدام یک بییشتر است ؟

مزایا و معایب وینگلت ؟

زیادتر بودن زاویه حمله استال بال نسبت به ایرفویل

بر خلاف تصور ، افزایش طول بالها باعث کاهش درگ القایی ( گرداب نوک بال ) نمیشود و برعکس باعث افزایش آن میشود !

به امید ۳۱ مرداد

ایا میتوان بدون از داشتن موتور و هیچ سیستم برقی و مکانیکی دیگر ، تراست تولید کرد ؟

جواب :

تراست تولیدی در سوال منظور تراست قابل اتکا برای حرکت رو به جلو نیست بلکه ، تغییر جهت لیفت و درگ به سمت جلو است ( در جهت تراست )

در چند حالت این اتفاق رخ میدهد :

۱: استفاده از وینگلت ( خم شدن جهت لیفت به سمت جلو )
۲: قرار داشتن بال در زاویه حمله منفی ( خم شدن جهت لیفت به سمت جلو )
۳: رول زدن به طرفین بصورتی اگر فرضا هواپیما به سمت راست رول بزند ، بال سمت چپ به بالا و بال سمت راست به پایین حرکت میکند ، حرکت بال سمت راست به سمت پایین باعث افزایش زاویه حمله بال سمت راست و خم شدن لیفت به سمت جلو ( تراست ) شده و بال تراست القایی تولید میکند و برعکس برای رول به سمت چپ ‌.
۴:زمانیکه نسبت لیفت به درگ از کتانژانت زاویه حمله بیشتر باشد ( تغییر جهت درگ به سمت جلو و تولید تراست )

مورد ۴ توضیحات اضافه دارد .

اگر لبه حمله بال گرد باشد مانند شاهد ۱۷۱ و تیز نباشد ، آنگاه لبه حمله بال با تولید تراست ، باعث کاهش درگ القایی میشود که به آن leading edge thrust یا leading edge suction گفته میشود .

هرچقدر زاویه حمله کمتر ، swept بال کمتر ، سرعت کمتر و رینولدز بیشتر میزان تراست بیشتر

نکته : برای بالهای با لبه حمله تیز نیز مقداری تراست وجود دارد ولی با تغییر رینولدز تغییر نمیکند اما تغییر تراست لبه حمله با تغییر رینولدز فقط در بالهای با لبه گرد صورت میگیرد .

بنابراین با استفاده از فلپ لبه حمله برای بالهای با لبه حمله تیز ، میزان تراست لبه حمله رو میتوان بهبود بخشید

چند سوال :

۱: مدلی داریم در تونل باد که سرعت هوای تولیدی توسط تونل باد ۱ ماخ ( ۳۴۰ متر بر ثانیه ) . چگونه با ثابت نگه داشتن سرعت ( ۳۴۰ متر بر ثانیه ) ، میتوان به ماخ هایپرسونیک در تونل باد رسید ولی گرما در حد همان ماخ ۱ باقی بماند ؟

۲ : ایا میتوان ماخ بینهایت را در تونل باد بدست اورد ؟

در سرعت زیرصوت ، هرچقدر طول بال بیشتر باشد ، درگ القایی ( درگ ناشی از لیفت ) کمتر میشود ‌ .

اما در سرعت فراصوت ، هرچقدر طول بال کمتر باشد ، درگ القایی کمتر است .

بال کوتاه از نگاه ایرو :

افزایش درگ القایی در زیرصوت
کاهش درگ القایی در فراصوت
کاهش درگ موجی ( wave drag ) در ترنسونیک و سوپرسونیک
کاهش درگ فشاری نسبت به ایرفویل

زمانیکه دما زیاد شود ، و گاز به حالت تعادل حرارتی ( thermodynamic equilibrium ) برسد ، فرضیات گاز کامل ( نسبت ظرفیت گرمایی ویژه گاز ۱.۴ ) دیگر کاربردی ندارد و گاز ، به گاز حقیقی ( real gas ) تغییر میابد . در گاز حقیقی ، نسبت ظرفیت گرمایی ویژه گاز دیگر مقدار ثابت ۱.۴ نبوده و کاهش میابد و در حالت تعادل حرارتی به ۱.۱۴ میرسد . مقدار این نسبت همیشه بیشتر از ۱ است اما در روابط هایپرسونیک گاها میتوان این نسبت را ۱ در نظر گرفت .

با تبدیل گاز کامل به گاز حقیقی ، دمای استاتیک ، سرعت صوت و سرعت نسبت به گاز کامل کاهش میابد .
همچنین دمای کل( T0 ) گاز حقیقی کمتر از گاز کامل و فشار استاتیک گاز حقیقی کمی بیشتر از فشار استاتیک گاز کامل میشود در نتیجه فشار کل( P0 ) گاز حقیقی بیشتر از گاز کامل خواهد بود .

کاهش سرعت و افزایش فشار استاتیک در گاز حقیقی باعث افزایش چگالی و در نتیجه کاهش زاویه شوک ( کاهش لایه شوک ) نسبت به گاز کامل میشود .

بیشتر بودن فشار کل در دماغه در حالت گاز حقیقی نسبت به گاز کامل و کمتر بودن فشار استاتیک پشت شوک در حالت گاز حقیقی بعلت کمتر بودن زاویه شوک نسبت به گاز کامل