آیرودینامیک پرواز با پاراگلایدر | بخش اول

آیرودینامیک پرواز

آیرودینامیک پرواز با پاراگلایدر

در این بخش قصد داریم تا شما را به ساده­‌ترین روش ممکن با اصول آیرودینامیک پرواز با پاراگلایدر مانند قاعده کلی برنولی، درق و لیفت و نیروهای وارد شونده به پاراگلایدرآشنا کنیم. درواقع اصول آیرودینامیک کنش­ واکنشی است که باعث به پرواز درآمدن پاراگلایدر می­‌شود. سرعت پرواز گلایدر نیز بستگی به طراحی و شکل آیرودینامیکی آن دارد.

قانون برتولی

در روش لانچینگ یا تیکاف با کشیدن بال تا بالای سر، ورودی­ها یا سرسل‌­های گلایدر با هوا پر می­‌شوند و بال شکل می­‌گیرد. هوا وارد بخش مرکزی بال می­‌شود و در قسمت­‌های بسته آن گردش پیدا می­‌کند. به این ترتیب بال استحکام و فرم پیدا می­‌کند.

در هنگام پرواز نیز هوا با لبه پیشرو یا حمله برخورد می­‌کند و به دو قسمت تقسیم می­‌شود، یک قسمت از بالای بال عبور می­‌کند و قسمت دیگر از زیر بال. طراحی بال نیز به این صورت است که قسمت زیرین بال تقریبا مسطح و قسمت بالای بال منحنی شکل است. بنابراین آن قسمت از باد که جدا شده و به زیر بال می­‌رود، به­‌صورت هموار و صاف جریان پیدا می­‌کند. درحالی که هوای عبوری از بالای بال، باید منحنی را طی کند. درنهایت نیز دو جریان هوا در پشت بال با هم برخورد می­‌کنند.

طبق قانون برتولی این تغییر سطح باعث به‌وجود آمدن تغییر فشار می­‌شود. قانون برتولی می­‌گوید اگر سرعت یک سیال افزایش پیدا کند، فشاری که بر یک سطح وارد می­‌کند کاهش می­‌یابد و اگر سرعت یک سیال کاهش پیدا کند، فشاری که بر یک سطح وارد می­‌کند افزایش می­‌یابد. به عبارتی فشار و سرعت سیال با یکدیگر نسبت عکس دارند. بنابراین در قسمت فوقانی بال فشار کمتر و در قسمت زیرین بال فشار بیشتر است. این تفاوت در فشار باعث به‌­وجود آمدن لیفت می­‌شود. این اختلاف فشار قادراست بال را به پرواز دربیاورد اما نباید فراموش کرد که در مقابل نیروی لیفت، نیروی گرویتی یا جاذبه نیز وجود دارد. طبق قانون جاذبه نیوتن، همه اشیا با شتاب ۸ ، ۹ متر بر ثانیه به سمت زمین سقوط می­‌کنند. اما نیروهای آیرودینامیک باعث می­‌شوند که این قانون درباره تجهیزات پاراگلایدر مانند بال پاراگلایدر صدق نکند و با سرعتی آهسته­‌تر به سمت زمین بیایند.

قانون برتولی
آیرودینامیک پرواز با پاراگلایدر
آیرودینامیک پرواز با پاراگلایدر

درق و لیفت

هرگاه جسمی در یک سیال حرکت کند، نیرویی خلاف جهت جریانِ عبوری، به آن وارد می‌شود که به نیروی مذکور، «پسا» (Drag) گفته می‌شود.شناخت این نیرو در آیرودینامیک پرواز با پاراگلایدر اهمیت زیادی دارد.

سه دلیل فرکشن و درق ( اصطحکاک و پسا )

  1. اصطحکاکی که جریان هوا در تماس با سطح بال دارد.
  2. مقاومت بال، خلبان و لاین­ها به عنوان جامد مسدود­کننده جریان هوا
  3. گردبادها یا حرکات چرخشی در نوک بال.

بنابراین به صورت تدریجی پاراگلایدر در یک مسیر شیب­‌دار کاهش ارتفاع دارد مگر اینکه از جریان­‌های هوایی بالارونده اطراف برای جبران سینک تدریجی بال استفاده کنیم. طراحان پاراگلایدر به دنبال لیفت بیشتر و درق کمتر هستند تا عملکرد بال را بهبود ببخشند. بنابراین برای بیشتر کردن لیفت، دهانه­های سرسل را بزرگ­تر می‌کنند. اما هرچقدر عمق و فضای بیشتری برای جریان باد ایجاد می­‌شود به‌همان نسبت هم احتمال درمعرض کولپس قرار گرفتن بیشتر می­‌شود و تنها خلبان‌­هایی با مهارت می­‌توانند کنترلش کنند.

درق
آیرودینامیک پرواز درق
آیرودینامیک پرواز با بال پاراگلایدر
درق در پاراگلایدر

بررسی نیروهای وارد شونده به پاراگلایدر

برای درک بهتر آیرودینامیک پرواز با پاراگلایدر بیایید تا نیروهای وارد شده به بال و زاویه آن­ها در عکس بالا را تجزیه و تحلیل کنیم.

R- زاویه حالت یا اتیتیود انگل : زاویه بین وتر بال و خط افق است که در بالا مثبت و در پایین منفی است.

A- زاویه حمله یا انگ آف اتک : زاویه بین وتر از بال و باد نسبی است. ( دقیقا خلاف جهت پرواز ) زاویه حمله معمولا بین ۳ تا ۱۲ درجه است. اگر زاویه حمله زیر صفر باشد لیفت منفی ایجاد می­‌کند و بالاتر از ۱۵ درجه نیز باعث به­‌وجود آمدن استال می­‌شود.

F- زاویه پرواز یا فلایت انگل : زاویه بین خط افق با جهت پرواز یا مسیر است.

R- رلاتیو ویند : باد نسبی توسط بال ما در مسیر حرکت رو به جلو ایجاد می­‌شود. این همان محور اما خلاف جهت پرواز است.

GR- نسبت سرش یا گلاید ریشیو : مسافت افقی طی شدن در هنگام از دست دادن ارتفاع است.

خط قوشی میانگین : خطی است از لبه جلو بال تا عقب آن که هر نقطه‌­اش فاصله مساوی با بالا و پایین بال دارد. شکل این خط تعیین­‌کننده ویژگی­‌های آیرودینامیکی آن است.

آیرودینامیک پرواز

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *