יסודות האירודינמיקה

Twister

לעזאזל, אם זה עובד אל תתקנו את זה. בדיוק חזרתי ממבחן במתמטיקה, נוסחאות יוצאות לי מכל החורים.

אם מדענים היו רודפים אחרי תוצאות בדיוק נכונות ולא בערך נכונות עדיין היינו תקועים עם אזמל וגוש אבן גדול, בניסיון ליצור גלגל שהפרופיל שלו הוא עיגול מדויק.

רעיון

צוות ניהול ראשי - פריפלייט

**ViFF** · טיסות סדירות הצטרף בתאריך: 23/07/2005 הודעות: 3593

חברה בואו אני אסביר לכם איך עילוי עובד, שימו לב:

תמיד כשהייתי לוקח חברים לטוס איתי בפעם הראשונה, (בימים שהרשיון שלי היה בתוקף) , הייתי אוהב להבהיל אותם לפני ההמראה, הייתי מצמיד דף לסטיק או למכשירי רדיו וזה היה נראה כך:

תסלחו לי על ה PHOTSHOPPING הביזוני, אבל זה מאד קרוב לאיך שזה היה נראה...

תאמינו לי, מהרגע שאתם שמים את הדף הזה שם, זה עובד כמו בובה... ממש סוכר !

הייתי אומר להם שאני שמתי את זה שם, "JUST IN CASE I FORGET"

מעט מאד חברים היו טסים איתי בסוף, אבל זה סיפור לגמרי אחר... רעיון

VIFF

DeepSpace · טיסות סדירות הצטרף בתאריך: Nov 08, 2005 הודעות: 160

אבל שכחת את ההמשך:

"Houses get smaller, then bigger again" או ההפך. שמח מאד

Shnizel · טיסות סדירות הצטרף בתאריך: 21/06/2005 הודעות: 1554

העמוד הקודם הוא חתיכת סדנה איך לא לשווק פיסיקה.. חחח סתם שנה הבאה פיסיקה ונהיה בריאים (אני לפחות XD )

!No Shnizel?No B&Z
Pilot that counts on missiles will die by the gun

**IAF_Phantom**

טירון_אביחי · טיסות סדירות הצטרף בתאריך: Oct 12, 2006 הודעות: 2

קראתי את כל ההודעות ואני לא כל כך מבין את ההבדל המהותי בין הגישות השונות.
זה מזכיר את הויכוחים איזו אונברסיטה טובה יותר או איזה רבי גדול יותר.

יש הסכמה כמעט בין כל הגישות שבחלק העליון נוצר לחץ נמוך מהלחץ האטמוספרי.
כן, גם בניוטונית, כמו שיש אפקט דחיסה כלפי מטה וקדימה יש אפקט יניקה כלפי מטה ואחורה.
גם ברנולי מדבר על כך וצורת התבזרות קוי הזרימה גם היא מכוונת לכך. אם זרימת האויר נפגשת לא בדיוק אחר הכנף זה גם אומר שנוצר לחץ נמוך מאחוריה שמשמעותו התנגדות.

למען הדיוק נראה לי שאפקט קואנדה היא רק צורה מסובכת יותר להצגת הגישה הניטונית כאשר עם ברנולי יש לי בעיה.
בשתי השיטות נוצרים יחסי גומלין בין האויר והכנף גם למעלה וגם למטה בהנחת פרופיל כנף רגיל.
בחלק העליון של קואנדה מדובר על הטיית קוי הזרימה כלפי מטה בחלק האחורי של הכנף ולפעמים תלוי בזוית ההתקפה פעולה חלקית הפוכה בחלק הקדמי. כתוצאה מכך נוצרת פעולת שאיבה כלפי מעלה. בחלק התחתון בדיוק פעולה הפוכה. הגישה הניוטונית מדברת על דחיסת האויר כלפי מטה ולמעשה בדיוק לפי אותו עיקרון שאיבת אויר מעל הכנף. כל ההבדל שאחד מתייחס לשאיבה כאפקט הנובע מהצמדות חלקיקי האויר לכנף המטוס (או משיכתם וכדומה) ואילו בגישה השניה נוצר ואקום הדומה לאפקט הדחיסה מלמטה. אז מה ההבדל?
כאמור עם עם ברנולי יש לי בעיה. לפי ברנולי עבור כנף קמורה קלות למעלה וישרה בחלקה התחתון עם זוית התקפה 0 תיוצר משיכה כל מעלה עקב הפרש המהירוית. לפי הגישה הניוטונית (גם קואנדה להבנתי) ס"ה הכוחות יהיו 0 כאשר תיווצר פעולת דחיפה בחלק הקדמי ושאיבה בחלק האחורי. כתוצאה מכך יופעל כח להטיית הכנף בלבד עם השלכותיו המלוות).
אבל מי יכול להסביר לי למה בגישה הניוטונית כח העילוי נראה לינארי למהירות ודווקא בברנולי לפי V בריבוע?

**IAF_Phantom**

בכללי הגישה הניוטונית אומרת דבר כזה
העילוי נגרם בגלל הכנף נדחפת מול האויר שפוגע בכנף ומעביר לו תנע בכיוון מסויים. חלקו גם כלפי מעלה (בעיקר בגלל זויות ההתקפה). ואם הכנף נעה מספיק מהר דרך האויר מספיק כוח עילוי (תנע לכיוון מעלה - cos זויות ההתקפה) מצתבר ומעלה את המטוס כלפי מעלה.

זה שונה לגמרי מהגישה הברנולית שאומרת שנוצר הפרש לחצים בגלל שהאויר שזורם מעל הכנף, עובר אותו במהירות X והאויר שזורם מתחת הכנף זורם במהירות Y. ו- X > Y.
הפרש מהירות זה גורם להפרש לחצים מעל ומתחת לכנף (לחץ נמוך מעל - ואקום וגבוה מתחת). וזה גורם למשיכה של הכנף (והמטוס) כלפי מעלה שגורם לעילוי.

בשניהם הפרש הלחצים תלוי בזוית ההתקפה ובמהירות האויר שזורם על הכנף.

הבעיה היא שאם מחשבים את העילוי בשני השיטות לא מקבלים את הכוח העילוי הנמדד...
במהירויות נמוכות יחסית יש יותר עילוי מ"ברנולי" אבל ככל שהמהירות גוברת עילוי זה מפריע וגרם להתנגדות.
ואילו העילוי מ"ניוטון" כמעט אינו משפיע במהירויות נמוכות מאוד ורק במהירויות גבוהות יותר מתחילה השפעתה. ולכן רק לפי ניוטון מטוסים היו צריכים להמריא במהירות הרבה יותר גבוהה.
אגב - לפי ניוטון האויר פוגע בכל גוף המטוס ולכן גם נוצר "עילוי" מגוף המטוס ולא רק מהכנף.

אמת נמצאת באמצע. שניהם פועלים בחלקים שונים של הטיסה אחד תורם יותר והשני פחות ואז זה מתהפך.
לדוגמא - בדאון מהירותו ברוב חלקי הטיסה איטית. ולכן כמעט אין כוח שנובע מפגיעה של האויר בגוף הדאון. רוב העילוי נובע מהפרש הלחצים שנוצרים מעל מתחת לכנף. ולכן גם הכנפים מתעקלות כל כך חזק בדאונים אלא הם הכוחות מהכנף. גם כן, רוחות הכי קטנות (לדוגמא - טרמיקות) מגבירים את העילוי לדאונים בצורה קיצונית לא פורפוציוני לכמות האויר הנוספת. זה שוב פרש הלחצים שמגביר את הלחץ מלמטה (ואין שינוי בלחץ הנמוך למעלה) ולכן הפרש הלחצים גדל והעילוי שנוצר גדול יותר.

לעומת זאת - בטיל אויר-אויר אין כנפים קלאסיות כמו למטוס (הכנפונים הם להיגוי ואין עילוי מהם). כל העילוי מגיע מהתנועה של הטיל דרך האויר שפוגע בגוף הטיל ודוחף אותו כלפי מעלה. ולכן הטילים גם טסים כל כך מהר כי אחרת לא יהיה מספיק עילוי להרים אותם. אם ראית פעם ירי של טיל רואים שהוא מתקדם נופל בהתחלה כלפי מטה וכאשר מאיץ מהר יותר פתאום יש לו עילוי והוא מסוגל לטס ולרדוף אחרי מטרה.

נוסחאות הטיסה המקובלות היום, מתחשבות גם האלמנט לחץ ה"ברנולי" (והפרמטרים המשנים אותו - טמפ' אויר, לחות, צפיפות אויר המשתנה בגובה) אלמנט הניוטוני ואלמנטי אנרציה למיניהם. ולכן הם דיי מורכבות וקשה להסביר אותם בצורה פשטנית המתאימה לתלמידי תיכון.
גם לסטודנטים לפיסיקה שנה א' זה מורכב.
בנוסף צריך לחשב שישה משאוות תנועה - מיקום ומהירויות בשלושה צירים, מה שלא מקל על החישובים.

הסיבה, לדעתי, שבדרך כלל מסבירים דרך "ברנולי" היא בגלל שהתוספת עילוי במהירויות נמוכות כו חשובה ושבלעדיו אין דרך להמריא בלי רקטות או מנועים סופר חזקים ביחס למשקל המטוס (והיום יש טיסנים שעושים בדיוק את זה - גוף קל מאוד מאוד ומנוע חזק ומאוד מאוד ואפשר להיות אפילו מסוק ולהחזיק את המטוס באויר רק מכוח המנוע). ולכן בעולם בלעדיו המטוסים שאנחנו מכירים לא היו נראים אותו דבר.
לעומת זאת בלי האפקט "ניוטוני" המטוסים הם לא היו משתנים הרבה.

watch your six, i'm behind you

**IAF_Phantom**

**ViFF** · טיסות סדירות הצטרף בתאריך: 23/07/2005 הודעות: 3593

תקנו אותי אם אני אני טועה, אבל V בריבוע אמור להיות מקדם הגרר, לא?
עד כמה שזכור לי ככל שעולה המהירות, הגרר המתקבל הוא ריבוע של המהירות...

**IAF_Phantom**

DeepSpace · טיסות סדירות הצטרף בתאריך: Nov 08, 2005 הודעות: 160

טירון_אביחי · טיסות סדירות הצטרף בתאריך: Oct 12, 2006 הודעות: 2

**IAF_Phantom**

**ViFF** · טיסות סדירות הצטרף בתאריך: 23/07/2005 הודעות: 3593

אומרים שתמונה שווה אלף מילים, ראיתי לנכון לצרף את התמונה הזאת, שמראה בבירור שני אפקטים אווירודינאמיים בפעולה: downwash effect & wingtip vortices

המטוס טס ממש בגובה תקרת הענן, אבל הדחיסה של האוויר כלפי מטה יצרה תעלה, הדחיסה של הכנף חורשת בענן... ממש יפה לדעתי. בנוסף, רואים את המערבולות הנוצרות בקצה הכנף איפה שהאוויר שבקצה מוצא הזדמנות "לקפוץ" למעלה אל תוך איזור התת לחץ.

דרך אגב, זה אפקט שלילי שמייצר גרר בלי עילוי, והפתרון ברוב המקרים היא להוסיף כנפונים בקצוות הכנפיים שרואים בהרבה מטוסים כיום, כי זה מפחית (או משחית?) את המערבולות ומשמר את מקדם העילוי בקצה הכנף.

דרך אגב, יש באתר של NASA המון חומר שכתוב בצורה מעניינת, עם פרק שלם על התיאוריות המוטעות לגבי עילוי. די פתח לי את העיניים כשקראתי את זה...
לינק:
http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/wrong1.html

ולינק לאינדקץ של הנושאים:
http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/short.html