#1
·
לפני 20 שנים
שלום לכולם,
הסימולטור IL2 כמו סימולטורים רבים היום הינו מאוד ריאליסטי. על כן חובה היא להבין היטב את יסודות הטיסה ואירודינמיקה של המטוסים שהסימולטור מנסה לדמות.
אני ינסה בשורה של דיונים לתת סקירה של האלמנטים שקשורים באירודינמיקה ובעיקר באפקטים מופיעים בסימולטור.
אתם מוזמנים לתת הערות והארות וסתם שאלות בנושא ואנסה לענות עליהם.
נתחיל בבסיס -
הכוחות הפועלים על מטוס
בזמן טיסה, על כל גוף שנע באוויר פועלים ארבעה כוחות: העילוי (הוא הכוח הפועל כלפי מעלה), המשקל (הכוח הפועל כלפי מטה), הדחף (הכוח הפועל קדימה) והגרר (שהיא הכוח הפועל אחורה). ארבעה כוחות אלו נמצאים במאבק הדדי מתמיד בכל זמן הטיסה.
משקל (Weight) – המשקל של המטוס.כוח המשיכה שואף למשוך אותו לעבר מרכז כדור הארץ.
עילוי (Lift) – כוח זה מיוצר על ידי הכנפיים ושואף להרים את המטוס למעלה.
דחף (Thrust) – כוח זה מיוצר על ידי המנוע ושואף להניע את המטוס קדימה דרך האוויר.
גרר(Drag) – כוח זה נוצר על ידי התנגדות האוויר כאשר המטוס נע דרכו. הגרר שואף לעצור את המטוס במקום.
בכללי - המשקל מכביד על העילוי והגרר מתנגד לדחף. כדי לאפשר למטוס להמריא, הדחף והעילוי צריכים להיות מספיק חזקים על מנת שהמטוס יוכל להתגבר על המשקל והגרר שלו.
בטיסה ישרה ואופקית ובמהירות קבועה, הדחף שווה בדיוק לגרר והעילוי שווה בדיוק למשקל. לעומת זאת, לשם הנחתת המטוס, יש להקטין את הדחף ולאפשר לגרר להתגבר עליו וכן להפחית את העילוי כדי שלא יקזז את המשקל ויניע את המטוס מטה.
משקל
זהו המסה של גוף המטוס שעליו פועל כוח המשיכה של כדור ארץ.
עילוי (Lift) ומבנה הכנף
עילוי יכול להיווצר אך ורק אם קיימת תנועה של אוויר סביב הכנף. כלומר, הכנף צריכה להתקדם דרך האוויר או שאוויר צריך לנוע מסביב לכנף (במטוסים - הכנף היא זו שמתקדמת דרך האוויר).
לרוב המטוסים יש כנפיים בעלות מבנה בסיסי מיוחד כשמביטים עליהן מהצד: המשטח העליון של הכנף היינו עקמומי וקמור, ואילו המשטח התחתון שטוח יותר. כפי שניתן להסיק מהסרטוט, החלק הקמור (חלקה העליון של הכנף) ארוך יותר מהחלק השטוח (התחתון).
שפת ההתקפה – שפתה הקדמית של הכנף, שם הכנף "תוקפת" את האוויר.
שפת זרימה – שפתה האחורית של הכנף, שם האוויר זורם מן הכנף.
זרם האוויר שפוגע בשפת ההתקפה מתפצל לשניים – אחד זורם מעליה והשני זורם מתחתיה. לאחר שהאוויר פוצל לשני זרמים, זרם האוויר העובר מעל הכנף, נדרש לעבור מרחק רב יותר מאשר זה הזורם מתחת לכנף, ולכן על מנת ששני חלקי האוויר יפגשו באותו זמן בשפת הזרימה של הכנף, האוויר שזורם מעל הכנף נדרש לזרום מהר יותר מאשר זה שזורם מתחתיה.
זרם האוויר שנע במהירות גבוהה על פני חלקה העליון של הכנף יוצר אזור לחץ נמוך מעליה. זרם האוויר שנע על חלקה התחתון יוצר אזור לחץ גבוהה מתחתיה. התוצאה הוא הפרש לחצים. השאיפה של חוקי הטבע, היא להשוות את הלחצים הללו. ולכן הכנף נדחפת על ידי אזור הלחץ הגבוה שמתחתיה כלפי מעלה.
רוב העילוי נוצר בדרך זו ע"י הכנפיים, אך גם חלקים אחרים של המטוס עלולים לייצר עילוי, כגון: גוף המטוס. בחלק מהמטוסים המודרניים מתכננים את הגוף כך שצורתו תהיה דומה לזו של הכנף וכך ייוצר עילוי רב יותר.
הזדקרות והשפעות על עילוי
מצב שבו העילוי שנוצר היינו קטן יותר ממשקל המטוס, קרוי הזדקרות. במצב זה מטוס למעשה מאבד גובה. נרחיב על נושא ההזדקרויות בפרק "יכולות טיסה בסיסיות".
העילוי מושפע משלושה גורמים עיקריים:
א. מהירות אווירית – ככל שזרימת האוויר על פני הכנף יותר מהירה, כך היא תייצר יותר עילוי. ככל שהמהירות גבוהה יותר, כך נוצר יותר עילוי, וככל שהמהירות נמוכה יותר, כך נוצר פחות עילוי. לכל כנף יש מהירות מינימלית שבה היא מזדקרת.
ב. גובה – ככל שהגובה עולה, לחץ האוויר קטן. ככל שלחץ האוויר קטן יותר, הכנף מייצרת פחות עילוי. לכן, ככל שהמטוס עולה גבוה יותר, הכנף מייצרת פחות עילוי, עד לגובה מקסימלי שבו היא מזדקרת.
ג. זווית התקפה – הזווית בין הכנף לזרימת האוויר על פניה קרויה זווית התקפה. זוהי הזווית שבה הכנף "תוקפת" את זרימת האוויר. זווית התקפה גדלה כאשר המטוס מתמרן, וזרם האוויר עוד לא התיישר עם הכנף. ככל שזווית ההתקפה גבוהה יותר, הכנף מייצרת יותר עילוי, עד גבול מסוים. לכל כנף יש זווית התקפה מקסימלית, שמעבר לה היא מזדקרת.
כל שלושת הגורמים הללו עלולים ליצור השפעה משותפת על יצור העילוי או על הזדקרות.
[nb]דחף[/b]
זהו הכוח המושך את המטוס קדימה דרך האוויר. כוח זה נוצר על ידי דחיפה או דחיסה של אויר והעברתו לכיוון ההפוך מהכיוון שרוצים להתקדם בו. יצור הדחף במטוסי פרופלור יפורט בהרחבה בפרק הבא.
התנגדות אויר - גרר (Drag)
התנגדות האוויר לתנועה דרכו מושפעת מצורת הגוף שנע, וממהירות התנועה. כוח הגרר גדל ומערבולות נוצרות ככל שהגוף רחב יותר ופחות חלק, וככל שהגוף נע במהירות רבה יותר. הצורה האווירודינמית האולטימטיבית מבחינת צמצום התנגדות היא צורת סיגר וזוהי הצורה הכללית של גוף רוב מטוסי הקרב בסימולטור.
הסימולטור IL2 כמו סימולטורים רבים היום הינו מאוד ריאליסטי. על כן חובה היא להבין היטב את יסודות הטיסה ואירודינמיקה של המטוסים שהסימולטור מנסה לדמות.
אני ינסה בשורה של דיונים לתת סקירה של האלמנטים שקשורים באירודינמיקה ובעיקר באפקטים מופיעים בסימולטור.
אתם מוזמנים לתת הערות והארות וסתם שאלות בנושא ואנסה לענות עליהם.
נתחיל בבסיס -
הכוחות הפועלים על מטוס
בזמן טיסה, על כל גוף שנע באוויר פועלים ארבעה כוחות: העילוי (הוא הכוח הפועל כלפי מעלה), המשקל (הכוח הפועל כלפי מטה), הדחף (הכוח הפועל קדימה) והגרר (שהיא הכוח הפועל אחורה). ארבעה כוחות אלו נמצאים במאבק הדדי מתמיד בכל זמן הטיסה.
משקל (Weight) – המשקל של המטוס.כוח המשיכה שואף למשוך אותו לעבר מרכז כדור הארץ.
עילוי (Lift) – כוח זה מיוצר על ידי הכנפיים ושואף להרים את המטוס למעלה.
דחף (Thrust) – כוח זה מיוצר על ידי המנוע ושואף להניע את המטוס קדימה דרך האוויר.
גרר(Drag) – כוח זה נוצר על ידי התנגדות האוויר כאשר המטוס נע דרכו. הגרר שואף לעצור את המטוס במקום.
בכללי - המשקל מכביד על העילוי והגרר מתנגד לדחף. כדי לאפשר למטוס להמריא, הדחף והעילוי צריכים להיות מספיק חזקים על מנת שהמטוס יוכל להתגבר על המשקל והגרר שלו.
בטיסה ישרה ואופקית ובמהירות קבועה, הדחף שווה בדיוק לגרר והעילוי שווה בדיוק למשקל. לעומת זאת, לשם הנחתת המטוס, יש להקטין את הדחף ולאפשר לגרר להתגבר עליו וכן להפחית את העילוי כדי שלא יקזז את המשקל ויניע את המטוס מטה.
משקל
זהו המסה של גוף המטוס שעליו פועל כוח המשיכה של כדור ארץ.
עילוי (Lift) ומבנה הכנף
עילוי יכול להיווצר אך ורק אם קיימת תנועה של אוויר סביב הכנף. כלומר, הכנף צריכה להתקדם דרך האוויר או שאוויר צריך לנוע מסביב לכנף (במטוסים - הכנף היא זו שמתקדמת דרך האוויר).
לרוב המטוסים יש כנפיים בעלות מבנה בסיסי מיוחד כשמביטים עליהן מהצד: המשטח העליון של הכנף היינו עקמומי וקמור, ואילו המשטח התחתון שטוח יותר. כפי שניתן להסיק מהסרטוט, החלק הקמור (חלקה העליון של הכנף) ארוך יותר מהחלק השטוח (התחתון).
שפת ההתקפה – שפתה הקדמית של הכנף, שם הכנף "תוקפת" את האוויר.
שפת זרימה – שפתה האחורית של הכנף, שם האוויר זורם מן הכנף.
זרם האוויר שפוגע בשפת ההתקפה מתפצל לשניים – אחד זורם מעליה והשני זורם מתחתיה. לאחר שהאוויר פוצל לשני זרמים, זרם האוויר העובר מעל הכנף, נדרש לעבור מרחק רב יותר מאשר זה הזורם מתחת לכנף, ולכן על מנת ששני חלקי האוויר יפגשו באותו זמן בשפת הזרימה של הכנף, האוויר שזורם מעל הכנף נדרש לזרום מהר יותר מאשר זה שזורם מתחתיה.
זרם האוויר שנע במהירות גבוהה על פני חלקה העליון של הכנף יוצר אזור לחץ נמוך מעליה. זרם האוויר שנע על חלקה התחתון יוצר אזור לחץ גבוהה מתחתיה. התוצאה הוא הפרש לחצים. השאיפה של חוקי הטבע, היא להשוות את הלחצים הללו. ולכן הכנף נדחפת על ידי אזור הלחץ הגבוה שמתחתיה כלפי מעלה.
רוב העילוי נוצר בדרך זו ע"י הכנפיים, אך גם חלקים אחרים של המטוס עלולים לייצר עילוי, כגון: גוף המטוס. בחלק מהמטוסים המודרניים מתכננים את הגוף כך שצורתו תהיה דומה לזו של הכנף וכך ייוצר עילוי רב יותר.
הזדקרות והשפעות על עילוי
מצב שבו העילוי שנוצר היינו קטן יותר ממשקל המטוס, קרוי הזדקרות. במצב זה מטוס למעשה מאבד גובה. נרחיב על נושא ההזדקרויות בפרק "יכולות טיסה בסיסיות".
העילוי מושפע משלושה גורמים עיקריים:
א. מהירות אווירית – ככל שזרימת האוויר על פני הכנף יותר מהירה, כך היא תייצר יותר עילוי. ככל שהמהירות גבוהה יותר, כך נוצר יותר עילוי, וככל שהמהירות נמוכה יותר, כך נוצר פחות עילוי. לכל כנף יש מהירות מינימלית שבה היא מזדקרת.
ב. גובה – ככל שהגובה עולה, לחץ האוויר קטן. ככל שלחץ האוויר קטן יותר, הכנף מייצרת פחות עילוי. לכן, ככל שהמטוס עולה גבוה יותר, הכנף מייצרת פחות עילוי, עד לגובה מקסימלי שבו היא מזדקרת.
ג. זווית התקפה – הזווית בין הכנף לזרימת האוויר על פניה קרויה זווית התקפה. זוהי הזווית שבה הכנף "תוקפת" את זרימת האוויר. זווית התקפה גדלה כאשר המטוס מתמרן, וזרם האוויר עוד לא התיישר עם הכנף. ככל שזווית ההתקפה גבוהה יותר, הכנף מייצרת יותר עילוי, עד גבול מסוים. לכל כנף יש זווית התקפה מקסימלית, שמעבר לה היא מזדקרת.
כל שלושת הגורמים הללו עלולים ליצור השפעה משותפת על יצור העילוי או על הזדקרות.
[nb]דחף[/b]
זהו הכוח המושך את המטוס קדימה דרך האוויר. כוח זה נוצר על ידי דחיפה או דחיסה של אויר והעברתו לכיוון ההפוך מהכיוון שרוצים להתקדם בו. יצור הדחף במטוסי פרופלור יפורט בהרחבה בפרק הבא.
התנגדות אויר - גרר (Drag)
התנגדות האוויר לתנועה דרכו מושפעת מצורת הגוף שנע, וממהירות התנועה. כוח הגרר גדל ומערבולות נוצרות ככל שהגוף רחב יותר ופחות חלק, וככל שהגוף נע במהירות רבה יותר. הצורה האווירודינמית האולטימטיבית מבחינת צמצום התנגדות היא צורת סיגר וזוהי הצורה הכללית של גוף רוב מטוסי הקרב בסימולטור.
watch your six, i'm behind you
