وینگلت ووینگتپ WingletوWingtip

مدیران انجمن: parse, javad123javad

ارسال پست
نمایه کاربر
rohamavation

نام: roham hesami radرهام حسامی راد

محل اقامت: 100 مایلی شمال لندن جاده آیلستون، لستر، لسترشر. LE2

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 3268

سپاس: 5491

جنسیت:

تماس:

وینگلت ووینگتپ WingletوWingtip

پست توسط rohamavation »

بال‌ها که به‌عنوان ایرفویل‌های کوچک طراحی شده‌اند، کشش آیرودینامیکی مرتبط با گردابه‌هایی را که در نوک بال‌ها ایجاد می‌شوند کاهش می‌دن با کاهش کشش نوک بال مصرف سوخت کاهش می یابه و برد افزایش می یابه.وینگلت ها یا کوسه ها امتدادهای منحنی رو به بالا یا پایین در نوک بال ها هستند. اگرچه بال‌ها باعث وزن و کشش بیشتر می‌شوند، اما عملکرد محیطی هواپیما را با کاهش درگ ناشی از بالابر بهبود می‌بخشند و در نتیجه مصرف سوخت را به حداقل می‌رسانند
وینگلت Winglet به بخش انتهایی بال هواپیما گفته می شه که بصورت عمودی به سمت بالا و یا در بعضی موارد به هر دو سمت بالا یا پایین کشیده می شن 5 درصد انتهایی ریشه بال هواپیما نقطه کور به حساب می آید که باعث ایجاد اغتشاش و گرداب میشه.مهمترین تاثیر مکانیزم وینگلت کاهش جریان های گردابه ای نوک بال و در نتیجه نیروی پسا استبال های هواپیما که باعث به پرواز در آمدن هواپیما و ایجاد نیروی لیفت می شون خودشون هم نیز در بعضی موارد باعث ایجاد نیروی درگ نیز می شوند. زمانی که هواپیما در حال اوج گیری یا حرکت با زاویه حمله مثبت می باشد دو نوع فشار مختلف روی بال ایجاد می شود.
در قسمت بالای سطح بال فشاری کم تر از فشار اتمسفر قرار دارد و در قسمت پایین بال هواپیما فشاری معادل یا بیشتر از اتمسفر وجود دارد و به دلیل اینکه جریان هوا همیشه از سمت فشار زیاد به فشار کم حرکت می کند باعث به پرواز در آمدن هواپیما می شود.بال های هواپیما که باعث به پرواز در آمدن هواپیما و ایجاد نیروی لیفت می شوند خودشون هم نیز در بعضی موارد باعث ایجاد نیروی درگ نیز می شوند. زمانی که هواپیما در حال اوج گیری یا حرکت با زاویه حمله مثبت می باشد دو نوع فشار مختلف روی بال ایجاد می شود.
در قسمت بالای سطح بال فشاری کم تر از فشار اتمسفر قرار دارد و در قسمت پایین بال هواپیما فشاری معادل یا بیشتر از اتمسفر وجود دارد و به دلیل اینکه جریان هوا همیشه از سمت فشار زیاد به فشار کم حرکت می کند باعث به پرواز در آمدن هواپیما می شود.
در همین زمان جریان هوا تمایل داره که به سمت بدنه متمایل شود و از انتهای بال نیز خارج شود علاوه بر این همین حرکت هوا از پایین به سمت بالا باعث ساخته شدن یک تونل یا گردابه می شود که در انتهای بال قرار میگیرد. این تونل یا گردابه زمانی که زاویه حمله افزایش پیدا می کند قدرت و شدت آنها نیز بیشتر می شود.
در همین زمان جریان هوا تمایل داره که به سمت بدنه متمایل شود و از انتهای بال نیز خارج شود علاوه بر این همین حرکت هوا از پایین به سمت بالا باعث ساخته شدن یک تونل یا گردابه می شود که در انتهای بال قرار میگیرد. این تونل یا گردابه زمانی که زاویه حمله افزایش پیدا می کند قدرت و شدت آنها نیز بیشتر می شود.
در حالت معمول نیروی درگی که توسط آنها ساخته می شود کم هست.وینگلت ها جریان هوای حلقوی یا همان گردابه ای که دور انتهای بال ایجاد می شود را به سمت بدنه هدایت می کند و از ایجاد نیروی درگ جلوگیری می کند که به مصرف سوخت تا 3 درصد کمک می کند و البته توجه داشته باشید که 3 درصد مصرف سوخت قابل توجه هست.
ابزارهای Wingtip برای بهبود کارایی هواپیماهای بال ثابت با کاهش درگ در نظر گرفته شده اند اگرچه انواع مختلفی از دستگاه‌های نوک بال وجود دارد که به شیوه‌های متفاوتی عمل می‌کنند، اثر مورد نظر آنها همیشه کاهش نیروی کشش هواپیما با بازیابی نسبی انرژی گرداب نوک است. دستگاه‌های Wingtip همچنین می‌توانند ویژگی‌های جابجایی هواپیما را بهبود بخشند و ایمنی را برای هواپیماهای بعدی افزایش دهند. چنین وسایلی نسبت ابعاد موثر یک بال را بدون افزایش زیاد طول بال افزایش می دهند. گسترش دهانه باعث کاهش کشش ناشی از بالابر می شود، اما کشش انگلی را افزایش می دهد و به افزایش قدرت و وزن بال نیاز دارد. در برخی مواقع، هیچ منفعت خالصی از افزایش بیشتر فاصله وجود ندارد. همچنین ممکن است ملاحظات عملیاتی وجود داشته باشد که طول بال های مجاز را محدود می کند (به عنوان مثال، عرض موجود در دروازه های فرودگاه).
دستگاه های نوک بال بالابر تولید شده در نوک بال را افزایش می دهند (با صاف کردن جریان هوا در بال بالایی نزدیک به نوک بال) و کشش ناشی از بالابر ناشی از گردابه های نوک بال را کاهش می دهند و نسبت بالابر به درگ را بهبود می بخشند. این کار راندمان سوخت را در هواپیماهای موتوردار افزایش می دهد و سرعت عبور از کشور را در گلایدرها افزایش می دهد و در هر دو مورد برد را افزایش می دهد.
معایب وینگلت
حدود 300 پوند به وزن هواپیما بسته به بال بال می افزایه
قدرت مانور را کاهش می دهد، به همین دلیل است که شما یک بالچه را در جت جنگنده نمی بینید
حالا یک کوسه و یک بال در اصل یک چیز هستند.
Bts: به آن نوک بال چنگک دار می گویند
مزایای نوک بال تیغه دار
با انحراف هوا همان کار بال را انجام می دهد. با نوک بال چنگکی، شما در واقع کاهش نیروی پسا بیشتری نسبت به بالچه می بینید که منجر به کارایی عالی در هواپیما می شود.
مزایای نوک بال تیغه دار
شما در واقع به دلیل بال چنگک دار کمی از بالابر را از دست می دهید
کوسه بال - کوسه هوا را دقیقاً مانند بال منحرف می کند و به همان روش عمل می کند و یک بال است، اما ایرباس آن را به گونه ای دیگر نامگذاری کرد.
طراحی A350- a350 از کوسه و بال چنگک دار استفاده می کند. شما تعداد زیادی کارایی را در طراحی می بینید زیرا شامل یک بال چنگک دار و یک کوسه ماهی است.
بین 3 موردی که ذکر کردم تفاوت زیادی وجود دارد و هر 3 مزایا و معایب متفاوتی دارند. همه آنها با انحراف هوا به یک شکل عمل می کنند و طراحی برای هر یک متفاوت است. امیدوارم این به شما کمک کند تا کمی بیشتر در مورد این دستگاه ها درک کنید.افزودن بال‌هایی که در نوک‌ها به سمت بالا متمایل شده‌اند، چه به هواپیماهای جدید یا به‌عنوان تقویت‌کننده به مدل‌های موجود، بسته به طول پرواز و نوع هواپیما، سوختن سوخت را 3 تا 5 درصد کاهش داده است. بالها بدون نیاز به افزایش قابل توجه در دهانه افقی، کشش القایی را کاهش می دهند. این یک مشکل برای پارک کردن در برخی از دروازه‌های فرودگاه است، جایی که اتاق اضافی برای افزایش طول بال‌ها در دسترس نیست.
هنگامی که هوای سریع در امتداد بالای بال با هوای آهسته ای که در زیر بال حرکت می کند ملاقات می کند، یک گرداب چرخشی از هوا ایجاد می کند که به عنوان "بیداری" شناخته می شود.
بال چنگکی به خودی خود یک بال نیست، اما نوک بال خود در مقایسه با بقیه بال عقب کشیده شده است. عملکرد مشابه است. بوئینگ 787 دریم لاینر، برخی از بوئینگ های 777 و بوئینگ 747-8 همگی دارای نوک بال هستند نه بال.
بال‌ها (انگلیسی winglet «یک بال کوچک») شکل آیرودینامیکی خاصی از نوک بال را نشان می‌دهند که برای کاهش مقاومت القایی تولید شده توسط گردابی که از نوک بال می‌آید طراحی شده است.
برای درک اصل عملکرد بالها، لازم است به تئوری آیرودینامیک نگاهی بیندازیم. تا آنجا که مشخص است، کل نیروی مقاومت آیرودینامیکی بال از سه جزء تشکیل شده است:
نیروی کشش که با فرم و ضخامت بخش بال با زاویه حمله ثابت و سرعت هوا تعیین می شود.
نیروی اصطکاک که به زبری سطح مقطع بستگی دارد.
مقاومت القایی که در زیر مورد بحث قرار خواهد گرفت.
مقاومت القایی زمانی ظاهر می شود که هوا در نوک بال از ناحیه پرفشار زیر بال به ناحیه کم فشار بالای بال جریان یابد (شکل 1). از آنجایی که بال در هوای آزاد قرار دارد، چنین جریانی باعث ایجاد هسته‌های گردابی و زاویه‌ای جریان اضافی در بخش می‌شود. توسعه و چرخش هسته های گرداب نیاز به انرژی دارد. از قدرت مفید خارج می شود. زاويه بودن جريان بر روي مقطع ناشي از گردابه ها باعث كاهش نيروي بالابر مي شود. در نتیجه، هواپیما در هنگام حرکت رو به جلو در معرض مقاومت بیشتری قرار می گیرد.
در نظر گرفته شده است که به دلیل تعادل جریان و فشار حدود 5 درصد از سطح بالابر بال که دقیقاً قسمت نوک آن است نمی تواند بدون بال ها به طور موثر کار کند که نشان دهنده کاهش دهانه بال موثر است.تصویر
با توجه به این موضوع، تمایل معقولی برای حذف یا حداقل به حداقل رساندن احتمال چنین جریان هوای غیرمولد وجود دارد. بالها، سطوح آیرودینامیکی ویژه طراحی شده روی نوک بالها که نشان دهنده یک مانع مکانیکی و آیرودینامیکی برای گردابه ها هستند، راه حل این مشکل هستند تصویر
نمایش شماتیک شدت تشکیل گردابه ها بر روی یک بال منظم و بال با یک بال.
شکل ها و نام های مختلفی برای چنین نوک بال هایی وجود دارد. اگر اثربخشی استفاده از بال در هواپیماهای مسافربری را با توجه به بازده سوخت ارزیابی کنیم، مقدار آن از 1.5٪ تا 7٪ متغیر است.تصویر
چرا مثال هایی از استفاده از بالچه ها روی بال ها می زنیم؟ ما باید در مورد پروانه ها صحبت کنیم... ساده است: تیغه های پروانه همان بال ها هستند، بال های چرخشی که تابع قوانین آیرودینامیک یکسانی هستند.
ویژگی و تفاوت پروانه های DT پروانه با پروانه های سایر سازندگان وجود نوک بال های آیرودینامیکی به شکل پیچیده روی پره ها است در فرآیند آزمایشات متعدد مشخص شد که مؤثرترین شکل ترکیبی از بال و نوک بال چنگکی است.
تصویر
به منظور ارزیابی کارایی عملکرد بال‌ها، آزمایش‌های مقایسه‌ای را انجام دادیم. ما دو پروانه با پارامترهای کاملاً یکسان تولید کردیم: قطر، زاویه حمله، فرم و بخش تیغه. با این حال، یک ملخ دارای نوک بال های منظم و دیگری دارای بال ها بود.
پروانه های گام ثابت کربنی 2 پره به قطر 125 سانتی متر با موتور Moster 185 با کاهش 1/2.68 تست شدند. آزمایش ها چندین بار در روزهای مختلف و در شرایط آب و هوایی مختلف با تغییر ترتیب نصب پروانه ها به موتور انجام شد. به منظور به حداقل رساندن خطاهای اندازه گیری، دوره های بین آزمون ها از 20 دقیقه تجاوز نمی کند. بنابراین، مناسب است بیان شود که نتایج زیر در شرایط یکسان به دست آمده است: موتور، فشار، دما، رطوبت، سرعت هوا یکسان.
همانطور که قبلا ذکر شد، تیغه های دو پروانه دارای زاویه حمله یکسانی بودند که به موتور اجازه می داد حداکثر دور موتور مجاز توسط سازنده یعنی 8300 دور در دقیقه را ایجاد کند. در طول آزمایش پروانه بدون بال، موتور سرعت 8300 دور در دقیقه را توسعه داد و حداکثر رانش استاتیکی 74-75 کیلوگرم بود. سپس پروانه با بال‌ها روی همان موتور نصب شد. سرعت موتور به طور قابل توجهی بالاتر بود و به سطح 8500 دور در دقیقه رسید. علاوه بر این، رانش 2-3 کیلوگرم افزایش یافت. دور بیشتر موتور با ملخ بالدار، توانایی این گونه نوک بالها را در کاهش مقاومت جریان هوا ثابت می کند، بنابراین، بخشی از قدرت موتور را که برای غلبه بر مقاومت جریان هوا در هنگام استفاده از پروانه با پارامترهای یکسان بدون بال استفاده می شود، آزاد می کند. به عبارت دیگر، تیغه‌های دارای بال‌ها مقاومت آیرودینامیکی کمتری دارند، در نتیجه بازده آیرودینامیکی بالاتری دارند.
به منظور بررسی تأثیر بال‌ها بر کارایی عملکرد، سری جدیدی از آزمایش‌ها را با نتایج ارائه شده در زیر انجام دادیم. اطلاعات به‌دست‌آمده نشان می‌دهد که با سرعت موتور یکسان و در شرایط آب و هوایی یکسان، ملخ با بال‌ها به دریافت حداکثر رانش استاتیکی بالاتر کمک می‌کند. دو پروانه گام ثابت کربنی 2 پره به قطر 125 سانتی متر با موتور Moster 185 با کاهش 1/2.68 مورد آزمایش قرار گرفت. ملخ اول بدون بال بود، زاویه حمله آن باعث می شد موتور با سرعت 8300 دور در دقیقه بچرخد. ملخ دوم دارای بال بود، زاویه حمله آن یک درجه افزایش یافت تا موتور نتواند.hope I helped you understand the question. Roham Hesami, sixth semester of aerospace engineering
smile072 smile072 رهام حسامی ترم ششم مهندسی هوافضا
تصویر

ارسال پست