هوپا، انجمن علم ایران

آیا یک ایرفویل می تواند به اندازه کافی بالابر ایجاد کند، اگر در یک فضای بسته باشه، تا همون فضای بسته را بلند کنه خوب فرض کنید اگر فویل در فضای بسته برای بلند کردن ایرفویل نباشد جریان هوا کافی برای ایجاد بالابر وجود داشته باشه و اگر از بیرون وصل شده باشد فضای بسته وجود داره.
آیا یک ایرفویل می تواند به اندازه کافی بالابر ایجاد کنه، اگر در یک فضای بسته باشد، تا فضای بسته را بلند کنه
اگر این امکان وجود داشت، ساختار محصور در جو بدون ایجاد هیچ گونه فروپاشی بالا می رفت.
در واقع، مقداری کشیدن روی دیوارهای بیرونی سازه محصور در حین بالا رفتن از جو ایجاد میشه این با اصل بقای تکانه ناسازگاره
اگر ساختار محصور را در بالای زمین روی پایه نگه داشتید فن در داخل سازه محصور شروع به دمیدن هوا روی ایرفویل کرد و (از لحاظ نظری) بالابری دقیقاً برابر وزن ایجاد کرد. از ساختار محصور شده ( + ایرفویل)، به طوری که سرعت عمودی سازه محصور حتی با برداشتن پایه روی صفر باقی بمونه، آرگومان پایستگی حرکت دیگر اعمال نخواهد شد. با این حال، به طور شهودی واضحه که این سازه محصور نمیتونه بدون ایجاد هیچ گونه فروپاشی بالای سطح زمین شناور بمونه
در هر 3 نمودار لیفت نیروی بین ایرفویل و فضای بسته هستش بالابر نیرویی ایجاد می کنه که ایرفویل را به سمت سقف فضا می کشد و از کف فاصله می گیرد. ربطی به رابطه فضای محصور و دنیای بیرون نداره.
این وضعیت دقیقاً شبیه به کشیدن طناب روی زمین است:
آیا تا به حال ممکن است با ا کشیدن طنابی که به آن وصل شده است، زمینی را که روی آن ایستاده اید بلند کنین؟هنگامی که آن را به این صورت می بینین ، واضحه که نمی تونین خود را با کشیدن یک طناب متصل به زمین بلند کنید. تنها راه کار اینست که به بیرون از کف بر روی زمین اطراف آن قدم بزارین- تنها در این صورته که شما میتونین کف را بلند کنید زیرا اکنون به جای نیروی زمین، نیرویی (بالابر) بر روی زمین ایجاد میکنین
به طور مشابه، اگر هوا را به طور کامل محصور کنید، فضای اطراف آن را بلند نمی کند. شما باید اجازه دهید هوا به فضای خارج از فضای بسته دسترسی داشته باشه تا بتواند کار کنه زیرا باید به جای نسبت به فضای بسته بالابر نسبت به بیرون ایجاد کنین

دوست من من من خودم میدونم ایرفویل چیهبهت میگم در اخر میگم چرا نمیشه سطحی مثل بال هواپیما، دم یا تیغه پروانه که هنگام حرکت در هوا باعث بالا رفتن و کشیدن میشه . میدونم پس یک ایرفویل نیروی بالابرنده ای تولید میکنهلذا سطح مقطع بال را ایرفویل میگیم. هندسه مختلفی دارن. خوب میدونی با استفاده از زاویه حمله غیر صفر. هنگامی که لبه عقب به سمت پایینه و با فرض اینکه جریان هوا به آرامی لبه عقب را ترک میکنه، جریان هوای خروجی به سمت پایین منحرف میشه. این باعث بالا رفتن از طریق حفظ تکانه میشه پس افزایش زاویه حمله تا زمانی که جریان هوا روی لبه عقبی غیر صاف بشه لیفت شما را افزایش میده
اصل برنولی را بفهمی ایرفویل فهمید.
طبق اصل برنولی بیشتر شدن سرعت هوای روی بال کم شدن فشار آن(ایجاد فشار منفی) در آن قسمت میشه. در سطح زیر بال هن به دلیل کمتر بودن سرعت هوا(چون سطحبه دلیل انحنا، فشاری مثبت به وجود می آید. این فشار مثبت در نزدیکی لبه جلویی بال(Leading edge) هست .و همین اختلاف فشار در دو سطح بالایی و زیرین بال باعث ایجاد نیروی Lift میشه
البته قانون سوم نیوتون در به وجود آمدن نیروی Lift نیز نقش مهمی داره. به اینگونه که جریان هوایی که از روی سطح بال شروع به شتاب گرفتن میکنه پس از عبور از روی این سطح به سمت پایین میاد که به آن Downwash میگیم ببین، downwash تغییر جهت هواست که توسط عمل آیرودینامیکی یک ایرفویل در حال حرکت به عنوان بخشی از فرآیند تولید لیفت منحرف میشه در بحث آیرودینامیک هلیکوپترهم به عنوان جریان القایی میگیم
داون واش زاویه حمله موثر بال را کاهش میده د و در نتیجه نیروی لیفت را کاهش مییده و همچنین کشش القایی ایجاد میکنه. Downwash میدان جریان را در پایین دست بال اصلی تغییر میده و در نتیجه ضرایب آیرودینامیکی دم هواپیما را تغییر مییده. بازم بگم در نمای کناری نیز جریان ابتدا به سمت بالا (upwash) و سپس به سمت پایین (downwash) متمایل میشه
چگونه می توان نیروی کشش را به عنوان تابعی از سرعت محاسبه کرد
$\vec F_D=\frac {1}{2}\rho A C_D(Re)|\vec v_0-\vec v|(\vec v_0-\vec v) $زیرا من میدونم$ D_x = \frac{1}{2} \cdot \rho \cdot A \cdot C_d \cdot (v_x)^2 $و$ D_y = \frac{1}{2} \cdot \rho \cdot A \cdot C_d \cdot (v_y)^2$ و $(F_D)_{x}=-\frac {1}{2}\rho A C_D(Re)|\vec v|v_x, (F_D)_{y}=-\frac {1}{2}\rho A C_D(Re)|\vec v|v_y $دراخر $ C_D=\frac {21.1}{Re}+\frac {6.3}{Re^{0.5}}+0.25 $
هوا از لبه جلو اجتناب می کنه و به دلیل اینرسی می خواد مستقیماً از بال ادامه بده
با این حال ویسکوزیته گرادیان سرعت را محدود میکنه و هوا را دقیقاً در بالا و پایین بال نیز مجبور می‌کند که حرکت کنه
همانطور که هوا به بیرون حرکت میکنه، فضا را آزاد میکنه بنابراین فشار کم میشه
هوای ورودی در امتداد گرادیان فشار شتاب میگیره که باعث میشه از خطوط بال پیروی کنه
کاهش فشار باعث افزایش سرعت به دلیل بقای انرژی میشه، زیرا مجموع انرژی جنبشی و پتانسیل باید ثابت بمونه. این برای سیالات به عنوان اصل برنولی شناخته میشه
از آنجایی که هوای بالای بال باید منبسط شود تا کانتور را دنبال کند، فشار کمتری دارد و در نتیجه سرعت بیشتری دارد.
مطمئناً، بسته به نحوه تعریف لیفت
گزینه 1، به هیچ وجه. احتمالاً می‌تونید با کوبیدن هوا به اندازه کافی به هوا بپرید اما این ناپایداره مرکز ثقل تغییر نمیکنه
گزینه 2 حتما اگر بال شما به اندازه کافی به خروجی نزدیک باشده می تونه هوا را به سمت پایین هدایت کنه، که سیستم را به سمت بالا میرونه . تصور اینکه لیفت کافی برای پرواز فراهم بشه سخته من میگم نمیشه توضیح پایین میدم
گزینه 3، شاید. اگر آن را به گونه ای اجرا کنین که تغییرات فشار قابل توجهی ایجاد کنه ممکنه بتونین اختلاف فشاری راایجاد کنین که باعث بلند شدن ساختار پخش کننده میشه
در هر دو گزینه 2 و 3، بال ها اساسا مهم نیستن خود تونل باد به عنوان یک ایرفویل بسیار پیچیده عمل میکنه.
بنابراین. آیا این به حساب می آید؟گزینه یک سیستم کاملاً بسته است بنابراین مرکز ثقل آن (در حالت ثابت) تحت تأثیر فن‌ها و بال‌های داخلی قرار نمی‌گیره
از آنجایی که تمام جریان در گزینه دو به سمت داخل محدود میشه یا به صفر می رسد یا فشار تا بی نهایت مییره، بنابراین هیچ بالابری وجود ندارد.
اما برای گزینه سه، از آنجایی که هندسه گردشی را در اطراف خم‌های لوله رو به بالا ایجاد می‌کنه ممکنه در واقع بلند بشه. شاید نه به خاطر بال ها، بلکه به دلیل هندسه لوله و فن ها.
خلاصه نه یک آئروفویل با ایجاد ناحیه ای با فشار بالا در زیر بال و فشار پایین در بالا کار می کنه، این کار باعث بالا رفتن می شود.
در سیستم محصور، ما همچنان فشار بالا در زیر و فشار پایین بالای ایروفویل داریم، اما در مقابل فشار اتمسفر معمولی در بالا و پایین لوله ادامه‌دار داریم که هر دو نیروی خالص رو به پایین را ارائه می‌کنند که برابر است و نیروی رو به بالا را که توسط آئروفویل تجربه می‌شود، خنثی می‌کنه . .به طور مشابه، اگر هوا را به طور کامل محصور کنین فضای اطراف آن را بلند نمی کنه. شما باید اجازه دهید هوا به فضای خارج از فضای بسته دسترسی داشته باشه تا بتواند کار کنه، زیرا باید به جای نسبت به فضای بسته، بالابر نسبت به بیرون ایجاد کنین
کشش ایرفویل $Drag\space on \space the \شairfoil = -\unicode{x222F}_{ai+bh}(\rho \vec V.\vec {ds})u$
آیا فرمولی برای محاسبه ضریب بالابر بر اساس ایرفویل NACA وجود داره؟از تئوری ایرفویل نازک می توان برای محاسبه برآمدگی بر اساس شکل خط کمبر متوسط استفاده کرد.
$c_l = 2 \pi \alpha + \pi (A_1-2 A_0)$
$A_0 = \frac{1}{\pi} \int_0^\pi \frac{dy}{dx} d\theta$
$A_1 = \frac{2}{\pi} \int_0^\pi \frac{dy}{dx} \cos(\theta) d\theta$
$\frac{dy}{dx}$ آیا شیب خط کمبره ما از تبدیل استفاده می کنیم:
$x = \frac{1}{2} (1-\cos( \theta))$
این انتگرال ها برای یک خط کمبر متوسط 4 رقمی کار شدن
$A_0 = \frac{m}{\pi p^2} [(2 p - 1) \theta_p + \sin(\theta_p) ]\\ + \frac{m}{\pi (1-p)^2} [(2 p - 1)(\pi - \theta_p) + \sin(\theta_p) ]$
A1=2mπp2[(2p-1)sin(θp)+14sin(2θp)+θp2]-2mπ(1-p)2[(2p-1)sin(θp)+14sin(2θp)-π-θp2]
برای $m=0.04$و$p=0.4$و$\theta_p=\cos^{-1}(1-2*p)=1.3694$و$A_0 = 0.00811$و$A_1 = 0.1632$
ُُ با جمع کردن همه اینها می توان:$c_l = 0.46175 + 2 \pi \alpha$
ضخامت محدود و اثرات چسبناک مقدار واقعی را کمی از این کاهش میده، اما . برای انجام بهتر از این، همه چیز بسیار پیچیده تر محاسبه میشه