آیا مرکز بالابر باید در یک راستا با مرکز جرم باشد؟

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: 3239

سپاس: 5491

جنسیت:

تماس:

آیا مرکز بالابر باید در یک راستا با مرکز جرم باشد؟

پست توسط rohamavation »

2 تصویر A و B را ببینین مرکز جرم زرد و مرکز بالابر آبیه. آیا هواپیمای A و هواپیمای B به خوبی هواپیمایی با مرکز بالابر در راستای مرکز جرم کار می کنند یا خیر؟تصویر
به نظر من موقعیت عمودی مرکز ثقل (CG) ناچیز است. اول از همه تنوع بسیار کم خواهد بود. بین هواپیمایی با سرب در قسمت پایین محموله و هواپیمایی با همه مسافران در عرشه بالایی CG آنقدر حرکت نمیکند. و از نظر آماری CG احتمالا تا حدودی در اطراف خط مرکزی بدنه خواهد بود. پس بله نیروهای پسا و رانش موتور میتونن یک لحظه شیب کوچک ایجاد کنند اما اهرم در حداکثر چند اینچ خواهد بود بنابراین این ممان در مقایسه با گشتاور شیب بالابر گرانشی ناشی از فاصله افقی بین CG و CP بسیار کوچیکه
هواپیمای بال پایین یا بلند کدام بهتره از همین مدل سولات هستن. از یک طرف CG در بالا یا نزدیک بال ها و از طرف دیگر بسیار زیر بال قرار دارد. هر دو به خوبی کار می کنند و برای پایداری آیرودینامیک فقط به تغییرات کوچکی در طراحی نیاز دارند.آنچه در نمودار وجود نداره نمایش برداری مرکز بالابره. بر خلاف مرکز جرم که فقط یک نقطه در داخل هواپیماست. بالابر یا مرکز آیرودینامیک بی معنیه مگر اینکه جهتی را که مجموع برداری تمام نیروهای آیرودینامیکی در آن اعمال میشه را نشان دهید. جهتی که نیروهای آیرودینامیکی در آن عمل میکنند. اگر مجموع بردار تمام نیروهای آیرودینامیکی از طریق نقطه آبی عمل میکند اما مستقیماً به عقب اشاره میکندآنگاه گسترش آن از بالا یا پایین نقطه زرد (CG) بر اساس نقطه آبی عبور میکنه. نقطه به صورت عمودی قرار داره. در هر دو مکان برای نقطه آبی اگر بردار نیروی آیرودینامیکی به گونه‌ای باشه که از نقطه زرد عبور کنه بدون توجه به جایی که به صورت عمودی قرار گرفته باشه هیچ ممانی وجود نداره
از آنجایی که در اکثر هواپیماها مرکز آیرودینامیک پشت CG قرار داره و در پرواز مستقیم و همسطح معمولی بردار باید به سمت بالا و کمی عقب باشه علت درگ خوب موقعیت عمودی مرکز فشار هستش. فقط تاثیر جزئی بر حاشیه استاتیک دارد. Static Marginهم واسه توصیف این پدیده استفاده میشه. فاصله بین مرکز ثقل و نقطه خنثی به عنوانحاشیه استاتیک تعریف میشه ببینید هوپاییهای عزیزم. معمولاً به صورت درصدی از میانگین آکورد آیرودینامیک داده میشه. اگر مرکز ثقل جلوتر از نقطه خنثی باشه حاشیه استاتیک مثبته.اندازه گیری فاصله بین امتداد بردار نیروی آیرودینامیکی و موقعیت مرکز جرمه. نیروهای تراش برای حفظ تعادل آن مورد نیاز است.اکثر کتاب های درسی از حاشیه استاتیک (فاصله بین مرکز جرم هواپیما و مرکز آیرودینامیکی آن) برای ارزیابی پایداری استاتیکی طولی استفاده میکنن.به جای استفاده از یک مقدار مطلق برای محدوده مجاز حاشیه ایستا، به عنوان درصدی از میانگین آکورد آیرودینامیک (MAC) بیان میشه برای مثال بین 5 تا 30%. چرا اینطور است؟
برای یک هواپیمای معین هرچه نسبت ابعاد آن برای یک منطقه بال معین بیشتر باشه وتر کوتاهتر میشه. بنابراین MAC نیز کوچیکتره. پسد قدر مطلق محدوده مجاز برای حاشیه استاتیک را کاهش میده
آیا این صرفاً یک قرارداده یا دلیل مکانیک ایرودینامیکی یا پروازی وجود داره که چرا محدوده مجاز مرکز جرم برای MACهای کوچکتر یا آکوردهای بال کوتاهتر کوچکتره؟حاشیه استاتیک فاصله بین مرکز ثقل و نقطه خنثی است. این به خودی خود یک مقدار ابعادیه. این کار مقایسه بین هواپیماها را سخت میکنه بنابراین منطقیه که آن را با طول دیگری تقسیم کنیم. اینکه آکورد آیرودینامیکی متوسط انتخاب شده است دلایل مختلفی دارد:
MAC طول مرجع برای تمام پارامترهای حرکت طولیه.
لحظه بال زدن بال با MAC کاهش مییابه
میرایی زمین بال با مربع MAC تغییر می کنه. با این حال، بزرگترین سهم در میرایی زمین بازوی اهرمی دم افقیه$\text{Static Margin} = \frac{x_{np} - x_{cg}}{\bar{c}}$
به طور معمول، بازوی اهرمی دم نیز به عنوان مضربی از MAC انتخاب میشه. وتر بال بالاتر به این معنی است که برای تنظیم زاویه حمله صحیح به نیروی دم بیشتری نیازه اگر هواپیماهای مختلف را مقایسه کننین میبینین که اندازه نسبی دم افقی با نسبت ابعاد بال‌های بالاتر کاهش می‌یابه. در حالی که هواپیماهای GA دارای دم افقی بین 20 تا 25 درصد سطح بال خود هستن گلایدرها دارای دم افقی حدود 10 تا 15 درصد هستن . البتهاینم بگم که گلایدرها به انعطاف کمتری در محل cg خود نیاز دارن که دلیل دیگری برای کاهش سایز دم افقیه

اگر تمام ابعاد خطی به MAC و تمام نواحی به ناحیه بال ارجاع داده شود، محاسبات آسان‌تر می‌شود و شباهت‌های بین هواپیماهای مختلف آشکار می‌شود.

برای پارامترهای حرکت جانبی، طول مرجع معمول نیم‌پن یا دهانه بال است.
تصویر

ارسال پست