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: 3286

سپاس: 5494

جنسیت:

تماس:

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

پست توسط rohamavation »

2 تصویر نظری A و B را در تصویر زیر تصور کنید. مرکز جرم زرد و مرکز بالابر ابیه. ایا هواپیمای A و هواپیمای B به خوبی هواپیمایی با مرکز بالابر در راستای مرکز جرم کار می کنن یانه؟تصویر
به نظر من موقعیت عمودی مرکز ثقل (CG) ناچیزه. اول از همه تنوع بسیار کمه. بین هواپیمایی با سرب در قسمت پایین محموله و هواپیمایی با همه مسافران در قسمت بالایی، CG آنقدر حرکت نمی کنه. و از نظر آماری CG احتمالا تا حدودی در اطراف خط مرکزی بدنه هستش سپس، بله نیروهای پسا و رانش موتور می‌تونن یک لحظه شیب کوچک ایجاد کنن اما اهرم در حداکثر چند اینچ هستش بنابراین این ممان در مقایسه با گشتاور شیب بالابر گرانشی ناشی از فاصله افقی بین CG و CP خیلی کوچیکه
در پایان سوال تا حدودی شبیه این سواله "هواپیمای بال پایین یا بلند کدام بهتره؟". از یک طرف CG در بالا یا نزدیک بال ها و از طرف دیگر بسیار زیر بال قرار داره. هر دو به خوبی کار می کنند و برای پایداری آیرودینامیک فقط به تغییرات کوچکی در طراحی نیاز دارند.آنچه در نمودار وجود ندارد، نمایش برداری مرکز بالابر است. بر خلاف مرکز جرم، که فقط یک نقطه در داخل هواپیما است. مرکز بالابر یا مرکز آیرودینامیک بی معنی است مگر اینکه جهتی را که مجموع برداری تمام نیروهای آیرودینامیکی در آن اعمال میشه را نشون بدین. جهتی که نیروهای آیرودینامیکی در آن عمل میکنن. به عنوان مثال، اگر مجموع بردار تمام نیروهای آیرودینامیکی از طریق نقطه آبی عمل میکنه اما مستقیماً به عقب اشاره میکنه، آنگاه 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 وجودنداره
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 (به دلیل درگ)، موقعیت عمودی مرکز فشار خواهد بود. فقط تاثیر جزئی بر حاشیه استاتیک داره. اصطلاح "Static Margin" اغلب برای توصیف این پدیده استفاده میشه. اندازه گیری فاصله بین امتداد بردار نیروی آیرودینامیکی و موقعیت مرکز جرم است. نیروهای تراش برای حفظ تعادل آن مورد نیاز است.
تصویر

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: 3286

سپاس: 5494

جنسیت:

تماس:

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

پست توسط rohamavation »

مرکز بالابر (Center of Lift) و مرکز جرم (Center of Mass) دو نقطه مهم در طراحی اجسام در فضا هوایی هستن. بله در شرایط ثابت خوب در حالتی که هیچ نیروی جانبی در حال اثرگذاری نیستش مرکز بالابر باید در یک راستا با مرکز جرم باشه.
وقتی که مرکز بالابر و مرکز جرم در یک خط مستقیم قرار دارن خوب بدنه به حالت استاتیک تعادل میرسه اگر این دو نقطه در یک خط نباشن نیروهای جانبی میتونن به بدنه اثر کنن و موجب چرخش غیرمطلوب اون بشن
در هواپیماها و سایر وسایل پروازی، طراحان سعی میکنن تا مرکز بالابر و مرکز جرم را در یک خط قرار بدن تا استحکام و استقرار بهتری برخوردار باشن. این امر در کنترل پرواز و پایداری وسیله نقلیه خیلی مهمهحتما! مرکز بالابر و مرکز جرم دو تا نکته مهمن واسه طراحی وسایل پروازی مثل هواپیما. بله وقتی این دو تا نقطه تو یه خط مستقیم قرار دارن وسیله پروازی به حالت تعادل میاد. اگه این دو تا نقطه تو یه خط نباشن می‌تونه نیروهای جانبی بهش اثر بزنن و به راحتی بچرخه یا چرخش پیدا کنه.
در هواپیماها و وسایل پروازی دیگه طراحا سعی می‌کنن که مرکز بالابر و مرکز جرم رو تو یه خط قرار بدن که استحکام و استقرار بهتری داشته باشه. این خصوصیت خیلی مهمه تو کنترل و پایداری وسیله پروازی.
با اینکه مرکز بالابر و مرکز جرم تو یه خط هستن تفاوت‌هایی در مکان مرکز جرم وجود داره ولی تاثیرشون تو پرواز کمه. در معمولاً CG به حدی حرکت نمی‌کنه که اختلاف زیادی ایجاد بشه مثلاً بین یه هواپیما با مسافران تو بالا و یه هواپیما با محموله تو پایین.
در مورد نیروها و رانش موتور هم میگی که تاثیرشون معمولاً کمه ولی برخی افتراق‌های کوچیک ایجاد می‌کنن. اینا مقایسه با گشتاور گرانشی که از فاصله افقی بین مرکز جرم و مرکز فشار ایجاد میشه کمتره. در نهایت تو این سوال به نکته‌ای شبیه به "هواپیمای بال پایین یا بلند کدام بهتره؟" اشاره کردم. اصولاً هر دوی اینا می‌تونن به خوبی عمل کنن و فقط به تغییرات کوچیکی در طراحی نیاز دارن.
سوال در مورد اینکه هواپیمایی با بال پایین (low-wing) یا بال بلند (high-wing) بهتره بستگی به مورد استفاده نوع مأموریت و نیازهای خاصش داره هر دو نوع طراحی بال مزایا و معایب خودشونو دارن: هواپیمای با بال پایین (Low-Wing): پایداری در سرعت بالا: هواپیماهای با بال پایین به‌طور کلی در سرعت‌های بالا و در پروازهای هوایی پیچیده خوب عمل میکنن. کارایی در مناطق آب و برف: این نوع هواپیماها در شرایط آبی و برفی به خوبی عمل میکنن. معایبش دسترسی به داخل کابین دسترسی به کابین این نوع هواپیماها ممکنه مشکل باشه به‌ویژه برای سرویس و نگهداری. هواپیمای با بال بلند (High-Wing): دسترسی اسون بال بلند این امکان را فراهم میکنه که به راحتی به داخل کابین و بارگیری مسافران یا بارها دسترسی پیدا کنین. پرواز در شرایط بدون بستر: این نوع هواپیماها به خوبی در شرایطی که بستر هواپیما به زمین نزدیک استفاده می‌شن. معایبشون کمترین پایداری در سرعت بالا: هواپیمای با بال بلند در سرعت‌های بالا ممکنه پایداری کمتری داشته باشن. عملکرد نسبت به باد در زمین: در شرایط بادی این هواپیماها ممکنه تحت تأثیر قرار بگیرن خویب. در نهایت انتخاب بین هواپیمای با بال پایین یا بال بلند بستگی به نیازها داره. برخی از هواپیماها ترکیبی از این دو ویژگی را دارن تا به میزان بیشتری از مزایا بهره مند بشن
تصویر

ارسال پست