نیروهای وارد شده به هواپیما

هواپیماها (به غیر از گلایدر ها) همگی به وسیله هوایی که از موتور آن ها خارج می شود، به حرکت در می آیند و در حقیقت نیروی عکس العمل مربوط به این هوای خروجی از موتور، هواپیما را به سمت جلو به حرکت در می آورد.

این نیرو، نیروی پیشرانه یا تراست (thrust) نام دارد.

هر چه خطوط جریان حول این جسم متحرک در هوا هموار تر باشند، مقدار نیروی پسا کمتر خواهد بود. اجسامی که مقطع آن ها به شکل زیر می باشد، خطوط جریان اطراف خود را کمتر منحرف می کنند و نیروی پسای کمتری به آن ها وارد می شود:

اجسام مربعی شکل و نوک تیز باعث گسستگی خطوط جریان و ایجاد آشفتگی در جریان می شوند و لذا نیروی پسای بیشتری را متحمل خواهند شد:

به طور کلی چهار نیرو به یک هواپیمای در حال پرواز وارد می شود:

1. نیروی "برا" که به سمت بالا به هواپیما وارد می شود و توسط بال ها ایجاد می شود.

2. نیروی وزن هواپیما که به سمت پایین به هواپیما وارد می شود.

3. نیروی پیشرانه که توسط موتور و به سمت جلو به هواپیما وارد می شود.

4. نیروی "پسا" که در اثر مقاومت هوا و به سمت عقب به هواپیما وارد می شود.

سیر تکاملی هواپیماها را با خطوط جریان روی آن ها و سرعت بیشینه آن ها در زیر مقایسه می کنیم.

1. هواپیمای برادران رایت (1903): با توجه به بال های دوطبقه، میله های نگهدارنده بال ها و حتی بدن خلبان که در مسیر هوا قرار دارند، خطوط جریان حول این هواپیما بسیار آشفته بوده ولی با بالا رفتن سرعت، نیروی برا افزایش می یابد و این هواپیما به پرواز در می آید، ولی سرعت پرواز آن آن قدر بالا نبوده که آشفتگی خطوط جریان بر آن زیاد اثر بگذارد.

طول بال های این هواپیما 3/12 متر و حداکثر سرعت آن 48 کیلو متر بر ساعت بوده است.

2. هوا پیمای f13 جانکرز (1919): با استفاده از یک عدد بال و بستن کابین خلبان، مقاومت این هواپیما در برابر هوا کاهش یافته و حداکثر سرعت آن به 140  کیلومتر بر ساعت رسید. طول بال این هواپیما 8/17 متر می باشد.

3. آتشبار سوپر مارین (1936): این هواپیما، اولین هواپیمایی بود که چرخ های آن در هنگام پرواز بسته می شد و در جنگ جهانی دوم، شهرت فراوانی یافت. به دلیل جمع شدن چرخ ها، نیروی پسای وارده به آن کاهش یافته و حداکثر سرعت آن به 571 کیلومتر بر ساعت رسید. طول بال این هواپیما 2/11 متر می باشد.

4. هوا پیمای( ME262 (1942): این هواپیما با توجه به شکل بال ها و نداشتن ملخ، نیرو پسای کمتری متحمل می شد و حداکثر سرعت آن به 870 کیلو متر بر ساعت رسید. طول بال های آن 5/12 متر می باشد.

5. هوا پیمای پا ناو یا تور نادو (1984): این هواپیما دارای بال های متحرک بوده و قرار گرفتن موتور آن در عقب باعث کاهش نیروی پسا در آن گردیده است. طول بال آن از 6/8 تا 9/13 متر متغیر بوده و حداکثر سرعت آن 2400 کیلو متر بر ساعت بوده است.

گروه مدرسه اینترنتی سایت تبیان - تهیه: پوریا میرعشقی

تنظیم: سمیرا بادامستانی