שאלות אווירודינמיקה

[deadawake]

שלום לכולם,
כמה שאלות שצצו לי, אשמח להבהרה.
1. בנוגע לכיוון כוח העילוי. האם הוא תמיד פונה אנכית לזרימת האוויר? או נגיד שבהורדת מאזנת, בגלל שינוי זווית ההתקפה, העילוי מופנה מעט אחורה?(ראו ציור)



2. ידוע כי ארבעת הגורמים לנטייה שמאלית של המטוס (בעיקר בהמראה ) הם אלו: torque (חוק השלישי של ניוטון) , P-factor, זרימה ספירלית של המדחף (שפוגעת במייצב כיוון), ואפקט ה-פרצסיה ג'ירוסקופית.
ניסיתי לחפש סרטונים שונים שמסבירים על תופעת הפרצסיה שאני אבין יותר טוב. לפי מה שהבנתי האפקט הזה נוצר כמפעילים כוח על "הג'ירו" אז הכוח מתורגם לכוח שפועל ב90 מעלות אנכית לסיבוב...משהו כזה.
אני לא מצליח להבין איך זה פועל במטוסים? באיזה מצבים מפעילים כוח המדחף (שהוא בעצם כמו ג'ירו), במשיכת סטיק מעלה/מטה?
אם מישהו מבין בנושא אשמח להבהרה פשוטה.

תודה לכל העונים.

[bimbambom]

1) שינוי בזווית ההתקפה/מאזנות משנה את כיוון הכוח שפועל על הכנף, עבור זווית התקפה גדולה יותר העילוי יוטה אחורה יותר.
נהוג להגדיר את העילוי כאל הרכיב הניצב לזרימה ולכן העילוי תמיד ניצב לזרימה(פשוט כי ככה הוא הוגדר), את החלק המקביל הזרימה מוסיפים לגרר והוא נקרא גרר מושרה.

2) כמו שאמרת, כאשר מפעילים כוח בנקודה מסויימת על הדיסקה מרגישים כוח מוזז ב 90 מעלות עם כיוון הסיבוב.
משיכת סטיק שקולה להפעלת כוח בקצה העליון של הדיסקה(מומנט עלרוד), בגלל אותו אפקט תרגיש כוח מוזז ב 90 מעלות. אם המדחף מסתובב נגד כיוון השעון תקבל מומנט סבסוב שמאלה.
אם תדחוף את הסטיק תקבל סבסוב ימינה מכיוון שהפעם הכוח שהפעלת על הדיסקה היה בקצה התחתון וכוח שיפעל 90 מעלות יהיה בקצה הימיני של הדיסקה.
האפקט הזה קורה כל עוד אתה מעלרד או מסבסב(שקולים להפעלת כוח על הדיסקה), עבור זווית עלרוד/סבסוב קבועה האפקט לא קיים.

[roydor]

1. עילוי הוא אחד משני ווקטורים דמיוניים שמרכיבים את הכוח האווירודינמי השקול שנוצר על הכנף. הכיוון שאנו בוחרים לתאר אותו משפיע על גודלו של ווקטור העילוי ועל גודלו וכיוונו של הוקטור השני שהוא הגרר. מתוך רצון לתיאור פשוט ונוח של הזרימה על כלי הטייס אנו בוחרים לפרק את העילוי וגרר כך שהגרר הוא תמיד משיק לזרימה והעילוי הוא תמיד מאונך עליה. כאשר אנו מורידים מדף אנו יכולים לבחור "לסובב" את כיוון הזרימה בחישוב או להתעלם מכך, יש ביטויים מתמטיים שונים לכל אחת מהבחירות הנ"ל (דרך מקדמי הכוחות האווירודינמיים). מסובך? זו אחת הסיבות שאווירודינמיקה זה מקצוע ולא סתם אוסף של הסברים בנפנופי ידיים על דפי האינטרנט.

2. TORQUE זה מומנט המנוע, המומנט מועבר מהמנוע דרך הפרופ ואל הזרימה וגורם לגלגול של המטוס. התמודדות עם המומנט במהלך הטיסה הוא תלוי מסה של הכלי, אינרציה שלו (הרצון של הכלי להתמיד במצבו) ומהירות הטיסה שמשליכה על הריסון האווירודינמי של הכלי ככל שהכנף גדולה יותר ומהירות הטיסה גדולה יותר, השפעת המומנט של המנוע קטנה יותר. P-FACTOR זה סטיית ווקטור הדחף מציר המנוע כתוצאה מהפרשי זווית התקפה של הלהב היורד של המדחף יחסית ללהב העולה. כאשר הטיסן טס לאט, זווית ההתקפה של הלהב היורד גבוהה יותר ולכן חצי מדיסקת המדחף מיצרת עילוי גדול יותר מהחצי השני שרואה זווית התקפה קטנה יותר. עקב כך, ווקטור הדחף עובר בהיסט לציר המנוע ונוצר מומנט, לטיסן בו המנוע מסתובב עם כיוון השעון (מבט טייס) נוצר מומנט סבסוב שמאלה. זרימה ספירלית כשמה כן היא, היא משפיעה על ההגאים בעיקר כשהטיסן במהירות נמוכה מאד והמנוע בדחף מלא (פתיחת מנוע על הקרקע) ככל שמהירות הטיסן עולה, הזרימה משפיעה פחות ופחות על כלי הטייס. פרצסיה ג'ירוסקופית זו תופעה דינמית מסובכת להבנה. כאשר גוף מסתובב בקצב גבוה סביב ציר מסוים ומפעילים עליו כוח בכיוון ניצב לציר הסיבוב הגוף מייצר סבסוב טפילי בכיוון הציר השלישי. ההסבר הוא לא אינטואיטיבי וניתן לתאר אותו מתמטית בלבד. בכלי טייס זה גורם לכך שהטיסן יסבסב כאשר מושכים בהגה הגובה בניסיון לעלרד ולעלרד כאשר מכניסים הגה כיוון בניסיון לסבסב. להערכתי זה כוח מאד קטן בטיסנים מכיוון שאינרצית המנוע והמדחף נמוכה יחסית בטיסנים. האפקט היה בעייה קשה במטוסי מלחמת העולם הראשונה בהם כל הצילינדרים היו מסתובבים ביחד עם המנוע (גל ארכובה מחובר לגוף, מדחף מחובר לגוף המנוע וכל גוף המנוע מסתובב)

רועי