כוח עילוי – הבדלי גרסאות

תוכן שנמחק תוכן שנוסף
Matanyabot (שיחה | תרומות)
מ בוט החלפות: \1{{ש}}\2
מ הורדת שימוש בתג br*
שורה 24:
 
==תגובה להאצת הזרימה==
ב[[אוויר]] (ולמעשה בכל [[זורם]]), כוח נוצר כאשר [[קו זרימה]] עובר בסביבה של [[פרופיל אווירודינמי]] ומוסט כלפי מטה. הכוח שגרם להסטת קו הזרימה כלפי מטה נובע מהמפגש עם הכנף, וכוח שווה ומנוגד לו (על פי [[החוק השלישי של ניוטון|חוקי ניוטון]]) מופעל על הפרופיל האווירודינמי כלפי מעלה. הסטת האוויר כלפי מטה במהלך יצירת עילוי על פרופיל אווירודינמי הינה תופעה מוכרת הנקראת הסטה מטה (Downwash).<br>{{ש}}הסטת קו הזרימה כלפי מטה אינה נובעת כתוצאה מ"התנגשות" של מולקולות האוויר כלפי מטה מהחלק התחתון של הפרופיל האווירודנימי. ההסבר הנכון הוא שקווי הזרימה עוקבים אחרי שני צדדי הפרופיל האווירודינמי, וכתוצאה מצורת הפרופיל הזרימה מוטה כלפי מטה. למעשה, האצת הזרימה על ידי הפרופיל מתוארת גם כ"סיבוב" שהפרופיל מפעיל על הזרימה, וניתן לראות זאת גם במערבולות שנוצרות במורד הזרימה.
 
למעשה, כמעט כל גוף, שיוצב בזווית ביחס לזרימה, יגרום ליצירת עילוי. אולם, רוב הצורות ייצרו באותו אופן גם מידה לא קטנה של [[גרר (כוח)|גרר]], ולפיכך הגוף יהיה לא יעיל אווירודינמית במובן של יחס עילוי לגרר. האתגר העיקרי של מתכנני פרופיל אווירודינמי הוא ביצירת פרופיל שיוצר יחס גבוה בין עילוי לגרר.{{ש}}ניתן למדוד את עצמת העילוי על בסיס מודל זה. הכוח הפועל על הכנף הוא בדיוק הפוך ל[[נגזרת]] בזמן של [[תנע]] האוויר. ב[[מנהרת רוח]], גודל המהירות וכיוונה של זרימת האוויר ניתנים למדידה (בהשתמש ב[[מד פיטו]], לדוגמה, או [[מד רוח#מד רוח לייזר-דופלר|מד מהירות מבוסס לייזר דופלר]]) ומכאן שניתן למצוא את השינוי בתנע ומכאן גם את עצמת כוח העילוי.
שורה 33:
* ההנחה כי האצת הזרימה נובעת מההפרש באורך החלק העליון של הפרופיל האווירודינמי ביחס לחלקו התחתון '''אינה נכונה''' (הנחה זו הינה המשך ישיר להנחה הראשונה).
 
לאחר שהנחות שגויות אלה הובהרו, עדיין ניתן להסביר את העילוי ככוח הנובע מהפרש הלחצים מעל ומתחת לפרופיל האווירודינמי. אם נמדוד את [[מהירות]] הזרימה בנקודות שונות על פני הפרופיל (הן מעליו והן מתחתיו) ונשתמש ב[[משוואת ברנולי]] לחישוב ה[[לחץ]] נגלה שאכן קיים הפרש מהירויות הגורר הפרש לחצים ובעקבות זאת עילוי על הפרופיל האווירודינמי. יחד עם זאת, עקרון ברנולי משמש אך ורק למדידת כוח העילוי באופן שהוסבר, אבל אינו מסביר מדוע הזרימה האיצה באופן שונה סביב הפרופיל האווירודינמי. אם מניחים כי הזרימה הינה [[זרימה פוטנציאלית]], חישוב שקול הכוחות האווירודינמיים (עילוי וגרר) על הכנף נתון על ידי המשוואה הבאה:<br />{{ש}}
<math>L+D=\oint_{\partial \Omega} p\cdot n d \partial \Omega</math>
 
שורה 45:
 
==סירקולציה==
אופן שלישי להסביר ולחשב את העילוי הוא על ידי מבנה מתמטי הנקרא [[סירקולציה]]. הסבר זה שימושי יותר לאנשים העוסקים בחישובים אווירודינמיים ופחות כהסבר פשוט לאנשים חסרי רקע מתמטי או אווירודינמי. סירקולציה מוגדרת כ[[אינטגרל קווי]] של מהירות האוויר, במסלול סגור סביב גבולותיו של הפרופיל האוורודינמי. ניתן להבין זאת כשקול ה"סיבוביות" (או [[ערבוליות]]) של האוויר סביב הפרופיל. אם הסירקולציה ידועה, אזי העילוי יכול להיות מחושב באמצעות הנוסחה הבאה:<br />{{ש}}
<math>l=\rho \times V \times \Gamma</math>
כאשר:
שורה 58:
 
<math>L=\frac{1}{2} \rho V^2SC_L</math>
{{ש}}
<br />
כאשר -
* L - כוח העילוי (ב[[ניוטון (מידה)|ניוטונים]]).