כוח עילוי – הבדלי גרסאות

'''עילוי''' הוא סך כל ה[[כוח (פיזיקה)|כוחות]] ה[[אווירודינמיקה|אווירודינמים]] הפועלים על גוף הנמצא בתנועה ביחס לזורם (גז, נוזל) בו הוא שרוי, ומאונכים לכיוון תנועתו. העילוי מאפשר בין היתר לגופים כבדים מן האוויר [[תעופה|לעוף]]. ישנם מספר הסברים לקיומו של כוח העילוי, והסברים אלה בדרך כלל מציגים פנים שונות של אותם עקרונות פיזיקליים בסיסיים.

 

כתוצאה מהפרשי המהירויות של האוויר (או של כל חומר אחר בו נע הגוף הנתון) מעל למשטח האווירודינמי, ובהשוואה למהירות התנועה שמתחת למשטח האווירודינמי, עולה הלחץ הדינמי על חשבון ירידה בלחץ הסטטי בחלק העליון של פרופיל הגוף הנע, וכל זאת בהשוואה לחלק התחתון של פרופיל הגוף הנע.

 

 

הסיבה להפעלת כוח העילוי כלפי מעלה מוסברת בכיוון פעולתו של הלחץ הסטאטי, וכיוון שזה האחרון פועל אף כלפי מעלה, וכפי שהוסבר, גדול הלחץ הסטאטי שמתחת לפרופיל מזה שמעליו, נוצר הכוח המעלה את הגוף הנתון.

 

במקרה זה סכום הכוחות הפועלים על העפיפון מסתכמים מחלוקה אופקית ואנכית של כוחות הרוח הפועלים לדחיפת העפיפון כלפי מעלה, ולעומתם - כוחות החוט, שאף הם מחולקים לחלק האופקי ולחלק האנכי הפועל על העפיפון.

בסיכומם של הכוחות הפועלים על העפיפון מאזנים הכוחות האופקיים אלה את אלה, ואילו סיכום הכוחות האנכיים מביא לעילוי העפיפון.

 

במקרה של כדור פורח אין שום צורך בתנועה ובזרימה של אויר סביבו, ובכל זאת מופעל כוח עילוי הגורם להתרוממותו מן הקרקע.

מקורו של כוח העילוי הפועל על כדור פורח נובע מהפרש הלחצים בין סביבתו החיצונית של הכדור לבין הלחץ בתוך הכדור.

 

==תגובה להאצת 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.

 

==עקרון ברנולי==

* ההנחה שבה החלקיקים שעוברים מעל הפרופיל האווירודינמי ואלה שעוברים מתחתיו חייבים להיפגש לאחר המעבר סביב הפרופיל האווירודינמי '''אינה נכונה''' (הנחה זאת נקראת "עקרון זמן המעבר השווה").

 

<math>L+D=\oint_{\partial \Omega} p\cdot n d \partial \Omega</math>

 

בספרים רבים ובכנסים מדעיים שנוגעים בנושאי תעופה וטיסה נפוץ עדיין ההסבר השגוי הנקרא "עקרון זמן המעבר השווה", הקובע שחלקיקי זרימה, שהפרופיל האווירודינמי מפריד ביניהם, ייפגשו שנית בסיום הפרופיל האווירודינמי באותו זמן. כלומר, החלקיק שמעל הפרופיל יעבור דרך ארוכה יותר בשל עקמומיות משטח הפרופיל מהחלקיק שיעבור מתחת לפרופיל, ובשל הזמן השווה מהירותו הממוצעת של החלקיק העליון תהיה גבוהה יותר, הלחץ שיופעל מעל הפרופיל נמוך יותר (עקרון ברנולי) ומכאן הפרש הלחצים המסביר את העילוי. על אף שהסבר זה הוא הנפוץ ביותר, הוא שגוי מיסוד ההנחה שבו, שהחלקיקים חייבים להיפגש בקצה האחורי של הפרופיל באותו זמן. למעשה, החלקיקים אינם עושים זאת כלל. אם הסבר זה היה נכון, מטוסים לא היו יכולים לטוס כאשר הם הפוכים על גבם, בעוד שהם יכולים. <!-- אבל הם מאבדים עילוי! בטיסה הפוכה רוב העילוי מגיע בעזרת דחף המנוע. דרוש עיון. --> כמו כן, הסבר זה אינו מסביר היווצרות עילוי על כנפיים סימטריות לחלוטין, כפי שיש ברבים ממטוסי ה[[אווירובטיקה]].

 

 

==לקריאה נוספת==