גרר גלים – הבדלי גרסאות

באוירונאוטיקהבאווירונאוטיקה, '''גרר מגל''' הוא רכיב של [[גרר (כוח)|גרר]] אוירודינמי על גבי כנפיו וגופו של כלי טיס, קצוות להבי מדחף, [[פגז|וקליעים]] או טילים הנעים במהירות [[על-קולי|על]] או [[עבר-קולי|עבר קולית]], בעקבות נוכחותם של [[גל הלם|גלי הלם]].

גרר מגל בלתי תלוי בתופעות [[צמיגות|צמיגיות]],<ref name="LJC11.7">{{הערה|Clancy, L.J. (1975), ''Aerodynamics'', Section 11.7</ref>|שמאל=כן}} ונוטה לבוא לידי ביטוי כעליה משמעותית ופתאומית של כוח גרר בזמן שהעצם הנע מעלה את מהירותו עד [[מספר מאך|למספר מאך קריטי]]. העליההעלייה הגבוהה והפתאומית הם אלו המובילים לעיקרון של [[מחסום הקול]].

גרר מגל בא לידי ביטוי כחלק מגרר לחץ עקב אפקטים של דחיסות. הוא נגרם בעקבות התצורה של [[גל הלם|גל ההלם]] מסביב לגוף. גלי הלם מייצרים כמות משמעותית של גרר, שיכול להסתכם לכוח גרר גדול מאוד על הגוף. למרותאף על פי שגלי הלם מתקשרים בדרך-כלל עם זרימה על-קולית, הם יכולים להיווצר גם במהירויות תת-קוליות של כלי טיס, באזורים בגוף כלי הטיס בהם זרימת האוויר המקומית מאיצה למהירויות על קוליות.

בשנת 1947, מחקרים בנושא גרר מגל הובילו לפיתוחם של ''"צורות מושלמות''" המפחיתות את הגרר מהגל במידה הגבוה ביותר המתאפשרת תאורטית. עבור גוף של מטוס, הצורה הסופית שהתקבלה היא "גוף סירס האאק" (“Sears"Sears Haack Body”Body"), שמציע צורת חתך מושלמת עבור כל נפח פנימי נתון. עבור גופים עם קצה כהה, כמו למשל בטיל, הגיעו לפיתוח צורה הנקרא "אוגיב וון קרמן" (“Von"Von Karman Ogive”Ogive").

שניהם התבססו על צורות ארוכות ומאורכות בעלות קצוות מחודדים, כאשר ההבדל העיקרי ביניהם היה שהאוגיב (קצה מעוגל של אובייקט דו או תל מימדיממדי) מחודד אך ורק בקצה אחד.

מספר טכניקות אשר פותחו במהלך ומיד אחרי [[מלחמת העולם השנייה]], הצליחו להפחית משמעותית את סדר הגודל של גרר הגל, ובתחילת 1950, הדגם החדיש ביותר של [[מטוס קרב|מטוס הקרב]] הגיע [[מהירות על-קולית|למהירויות על קוליות]] בהצלחה.

טכניקות אלו יושמו במהירות על ידי מתכנני כלי טיס. פתרון שכיח לבעיית הגרר מגל היה השימוש בכנף משוכה (swept wing - כנף המשוכה בזויתבזווית אחורה או קדימה), אותה פיתחו לפני מלחמת העולם השניההשנייה ויישמו על מספר עיצובים של מכונות מלחמה גרמניות. משיכת הכנף גורם לה להיראות דקה יותר וארוכה יותר מכיוון זרימת האויר, מה שהפך כנף סטנדרטית בצורת טיפה, לצורה הקרובה יותר לאוגיב של וון קרמן, בזמן שמירת על היעילות גם במהירויות נמוכות יותר בהן עקמומיות ועובי הינם פרמטרים חשובים.

באותו האופן, עיצובו של גוף המטוס השתנה כאשר הוצג לראשונה "חוק השטח של ווייטקומב" (“Whitcomb"Whitcomb area rule”rule"). ווייטקומב ביצע ניסויים על צורות שונות של שלדת מטוס עבור גרר על קולי, ולאחר צפייה במצגת שהועברה על ידי אדולף בוסמן ב-1952, הוא הבין שאת עיקרון "גוף סירס האאק" צריך ליישם על כל כלי הטיס ולא רק גוף המטוס עצמו. כלומר, יש להצר את גוף המטוס בנקודת חיבור הכנפיים, כך שכל שטחי החתך לאורכו של כלי הטיס יתאימו לגוף סירס האאק.

מספר הצעות לדרכים להורדת גרר מגל הוצגו לאורך השנים. לדוגמאלדוגמה, צורת חתך כנף סופר קריטית דורמת לעילוי רגיל במהירויות נמוכות יחסית לכלי טיס, אך בעל פרופיל יחסית קרוב לאוגיב של וון קרמן. כל מטוסי הנוסעים האזרחיים המודרניים משתמשים בצורות שונות של צורת חתך כנף סופר קריטית, ומשיגים זרימה על קולית משמעותית על גבי חלקו העליון של הכנף.