הדפסה הפרופיל האווירודינמי.
aifoils.jpg פרופיל אווירודינמי, היינו, כזה שיש לו קימור, הוא יעיל יותר מלוח שטוח. למה? בין השאר, כי ההתנגדות שהוא מייצר קטנה יותר. פרופיל אווירודינמי מייצר רק כ- 5% (ופחות) מסך כל ההתנגדות שמייצר לוח שטוח. כמובן שמשווים שני פרופיל מסויים עם לוח בעל שטח פנים זהה ושטח חתך זהה.

לשם השוואה – הבה נציץ במגוון הפרופילים כפי שמוכרים לנו בתעופה, מאז ראשית ימיה:

differentpfofiles.jpg


פרופיל בעל עיצוב אווירודינמי נהנה מהתנגדות נמוכה יותר – לכן הוא לא צריך להתמודד עם העומסים שלוח שטוח נתקל בהם.

 

התוצאה: יהיה קל יותר לייצר פרופיל אווירודינמי שישיג תוצאת עילוי מסוימת, בהשוואה למאמצים שנצטרך להשקיע כדי לייצר לוח שטוח שישיג את אותה כמות עילוי.

 

מספר מושגי יסוד בקשר לפרופיל אווירודינמי או כנף של מטוס:

 

"שפת התקפה" – השפה הקדמית של הפרופיל. בה פוגע זרם האוויר.
"שפת זרימה" – השפה האחורית ממנה עוזב האוויר את הפרופיל.
"מיתר" – הקו הדמיוני המחבר את שפת ההתקפה ושפת הזרימה.
"זוית התקפה" – הזוית שבין המיתר לבין הזרימה היחסית.
"הזרימה היחסית" = "הרוח היחסית" – זרם האוויר שהפרופיל פוגש. כוון הרוח היחסית הוא כוון הזרימה של האוויר לפני הכנף, כלומר לפני שכוון הזרימה השתנה בגלל מעבר הכנף באוויר.
"עקימון עליון" הקימור העליון של הפרופיל או הכנף. עקימון זה יהיה קמור.
"עקימון תחתון" הקו התחתון של הפרופיל האווירודינמי או הכנף. הוא יהיה בדרך כלל ישר או קעור (במטוסים המיועדים למהירות על קולית העיצוב יהיה שונה).
"עובי הכנף" המרחק הגדול ביותר בין העקימון העליון לעקימון התחתון. כנף עבה יותר תהיה חזקה יותר ויהיה בה יותר מקום לאחסון של מיכלי דלק. מאידך ברור שהיא מייצרת יותר התנגדות.
"מרכז הלחץ" נקודה על הכנף, המבטאת את שקול הכח האווירודינמי הפועל על הכנף.

 

העילוי נוצר בגלל הפרשי לחצים בין העקימון העליון לעקימון התחתון ונגזר מהמהירות.

 

שיא העקימון נמצא בדרך כלל בקו העובר ב-30% המיתר בערך.

 

עבור כנף בעלת זוית התקפה קבועה (תאורטית), הגדלת העקימון העליון תגרום להאצת האוויר מעל הפרופיל ולכן נקבל יותר עילוי.

 

עקימון עליון גדול מספק עילוי רב יותר במהירויות נמוכות ובזויות נתקפה נמוכות ולכן מתאים למטוסים איטיים הצריכים לשאת משקל כבד יחסית לנתונים האחרים של המטוס.

 

העילוי נוצר כתוצאה מצירוף של:

 

1. הפרשי לחצים לפי חוק ברנולי.

 

2. כח התגובה לפי החוק הראשון של ניוטון.

בזויות התקפה קטנות הלחץ הסטטי מעל רוב שטח הכנף נמוך במעט מהלחץ של זרם האוויר החופשי המרוחק מהכנף. (הזכרנו זויות קטנות דווקא, מפני שבזוית התקפה בגודל מסוים המטוס מאבד לחלוטין עילוי עקב התנתקות הזרימה מעליו. כתוצאה מכך הלחץ הסטטי מעל שטח הכנף משתווה לזה שמתחתיו והמטוס/פרופיל מאבד גובה. לתופעה זו קוראים "הזדקרות" של מטוס/פרופיל, ונעסוק בו בהרחבה בהמשך).

 

הלחץ הסטטי שמתחת לכנף גבוה מעט יותר מהלחץ הסטטי שמעל הכנף.

 

עיקר התרומה להפרש הלחצים (ולכן לעילוי) הוא בהפרש שבין אזור הלחץ הנמוך מעל הכנף ביחס לאוויר החופשי (ופחות מהפרש הלחץ הדוחף מלמטה).




 

 

spacer.png, 0 kB