چگونه هواپیماها بر نیروی جاذبه غلبه کرده و پرواز می کنند؟

هواپیما یکی از مهم‌ترین و شاید بهترین اختراع‌های بشر است که توسط برادران رایت ساخته شد و در طول زمان تکامل یافت. صنعت هوایی هر کشور نقش مهمی در اقتصاد و قدرت نظامی آن کشور دارد و این موضوع اهمیت بالای هواپیماها را نشان می‌دهد.

نحوه حرکت و پرواز هواپیما، سوالی است که معمولا ذهن بسیاری از مسافران و علاقه‌مندان به این وسیله را درگیر می‌کند. در مقاله پیش رو قصد داریم تا به بررسی نحوه پرواز هواپیما و غلبه آن بر نیروی جاذبه بپردازیم. با ما همراه باشید.

هواپیما چگونه پرواز می‌کند؟

به طور کلی وسیله نقلیه هوایی یکی از امکانات در حمل و نقل بوده که با خلاقیت و نوآوری های بشر خلق شده است. شاید پیش بیاید برای سفر به نقاط مختلف کشور و یا از شهری به شهر دیگر سوار هواپیما شوید. گاهی ذهن ما درگیر ساخت این تکنولوژی غول پیکر می‌شود که چگونه پرواز می‌کند؟ چه قطعاتی در آن استفاده شده است و سوالات متعدد از این قبیل.

شما به پرواز پرنده ها توجه کنید. نیروی موجود در هنگام پرواز در محور بال‌ها باعث این قدرت شده و باعث می‌شود بر نیروی جاذبه غلبه گردد تا به بالا حرکت کنند، در پرواز هواپیما نیز این ‌جاذبه موجب می‌گردد تا هواپیما به طرف زمین کشیده شود. پس برای حرکت به سمت بالا، بال‌ها باید نيروي بالا برنده ايجاد كنند كه قويی‌تر از جاذبه باشد.

نحوه پرواز هواپیما

نحوه پرواز هواپیما

درباره پرواز هواپیما،عملکرد ساده‌ای وجود دارد که می‌توان با رجوع به فیزیک اول دبیرستان هم این موضوع را درک کرد، اما امروزه به دلیل مشغله‌های ذهنی، امکان یادآوری در اکثر مردم به حداقل رسیده است؛ اما با زبانی ساده می‌توان آن را متوجه شد، قانون مهم اولیه این است که چند ﻧـﯿﺮوی ‫ﻓﯿﺰﯾﮑﯽ با هم تقابل پیدا کنند.

تعاریف برای درک مفهوم پرواز

در ابتدا لازم است تا تعاریفی را برایتان بیان کنیم که نسبت به پرواز و مفهوم آن درک بهتری داشته باشید. این تعاریف بدین شرح هستند:

ﻧﯿﺮوی ﭘﺴﺎر: به نیرویی که ﻣﻘﺎوﻣﺖ موجود در هوا را ﻗﺒﻞ از شروع به پرواز ﺗﻮﺳـﻂ ﻧـﯿﺮوی راﻧـﺶ که به آن تراست نیز می گویند، ﺧﻨﺜﯽ می‌کند.

راﻧﺶ: ﻧﯿﺮوﯾﯽ که باعث می شود هواپیما به حرکت در آمده و به سمت جلو پیش برود بر خلاف نیروی گرانش، این نیرو توسط موتورهای پر قدرت هواپیما تامین می‌شود.

‫ﻟﯿﻔﺖ : اﯾﻦ ﻧﯿﺮو در هواپیما وﻗﺘﯽ ﺗﻮﻟﯿﺪ ﻣﯽ ﺷﻮد ﮐﻪ ﻫﻮا ﺑﻪ ﻋﻠﺖ ﻓﺮم ﺧﺎص بال های ﻫﻮاﭘﯿﻤـﺎ، بدنه را ‫ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﺑﺎﻻ هدایت می‌کند.‬‬‬‬‬‬

ایرفول : برشی از سطح مقطع بال هواپیماها. ایرفول ها در واقع با عبور جریان هوا از اطراف هواپیما سبب می شوند که فشار در سطح بالایی بال های هواپیما کاهش پیدا کند و فشار در سطح پایینی بال ها بیشتر از سطح بالایی آن ها شود و در نتیجه، هواپیما به سمت بالا حرکت می‌کند.

‫ﻧﯿﺮوی ﺟﺎذﺑﻪ : ﻧﯿﺮوﯾﯽ ﮐﻪ ﻫﺮ ﭼﯿﺰی ﺑﺮ روی اﯾﻦ ﮐﺮه ﺧﺎﮐﯽ را ﻣﺤﮑﻢ و ﺛﺎﺑﺖ ﺑـﻪ ‫ﺧﻮد می چسباند و همه چیز را به سمت خود جذب می‌نماید.‬‬‬‬‬‬

قابلیت بال‌ها در حرکت

هر کدام از بال‌های هواپیما از دو سطح تشکیل می‌شوند. یکی سطح زیر و دیگری سطح بالایی. سطح زیرین بال به صورت هموار بوده ولی سطح بالایی آن به صورت خمیده است. سطح بالایی نوعی خلاء در هنگام پرواز در بال‌ها ایجاد می‌نماید در نتیجه هوایی که از زیر بال‌ها عبور می‌کند، باعث ایجاد حرکت در هواپیما می‌شود.

هواپیما هم مانند اکثر وسایل نقلیه حرکتی از لحاظ فیزیکی از طریق نیروهای موجود درمکانیزم و اهرم‌های متفاوت توسط هدایتگر، هدایت شده و توسط نیروهای مختلف به حرکت در می‌آید. موتور جت يا ملخ سبب می‌شود هواپیما به پرواز در بیاید و توسط خلبان هدایت شود.

برای اوج گرفتن و بالاتر رفتن، خلبان توان موتور را بیشتر می‌کند و برای فرود آمدن و یا کاهش ارتفاع خلبان باید توان موتور را کمتر نماید. خلبان برای به حرکت در آوردن به ست چپ و راست از اهرم‌ها استفاده می کند.

وضعیت واماندگی در پرواز به این صورت است که اگر برای کنترل کردن ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎ اهرم را بیش از حد کشیده شود، هواپیما دیگر قادر به هدایت نبوده و در وضعیت بحرانی قرار می‌گیرد.

این حالت باعث می‌شود ﺟﺮﯾﺎن ﻫﻮا بر ﺑﺎﻟ‌ﻬﺎ ﮐﺎﻫﺶ ‫پیدا کند و انژی لازم ﺑﺮای ﺑﺎﻗﯽ ﻣﺎﻧﺪن درآﺳﻤﺎن را ﻧﺨﻮاﻫـ‫ـﯿﺪ داشت ‫ﻫﻮاﭘﯿﻤﺎی ﺷﻤﺎ اﺳﺘﺎل ﮐﺮده و ﻧﯿﺮوی ﺟﺎذﺑﻪ ﺑﺮ ﻧﯿﺮوی ﺑﺮا ﻏﻠﺒﻪ ﻣﯽ ﮐﻨﺪ و ﺑﻪ ﺳﻤﺖ زﻣﯿﻦ کشیده ‫ﺧﻮاﻫﯿﺪﺷﺪ.‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬

تئوری برنولی (Bernoulli’s principle)

این تئوری را دانشمند معروف دانیل برنولی ارائه کرده است. اگر ما دو مولکول هوا را در نظر بگیریم که در جلوی بال‌های هواپیما باشد و یکی از مولکول ها از پایین و دیگری از بالا عبور کنند، این دو مولکول در لبه عقبی بال همزمان به هوا خواهند رسید.

از آنجا که بال‌های بالایی خمیدگی بیشتری نسبت به قسمت پایینی دارند، بنابراین مولکول بالایی مسیر بیشتری را در زمان مساوی نسبت به مولکول پایینی طی کرده است، پس در نتیجه سرعتش بیشتر بوده است.

طبق تئوری برنولی با افزایش سرعت سیال، فشار در آن نقطه کم خواهد شد. با استناد به این موضوع، چون سرعت سیال در قسمت فوقانی بال بیشتر است، پس فشار در آن‌جا کمتر از فشار هوای بخش تحتانی بال است و این اختلاف فشار باعث کشیده شدن بال به طرف بالا می‌شود.

کلام آخر

در این مقاله از مجله تکنولوژی ایده آل تک، به بررسی مختصر علمی نحوه کارکرد هواپیما و غلبه آن بر نیروی جاذبه پرداختیم. در پایان از شما عزیزان درخواست داریم تا تجربه‌های خود از پرواز با هواپیما و تماشای آسمان را با ما در میان بگذارید.

سوالات متداول

چگونه هواپیما بر وزن غلبه می کند؟

نیروی گرانش به طور مداوم در تلاش است تا یک هواپیما را به سمت زمین پایین بکشد. نیروی لیفت تنها نیرویی است که با وزن مقابله می‌کند و هواپیما را در پرواز نگه می‌دارد. مقدار لیفت تولید شده توسط ایرفویل به طراحی ایرفویل، زاویه حمله (AOA)، سرعت هوا و چگالی هوا بستگی دارد.

پدر آیرودینامیک کیست؟

لودویگ پراندتل (۱۸۷۵–۱۹۵۳) پدر علم آیرودینامیک محسوب می‌شود که نام او بیشتر با مفهوم لایه مرزی مرتبط است.

نحوه بارگیری و سوار شدن مسافران در هواپیما چگونه است؟

دلیل اصلی اینکه خطوط هوایی تجاری مسافران را از جلو به عقب سوار می‌کنند، حفظ تعادل وزن است. این موضوع باعث می‌شود که جلو و عقب هواپیما وزن زیادی را تحمل نکنند. البته هواپیماها معمولاً در عقب سنگین‌تر هستند. قسمت پشتی محل قرارگیری موتورها است.

چرا بال های هواپیما هنگام فرود باز می‌شوند؟

بال زدن بخش مهمی از فرآیند بلند شدن و فرود محسوب می‌شود. هنگامی که هواپیما در حال برخاستن است، فلپ‌ها به افزایش لیفت بیشتر کمک می‌کنند. برعکس، فلپ‌ها امکان ایجاد یک زاویه شیب دار اما قابل کنترل در هنگام فرود را فراهم می‌آورند.

۲.۵ | (۶)
ممکن است شما دوست داشته باشید
اشتراک در
اطلاع از
guest

0 نظرات
بازخورد (Feedback) های اینلاین
مشاهده همه دیدگاه ها
0
افکار شما را دوست داریم، لطفا نظر دهید.x
//