دینامیک پرواز در هوانوردی و فضاپیما ، مطالعه عملکرد، پایداری و کنترل وسایل نقلیه ای است که در هوا یا در فضای بیرونی پرواز می کنند . [1] به این موضوع می پردازد که چگونه نیروهای وارد بر وسیله نقلیه، سرعت و نگرش آن را نسبت به زمان تعیین می کنند.
برای یک هواپیمای بال ثابت ، جهت تغییر آن با توجه به جریان هوای محلی با دو زاویه مهم نشان داده می شود، زاویه حمله بال ("آلفا") و زاویه حمله دم عمودی، که به عنوان لغزش کناری شناخته می شود. زاویه ("بتا"). اگر هواپیما در اطراف مرکز ثقل خود انحراف داشته باشد و اگر هواپیما به صورت بدنه لغزش کند، یعنی مرکز ثقل به طرفین حرکت کند، زاویه لغزش به وجود می آید. [2] این زوایا مهم هستند زیرا منبع اصلی تغییرات در نیروهای آیرودینامیکی و گشتاورهای اعمال شده به هواپیما هستند.
دینامیک پرواز فضاپیما شامل سه نیروی اصلی است: نیروی محرکه (موتور موشک)، گرانشی و مقاومت جوی. [3] نیروی محرکه و مقاومت اتمسفر در مقایسه با نیروهای گرانشی تأثیر کمتری بر روی یک فضاپیمای معین دارند.
فهرست
هواپیما [ ویرایش ]
محورهایی برای کنترل وضعیت یک هواپیما
مقاله اصلی: دینامیک پرواز (هواپیما با بال ثابت)
این بخش بر روی هواپیماهای بال ثابت تمرکز دارد. برای انواع دیگر هواپیما را ببینید .
دینامیک پرواز علم جهت گیری و کنترل وسیله نقلیه هوایی در سه بعدی است. پارامترهای مهم دینامیک پرواز، زوایای چرخش با توجه به سه محور اصلی هواپیما در اطراف مرکز ثقل آن است که به نامهای رول ، پیچ و انحراف شناخته میشوند .
مهندسان هواپیما سیستم های کنترلی را برای جهت گیری ( نگرش ) وسیله نقلیه در مورد مرکز ثقل آن توسعه می دهند. سیستمهای کنترلی شامل محرکهایی هستند که نیروها را در جهات مختلف اعمال میکنند و نیروها یا ممانهای چرخشی را در اطراف مرکز ثقل هواپیما ایجاد میکنند و بنابراین هواپیما را به صورت پیچ، رول یا انحراف میچرخانند. به عنوان مثال، یک لحظه شیب ، نیرویی عمودی است که در فاصله ای به جلو یا عقب از مرکز ثقل هواپیما اعمال می شود و باعث می شود هواپیما به سمت بالا یا پایین بیاید.
Roll، Pitch و Yaw در این زمینه به چرخش در محورهای مربوطه اشاره دارد که از حالت تعادل تعریف شده شروع می شود. زاویه چرخش تعادل به عنوان سطح بال یا زاویه کرانه صفر شناخته می شود که معادل زاویه پاشنه هم سطح در یک کشتی است. یاو به عنوان "هدینگ" شناخته می شود.
یک هواپیمای بال ثابت با افزایش یا کاهش زاویه حمله (AOA)، بالابر ایجاد شده توسط بالها را در هنگام بالا یا پایین بردن دماغه افزایش یا کاهش می دهد. زاویه رول در هواپیمای با بال ثابت به نام زاویه بانکی نیز شناخته می شود که معمولاً برای تغییر جهت افقی پرواز "بانک" می شود. یک هواپیما از دماغه تا دم به منظور کاهش کشش ساده می شود و به همین دلیل می توان زاویه لغزش کناری را نزدیک به صفر نگه داشت، اگرچه هواپیما هنگام فرود در باد متقابل، همانطور که در لغزش (آیرودینامیک) توضیح داده شد، عمداً "لغزش پهلو" می شود.
فضاپیماها و ماهواره ها [ ویرایش ]
مقاله اصلی: دینامیک پرواز (سفینه فضایی)
بردارهای نیروی محرکه، آیرودینامیک و نیروی گرانشی که بر روی یک وسیله نقلیه فضایی در حین پرتاب اثر می کنند
نیروهای وارد بر وسایل نقلیه فضایی سه نوع هستند: نیروی محرکه (معمولاً توسط نیروی رانش موتور وسیله نقلیه ایجاد می شود). نیروی گرانشی اعمال شده توسط زمین و سایر اجرام آسمانی؛ و لیفت و کشیدن آیرودینامیکی (هنگام پرواز در جو زمین یا جسم دیگری مانند مریخ یا زهره). نگرش وسیله نقلیه باید در طول پرواز اتمسفر نیرومند کنترل شود، زیرا تأثیر آن بر نیروهای آیرودینامیکی و نیروی محرکه است. [3] دلایل دیگری، غیرمرتبط با دینامیک پرواز، برای کنترل نگرش وسیله نقلیه در پروازهای بدون نیرو وجود دارد (به عنوان مثال، کنترل حرارتی، تولید انرژی خورشیدی، ارتباطات، یا مشاهدات نجومی).
دینامیک پرواز فضاپیماها از این جهت متفاوت است که نیروهای آیرودینامیکی در اکثر پروازهای وسیله نقلیه تأثیر بسیار کمی دارند یا به طور محو شونده ای اندک هستند و نمی توان از آنها برای کنترل وضعیت در آن زمان استفاده کرد. همچنین، بیشتر زمان پرواز یک فضاپیما معمولاً بدون نیرو است و نیروی گرانش به عنوان نیروی غالب باقی می ماند.
همچنین ببینید [ ویرایش ]
- آیرودینامیک - شاخه ای از دینامیک مربوط به مطالعه حرکت هوا
- سیستم کنترل پرواز هواپیما – نحوه کنترل هواپیما
- هواپیمای بال ثابت – هواپیمای سنگین تر از هوا با بال های ثابت که بالابر آیرودینامیکی تولید می کند
- سطوح کنترل پرواز - سطحی که به خلبان اجازه می دهد تا وضعیت پرواز هواپیما را تنظیم و کنترل کند
- دینامیک پرواز (هواپیما با بال ثابت) – علم جهت گیری و کنترل وسایل نقلیه هوایی در سه بعدی
- قاب متحرک - تعمیم یک مبنای مرتب یک فضای برداری
در این وبلاگ به ریاضیات و کاربردهای آن و تحقیقات در آنها پرداخته می شود. مطالب در این وبلاگ ترجمه سطحی و اولیه است و کامل نیست.در صورتی سوال یا نظری در زمینه ریاضیات دارید مطرح نمایید .در صورت امکان به آن می پردازم. من دوست دارم برای یافتن پاسخ به سوالات و حل پروژه های علمی با دیگران همکاری نمایم.در صورتی که شما هم بامن هم عقیده هستید با من تماس بگیرید.