مركز الديناميكية الهوائية

تحتاج هذه المقالة إلى مصادر إضافية للتحقق . يُرجى المساعدة في تحسين هذه المقالة عن طريق إضافة مصادر موثوقة . قد يتم الطعن في المواد غير الموثقة وإزالتها. البحث عن مصادر:  "المركز الديناميكي الهوائي" - الأخبار  · الصحف  · الكتب  · العلماء  · JSTOR ( أكتوبر 2024 ) ( تعرف على كيفية ومتى تزيل هذه الرسالة )

This article is written like a personal reflection, personal essay, or argumentative essay that states a Wikipedia editor's personal feelings or presents an original argument about a topic. Please help improve it by rewriting it in an encyclopedic style. (November 2017) (Learn how and when to remove this message)

في الديناميكا الهوائية ، يمكن حساب عزم الدوران أو العزم المؤثر على الجناح المتحرك عبر سائل من خلال الرفع الصافي والسحب الصافي المطبقين في نقطة ما على الجناح، وعزم انحدار صافٍ منفصل حول تلك النقطة يختلف مقداره حسب اختيار المكان الذي يتم فيه تطبيق الرفع. مركز الديناميكا الهوائية هو النقطة التي لا يتغير عندها معامل عزم الانحدار للجناح مع معامل الرفع (أي زاوية الهجوم )، مما يجعل التحليل أبسط. ^[1]

${\displaystyle {dC_{m} \over dC_{L}}=0}$أين معامل رفع الطائرة ؟${\displaystyle C_{L}}$

يمكن تطبيق قوى الرفع والسحب عند نقطة واحدة، وهي مركز الضغط . ومع ذلك، فإن موقع مركز الضغط يتحرك بشكل كبير مع تغير زاوية الهجوم وبالتالي فهو غير عملي للتحليل الديناميكي الهوائي. بدلاً من ذلك، يتم استخدام المركز الديناميكي الهوائي ونتيجة لذلك فإن الرفع والسحب المتزايدين بسبب تغير زاوية الهجوم المؤثرة عند هذه النقطة يكفيان لوصف القوى الديناميكية الهوائية المؤثرة على الجسم المعطى.

في إطار الافتراضات المضمنة في نظرية الجناح الرقيق، يقع المركز الديناميكي الهوائي عند ربع الوتر (موضع الوتر 25%) على جناح متماثل بينما يكون قريبًا ولكن ليس مساويًا تمامًا لنقطة ربع الوتر على جناح منحني.

من نظرية الجناح الرقيق: ^[2]

${\displaystyle \ c_{l}=2\pi \alpha }$

أين معامل رفع المقطع،${\displaystyle c_{l}\!}$

${\displaystyle \alpha \!}$هي زاوية الهجوم بالراديان، مقاسة بالنسبة لخط الوتر .

${\displaystyle \ {dc_{m,c/4} \over d\alpha }=m_{0}}$

حيث أن اللحظة المأخوذة عند نقطة ربع الوتر و هي ثابتة.${\displaystyle \ c_{m,c/4}}$${\displaystyle \ m_{0}}$

${\displaystyle \ M_{ac}=L(cx_{ac}-c/4)+M_{c/4}}$

${\displaystyle \ c_{m,ac}=c_{l}(x_{ac}-0.25)+c_{m,c/4}}$

التمييز فيما يتعلق بزاوية الهجوم

${\displaystyle \ x_{ac}={-m_{0} \over {2\pi }}+0.25}$

بالنسبة للأجنحة المتماثلة ، فإن المركز الديناميكي الهوائي يقع عند 25% من الوتر المقاس من الحافة الأمامية. ولكن بالنسبة للأجنحة المنحنية، يمكن أن يكون المركز الديناميكي الهوائي أقل قليلاً من 25% من الوتر من الحافة الأمامية، والذي يعتمد على ميل معامل العزم، . يتم حساب هذه النتائج التي تم الحصول عليها باستخدام نظرية الجناح الرقيق، وبالتالي فإن استخدام النتائج مبرر فقط عندما تكون افتراضات نظرية الجناح الرقيق واقعية. في التجارب الدقيقة مع الأجنحة الحقيقية والتحليل المتقدم، لوحظ أن المركز الديناميكي الهوائي يغير موقعه قليلاً مع تغير زاوية الهجوم. ومع ذلك، في معظم الأدبيات، يُفترض أن المركز الديناميكي الهوائي ثابت عند موضع الوتر بنسبة 25%. ${\displaystyle \ m_{0}=0}$${\displaystyle \ m_{0}}$

للاستقرار الساكن الطولي :

${\displaystyle {\frac {dC_{m}}{d\alpha }}<0\quad {\text{and}}\quad {\frac {dC_{z}}{d\alpha }}>0}$

للاستقرار الثابت الاتجاهي:

${\displaystyle {\frac {dC_{n}}{d\beta }}>0\quad {\text{and}}\quad {\frac {dC_{y}}{d\beta }}<0}$

أين:

• ${\displaystyle C_{z}=C_{L}\cos(\alpha )+C_{d}\sin(\alpha )}$
• ${\displaystyle C_{x}=C_{L}\sin(\alpha )-C_{d}\cos(\alpha )}$

بالنسبة للقوة المؤثرة بعيدًا عن المركز الديناميكي الهوائي، والذي يقع بعيدًا عن نقطة المرجع:

${\displaystyle X_{AC}=X_{\mathrm {ref} }+c{dC_{m} \over dC_{z}}}$

والذي بالنسبة للزوايا الصغيرة cos(α) = 1 و sin(α) = α و β = 0 ، يبسط إلى: ${\displaystyle C_{z}=C_{L}-C_{d}*\alpha ,}$ ${\displaystyle C_{z}=C_{L}}$

${\displaystyle {\begin{aligned}&X_{AC}=X_{\mathrm {ref} }+c{dC_{m} \over dC_{L}}\\&Y_{AC}=Y_{\mathrm {ref} }\\&Z_{AC}=Z_{\mathrm {ref} }\end{aligned}}}$

الحالة العامة: من تعريف AC يتبع ذلك:

${\displaystyle {\begin{aligned}&X_{AC}=X_{\mathrm {ref} }+c{dC_{m} \over dC_{z}}+c{dC_{n} \over dC_{y}}\\&Y_{AC}=Y_{\mathrm {ref} }+c{dC_{l} \over dC_{z}}+c{dC_{n} \over dC_{x}}\\&Z_{AC}=Z_{\mathrm {ref} }+c{dC_{l} \over dC_{y}}+c{dC_{m} \over dC_{x}}\end{aligned}}}$

يمكن بعد ذلك استخدام الهامش الثابت لقياس التيار المتردد:

${\displaystyle SM={X_{AC}-X_{CG} \over c}}$

أين:

• C _n = معامل لحظة الانعراج
• C _م = معامل عزم الانحدار
• C _l = معامل عزم الدوران
• C _x = قوة X ≈ السحب
• C _y = قوة Y ≈ القوة الجانبية
• C _z = قوة Z ≈ الرفع
• ref = نقطة مرجعية (حول اللحظات التي تم التقاطها)
• ج = طول المرجع
• س = مساحة مرجعية
• س = الضغط الديناميكي
• α = زاوية الهجوم
• β = زاوية الانزلاق الجانبي
• SM = الهامش الثابت