معامل الرفع

في ديناميكا الموائع ، معامل الرفع ( CL ) هو كمية بلا أبعاد تربط الرفع الناتج عن جسم رافع بكثافة السائل حول الجسم وسرعة السائل ومنطقة مرجعية مرتبطة به. جسم الرفع هو جسم يحمل رقاقة أو جسم كامل يحمل _رقاقة مثل طائرة ثابتة الجناحين . معامل الرفع ( CL ₎ هو دالة لزاوية الجسم بالنسبة للتدفق ورقم رينولدز ورقم ماخ . يشير معامل الرفع المقطعي (CL ₎ إلى خصائص الرفع الديناميكية لقسم رقاقة ثنائي الأبعاد ، مع استبدال المنطقة المرجعية بوتر الرقاقة . [ ^{1] [2]}

يتم تعريف معامل الرفع C _{L بواسطة} ^{[2] [3]}

${\displaystyle C_{\mathrm {L} }\equiv {\frac {L}{q\,S}}={\frac {L}{{\frac {1}{2}}\rho u^{2}\,S}}={\frac {2L}{\rho u^{2}S}}}$,

حيث تكون قوة الرفع ، ومساحة السطح ذات الصلة، وضغط السوائل الديناميكي ، ويرتبط بدوره بكثافة السوائل ، وسرعة التدفق . يجب تحديد اختيار السطح المرجعي لأنه تعسفي. على سبيل المثال، بالنسبة للمقاطع الأسطوانية (البثق ثلاثي الأبعاد للجناح في اتجاه الامتداد)، يكون المحور الأول الذي يولد السطح دائمًا في اتجاه الامتداد. في الديناميكا الهوائية ونظرية الجناح الرقيق، يكون المحور الثاني عادةً في اتجاه الوتر: ${\displaystyle L\,}$${\displaystyle S\,}$${\displaystyle q\,}$ ${\displaystyle \rho \,}$ ${\displaystyle u\,}$

${\displaystyle S_{aer}\equiv c\,s}$

مما أدى إلى معامل:

${\displaystyle C_{\mathrm {L} ,\,aer}\equiv {\frac {L}{q\,c\,s}},}$

بينما في ديناميكيات البحار وللأجنحة السميكة، يتم أحيانًا أخذ المحور الثاني في اتجاه السُمك:

${\displaystyle S_{mar}=t\,s}$

مما أدى إلى معامل مختلف:

${\displaystyle C_{\mathrm {L} ,\,mar}\equiv {\frac {L}{q\,t\,s}}}$

النسبة بين هذين المعاملين هي نسبة السُمك:

${\displaystyle C_{\mathrm {L} ,\,mar}\equiv {\frac {c}{t}}C_{\mathrm {L} ,\,aer}}$

يمكن تقريب معامل الرفع باستخدام نظرية خط الرفع ، ^[4] ويتم حسابه عدديًا أو قياسه في اختبار نفق الرياح لتكوين طائرة كاملة.

يمكن أيضًا استخدام معامل الرفع كسمة لشكل معين (أو مقطع عرضي) لجناح . في هذا التطبيق يُطلق عليه معامل رفع المقطع . من الشائع إظهار العلاقة بين معامل رفع المقطع وزاوية الهجوم لمقطع معين من جناح الطائرة . ^[5] من المفيد أيضًا إظهار العلاقة بين معامل رفع المقطع ومعامل السحب . ${\displaystyle c_{\text{l}}}$

يعتمد معامل رفع المقطع على التدفق ثنائي الأبعاد على جناح ذي امتداد لا نهائي ومقطع عرضي غير متغير، وبالتالي فإن الرفع مستقل عن التأثيرات على كل امتداد، ويُعرَّف من حيث قوة الرفع لكل وحدة امتداد للجناح. يصبح التعريف ${\displaystyle L^{\prime }}$

${\displaystyle c_{\text{l}}={\frac {L^{\prime }}{q\,c}},}$

أين هو طول المرجع الذي يجب تحديده دائمًا: في نظرية الديناميكا الهوائية والجناح، عادةً ما يتم اختيار وتر الجناح ، بينما في ديناميكيات الملاحة البحرية والدعامات، عادةً ما يتم اختيار السُمك. لاحظ أن هذا مشابه بشكل مباشر لمعامل السحب حيث يمكن تفسير الوتر على أنه "المساحة لكل وحدة امتداد". ${\displaystyle c\,}$${\displaystyle t\,}$

بالنسبة لزاوية هجوم معينة، يمكن حساب c _{l تقريبًا باستخدام} نظرية الجناح الرقيق ، ^[6] المحسوبة عدديًا أو المحددة من اختبارات نفق الرياح على قطعة اختبار بطول محدود، مع لوحات نهائية مصممة لتحسين التأثيرات ثلاثية الأبعاد. تُظهر مخططات c _l مقابل زاوية الهجوم نفس الشكل العام لجميع الأجنحة ، لكن الأرقام الخاصة ستختلف. إنها تُظهر زيادة خطية تقريبًا في معامل الرفع مع زيادة زاوية الهجوم مع منحدر يُعرف باسم منحدر الرفع. بالنسبة للجناح الرقيق لأي شكل، يكون منحدر الرفع π ² / 90 ≃ 0.11 لكل درجة. عند زوايا أعلى، يتم الوصول إلى نقطة قصوى، وبعدها ينخفض ​​معامل الرفع. الزاوية التي يحدث عندها معامل الرفع الأقصى هي زاوية توقف الجناح، والتي تبلغ حوالي 10 إلى 15 درجة على جناح نموذجي.

تتزايد أيضًا زاوية التوقف لملف تعريف معين مع زيادة قيم رقم رينولدز، فعند السرعات الأعلى يميل التدفق بالفعل إلى البقاء متصلًا بالملف التعريفي لفترة أطول مما يؤدي إلى تأخير حالة التوقف. ^{[7] [8]} لهذا السبب، في بعض الأحيان، يمكن لاختبار نفق الرياح الذي يتم إجراؤه عند أرقام رينولدز أقل من ظروف الحياة الواقعية المحاكاة أن يعطي أحيانًا ردود فعل متحفظة تبالغ في تقدير توقف الملفات التعريفية.

تحتوي الأجنحة المتماثلة بالضرورة على مخططات لـ c _l مقابل زاوية الهجوم المتماثلة حول المحور c _l ، ولكن بالنسبة لأي جناح ذو انحناء موجب ، أي غير متماثل، محدب من الأعلى، لا يزال هناك معامل رفع صغير ولكنه موجب بزوايا هجوم أقل من الصفر. أي أن الزاوية التي تكون عندها c _l = 0 تكون سالبة. في مثل هذه الأجنحة ذات زاوية الهجوم صفر، تكون الضغوط على السطح العلوي أقل من تلك الموجودة على السطح السفلي.

• نسبة الرفع إلى السحب
• معامل السحب
• الرقائق (ميكانيكا السوائل)
• لحظة الرمي
• جناح التحكم بالدوران
• محور الرفع صفر

• LJ Clancy (1975): الديناميكا الهوائية . Pitman Publishing Limited، لندن، ISBN 0-273-01120-0 
• أبوت، إيرا إتش، ودونهوف، ألبرت إي فون (1959): نظرية أقسام الجناح ، منشورات دوفر ، نيويورك، # 486-60586-8