PDA

توجه ! این یک نسخه آرشیو شده میباشد و در این حالت شما عکسی را مشاهده نمیکنید برای مشاهده کامل متن و عکسها بر روی لینک مقابل کلیک کنید : wing grid، تکنولوژی برتر پرواز



Captain A
17-11-2011, 14:56
اما این فناوری منحصر به فرد چیست؟ پاسخ یك كلمه است wing-gind .
Wing gind در حقیقت به حالت خاص نوك بال پرندگان اتلاق می‏شود كه حالتی شكبه‏ای دارد. اگر به نو ك بال یك پرنده با دقت بنگرید خواهید دید كه نوك بال حالتی مانند انگشتان یك دست را دارا می‏باشند. این در حقیقت همان Wing gind است. اما اكنون باید به این سوال پاسخ داده شود كه این حالت چه خصوصیاتی دارد و اصولاً چه می‏كند. در این مورد از دكتر یولاروژ كه پیشگام طراحی بالهایی بانوك شبیه به نوك بال پرندگان است خواسته تا در مورد چگونگی راه یابی این ایده به ذهنش و در مورد ویژگیهای این طرح توضیحاتی ارائه كند. آنچه كه در ادامه می‏آید پاسخ وی به این پرسش است.
زمانی كه ما روی بخشهای معینی از علوم هوانوردی مانند كلاس 224 یا كلاس بین المللی B64C مطالعه می‏كردیم این ایده برای اولین بار به ذهن من رسید. در آن هنگام كه توجه ما به این سؤال جلب شده كه چرا موضوع نحوه پرواز لك لك (Stork) از زمان اتولیلیا نتهال مطرح شده بود تا كنون به موفقیتی دست نیافته است. این مطلب باعث علاقه مندی و كنجكاوی ما برای یافتن پاسخ سؤال شد و اندكی بعد به این نتیجه رسیدیم كه این مسئله قابل حل است (اگر طبیعت می‏تواند این كار را انجام دهد چرا ما انسانها نتوانیم وسیله‏ای مشابه آن را بسازیم و كاری شبیه به آن انجام دهیم؟)
از عواملی كه به من در حل این مسئله كمك كرد این بود كه من علاوه بر اینكه یك متخصص آئرودینامیك بودم پیش زمینه خوبی نیز در مورد توربوماشینها داشتم كه بعدها به من ثابت شد كه آگاهی از این علم از اهیمت فوق العاده‏ای در زمینه مورد مطالعه من برخوردار بوده است زیرا پرهای نوك بالهای لك لك هنگامی‏ كه بالها كاملاُ باز هستند عملاُ مانند شبكه‏ای از هوابرهای (Airfiols) مانند آنچه كه در توربینها استفاده می‏شود عمل می‏كنند كه البته اطلاعات مربوط به نحوه عملكرد توربینها در كتب مربوط به توربوماشینها آورده شده است و نه در كتابهای مربوط به علوم هواپیمایی و تكنولوژیهای طراحی و ساخت بال.
جالب اینجاست كه هر شخصی كه مایل باشد در مورد ساختار wing gind مطالعه كند به زودی متوجه خواهد شد كه كتابهای قدیمی بسیاری در این مورد وجود دارند كه در آنها به این نوع wing gind اشاره شده است. این موضوع نشانگر این است كه ما با یك علم مهندسی كاملاُ قدیمی مواجهیم.
http://cdn-www.airliners.net/aviation-photos/middle/6/1/2/1990216.jpg

یكی از مشكلاتی كه ما در ابتدای كار با آن مواچه بودیم این بود كه مومضوع بال با نوك شبكه‏ای (Wing gind) در كتب چدید هوایی مورد بحث قرار نگرفته بود و لذا گروه كثیری از آگاهان به علوم هوانوردی به راحتی اذعان می‏كردند كه ساختن چنین بالی برای نصب روی هواپیما به هیچ وجه عملی نخواهد بود مگر اینكه با چشمان خود روزی آن را در حال پرواز روی یك هواپیما ببینید.
اما wing grid چیست؟

ایده این طرح از مشاهده یك تناقض در طبیعت شروع شد و از طبیعت توضیحات لازم و موارد استفاده خود را یافت.همانگونه كه در شكل 1 مشاهده می‏شود پرندگان سرخورنده غیر دریایی یا نسبت سرش بالایی نسبته به پسرعموهای دریایی شان پرواز می‏كنند كه دارای بالهایی با نسبت منظری بسیار بالایی نیز هستند اما چرا؟ لذا این تفكر به وجود آمد كه این پرندگان باید به نحوی از بالهای گسترده و با نوك انگشت مانند خود برای كاهش پسای القایی (induced drag) استفاده كرده باشند. این تناقض نقطه آغازین یك كار جدید و طرحی موفق بود كه نهایتاً به طراحی بالهای شبكه‏ای انجامید.
نوعی كركس آفریقایی با بالهایی انگشتی و نسبت منظری 8 برای بالهایی خود است وهمزمان دارای نسبت سرشی معادل 20 می‏باشد كه در مقایسه با آلباتروس كه بالی با نسبت منظری 20 و نسبت سرشی معادل 25 است بسیار زیاد می‏باشد.
اما پرسش دوم این است كه بالهای دارای Wing grid چه می‏كنند؟

در پاسخ باید بگوییم كه بالی كه دارای طرحی مناسبی از Wing grid در نوك بال باشد دارای ویژگیهای زیر خواهد بود.
1 – پسای القایی بسیار كم – كه در مقایسه با بالهایی معمولی پسای القایی آن تا حدود 60% كمتر شده است. این اثر را می‏توان همچنین تحت عنوان راندمان دهانه بال نیز باین كرد یعنی دهانه بال دارای wing grid در مقایسه با یك بال معمولی و با نسبتهای سرش یكسان. با این وصف، بالهای دارای wig grid دارای راندمان تا 3 برابر بیشتر از بالهای معمولی هستند كه این خاصیت منحصر به فرد و مهم توسط انجام یك آزمایش نا متقارن روی یك هوا سر مجهز به این نوع بال نیز به اثبات رسیده است (شكل 2)
همچنین شكلهای زیر (شكل 3) كه در برگیرنده بالهایی با عدد سرش یكسان و بار گذاریهای مشخصی هستند نیز میزان شدت این اثر را بهتر نشان می‏دهند.
2 – افزایش كارایی بال در برابر و اماندگی (stall) نوك بال. هواپیمای مدل مورد آزمایش مقاومت بسیار زیادی را در مقابل این نوع واماندگی حتی در شرایط مرطوب جوی (هوای بارانی) از خود نشان داد. بنابراین مسلماً این ویژگی می‏تواند بهبود دهنده ایمتی پرواز خصوصاُ در شرایط سخت جوی باشد.
3 – وجود wing grid توزیع برآیی مستطیل شكل به همراه دارد كه باعث افزایش 127 درصدی میزان برای (lift) تولیدی كل و كاهش اثر سطحی زمین (ground effect) در زمان نشست و برخاست می‏شود.
4 – wing grid باعث افزایش راندمان بالچه‏ها (flaps)به دلیل وجود توزیع برآی مستطیلی و مقاومت در برابر واماندگی سربال می‏شود.
به طور كلی و در یك نگاه اصول كاركرد wing grid را می‏توان در سه اصل خلاصه كرد:

1 – چرخش آئرودینامییك (circulation) توسط wing grid درطول وتر بال خنثی شده است.
2 – چرخشهای موضعی به سمت انتهای شبكه این نوع بالها منتقل می‏شود كه این امر باعث افزایش منطقه اثر گردابه‏ها می‏شود.
3 – توزیع برآء روی تعداد زیادی از بالچه‏های انتهایی شبكه باعث كاهش منطقه اثر انرژی گرادبه‏ها می‏شود.
منبع: safety-aviation.blogfa.com

Maryam Mehri
09-04-2012, 20:01
بالهای جغد
الگویی جدید برای هواپیماهای بیصدا
ساختار بال جغدها دارای اطلاعات ارزشمندی برای پژوهشگران علم بیونیک است. جغدها به کمک بالهای خود بی سر و صدا در طول شب پرواز میکنند. بال این پرندگان میتواند الگویی برای ساخت هواپیما یا توربینهای کم صدا باشد.


http://jamnews.ir/Images/News/Smal_Pic/20-1-1391/IMAGE634695849364760606.jpg (http://www.aerospacetalk.ir/vb/redirector.php?url=http%3A%2F%2Fwww.aerospacetalk.ir%2Fvb%2Fredirector.php%3Furl%3Dhttp%253A%252F%252Fwww.aerospacetalk.ir%252Fvb%252Fredirector.php%253Furl%253Dhttp%25253A%25252F%25252Fjamnews.ir%25252FImages%25252FNews%25252FSmal_Pic%25252F20-1-1391%25252FIMAGE634695849364760606.jpg)
http://jamnews.ir/Images/main/play.png
http://jamnews.ir/Images/News/Smal_Pic/20-1-1391/IMAGE634695849364760606.jpg
به گزارش سرویس علمی فناوری جام نیوز، بیونیک (Bionic) نام یک رشته تحقیقاتی است که از طبیعت موجودات زنده الهام میگیرد. پژوهشگران این رشته از الگوها و مدلهای طبیعی برای بهبود طرحهای صنعتی الهام میگیرند. پژوهشگران بیونیک در مدرسه عالی فنی آخن در آلمان، از جمله مشغول تحقیق بر روی ساختار اندامهای بدن جغد هستند. این پژوهشگران در پی آن هستند که دریابند این پرنده شکاری چطور در سکوت کامل به سوی طعمه خود یورش میبرد؟
توماس باخمان یکی از پژوهشگران مدرسه عالی فنی آخن به دویچه وله میگوید: «جغدها در شب شکار میکنند. اطلاعات بصری ما در این مورد بسیار محدود است.» وی در ادامه توضیح میدهد که جغدها با کمک قوای شنواییشان طعمه را شناسایی میکند، آنهم درحالیکه خود بی سروصدا در حال پرواز هستند.
توماس باخمان در مورد آیرودینامیک (مطالعه اثر هوا بر اجسام متحرک) بال جغدها تحقیق میکند. یکی از زمینه های پژوهشهای او، گونه ای از جغدها است که به "جغد انبار" معروف هستند.
این پرندگان هموزن کبوتر هستند، اما بالهای بزرگتری دارند که خمیدگی آنها بیشتر است. باخمان توضیح میدهد: «این بالها امکان اوجگیری آنهم با سرعت اندک را برای پرنده فراهم میکنند.»
* تفاوت در ساختار پرهای هر بال
در مقایسه با جغدهای انبار، کبوترها به دلیل ساختار بالهایشان باید با شدت بیشتری برای پرواز بال بزنند. به همین علت صدای پرواز آنها از فاصله دور هم به خوبی شنیده میشود. به گفته ی باخمان، از آنجا که میان پرهای بال جغدها تقریبأ هیچ اصطکاکی وجود ندارد، سر و صدای بسیار کمتری هنگام بال زدن آنها ایجاد میشود.
او می افزاید: «جالب اینجاست که ساختار پرهای یک بال جغد هم با هم متفاوتند. پرهای بخش جلویی بال، شانهای و ریز هستند و سطح آنها نرم است. ابن ساختار تلاطم اندکی در سطح بال ایجاد میکند.»
باخمان ساختار پرهای جلویی بال جغد انبار را به پوست زمخت کوسه تشبیه میکند که اصطکاک هنگام حرکت در آب کم میکند. او ادامه میدهد: «تلاطم های ریز سطح بال جغدها هم هنگام پرواز اصطکاک بالهای این پرنده با جریان هوا را کم میکند.»

http://news.jamnews.ir/Images/News/Editor/image/0,,15860808_402,00.jpg
حاشیه پرهای قسمت انتهایی بال جغد انبار

جالب اینجاست که ریشه این پرها در بال جغدهای انبار، حاشیه ای دارد که آن هم دو عملکرد متفاوت دارند.
توماس باخمان که از مدتها پیش بر روی بالهای این پرنده تحقیق میکند، میگوید: «این حاشیه از یک سو موجب میشود که پرها روی هم لیز بخورند و صدای کمتری هنگام بال زدن ایجاد‎ کنند.»
باخمن ادامه میدهد: «از سوی دیگر، به دلیل وجود این حاشیه جریان هوا و سطحی پشت بال به آرامی با هم برخورد میکنند.»
* کاربرد ویژگی بال کرکسها در هواپیماهای مسافربری
البته الگوبرداری از ویژگیهای بالهای جغد انبار برای هواپیماهای تجاری چندان هم ساده نیست. یک دلیل آن این است که جغدها هنگام شکار تنها حدود ده تا پانزده کیلومتر در ساعت پرواز میکنند.‎
اما توماس باخمان تأکید میکند که مبنای فیزیک ساختار بالهای این پرنده میتواند موارد استفاده بسیاری داشته باشد. به عنوان مثال در تحول ساختار توربینهای بادی وساخت توربینهای که صدای کمتری تولید کنند.
جالب اینجاست که در صنعت هواپیماسازی تا کنون به کمک دانش بیونیک تغییرات بسیاری ایجاد شده است. به عنوان مثال ساختار بال پرندگانی مانند کرکسها، عقابها یا لکلکسانان الهامبخش اضافه کردن سه گوشه هایی به انتهای بال هواپیما بوده که حرکت چرخشی هوا روی بالها را کاهش میدهند.
ایجاد چنین گردباهایی روی سطح بال هنوز هم مانع بزرگی در کاهش سرعت هواپیماهای مسافربری و حتی هواپیماهای جت به شمار میرود.

http://news.jamnews.ir/Images/News/Editor/image/0,,15555799618_4,00.jpg
نوک بال به صورت سه گوش به سمت بالا خم شده که مانع چرخش هوا روی سطح بال و ایجاد مقاومت میشود
توماس باخمن در این رابطه میگوید: «پرهای نوک بال کرکسها، عقابها یا لکلکسانان هرکدام به تنهایی به طرف بالا خمیده میشود و به این ترتیب هم مانع ایجاد گردباد در حاشیه بالها میشود و هم مقاومت بالها را کاهش میدهد.»
* بهره جستن از ویژگی گوش جغدها برای کنفرانسهای ویدئویی
ویژگی ساختار بدن جغدها تنها به بیسر و صدا بودن بالهای آنها خلاصه نمیشود. این پرندگان قادرند صدا از طریق گیرنده روی چهره شان دریافت کنند.
علاوه بر آن گوشهای نامتقارن دارند که یکی رو به پایین و دیگری رو بالاست. این ساختار تشخیص جهت امواج صدا را برای پرنده ممکن میکند.
بر اساس گزارش دویچه وله، هرمان واگنر، یکی از پژوهشگران زیست شناسی مدرسه عالی فنی آخن که بر روی گیرنده های حسی جغدهای انبار تحقیق میکند، میگوید: «این ویژگی میتواند در بهبود سیستمهای کنفرانس ویدئوی کابرد داشته باشد. دوربین همواره روی چهره های متمرکز است که در حال صحبت است. میتوان تغییری در این سیسم ایجاد کرد که جهت صدا را تشخیص دهد تا زمانی که فرد دیگری وارد گفت وگو میشود دوربین به صورت خودکار به سمت او بچرخد.»

منبعhttp://jamnews.ir (http://www.aerospacetalk.ir/vb/redirector.php?url=http%3A%2F%2Fwww.aerospacetalk.ir%2Fvb%2Fredirector.php%3Furl%3Dhttp%253A%252F%252Fwww.aerospacetalk.ir%252Fvb%252Fredirector.php%253Furl%253Dhttp%25253A%25252F%25252Fjamnews.ir)