تطابق قانون برنولی بر ایرفویل(Airfoil)

تطابق قانون برنولی بر ایرفویل به زبان ساده این طور توضیح داده می شود.

یک بسته هوا را در نظر بگیرید که در همه ی لایه ها (دما ،سرعت ،فشار)هم اندازه است حال اگر یک ایرفویل در این بسته هوا قرار گیرد تغییرات سرعت و فشار رُخ می دهد

وقتی جریانات هوا در حال رد شدن از ایرفویل هستند چه اتفاقی می افتد؟

لبه ی حمله ی(L.E) قسمت جلویی ایرفویل جایی که جریان هوا در آن شکافته می شود و در دو قسمت،سطح بالا و سطح پایین حرکت می کند مشاهد می کنید که بسته هوا نسبت به ایرفویل در قسمتهایی حجم کمتر و در قسمتهایی حجم بیشتر دارد.(مشخص شده در شکل)

بنابراین تفاوت هایی در سرعت و فشار در قسمتهایی از ایرفویل بوجود می آید و نتیجه تغییرات سرعت و فشار روی ایرفویل، نیروهای( lift) را بوجود می آورد.

_ مولکولی که از سطح بالایی (  upper surface ) ایرفویل رد می شود را مولکول (u) و مولکولی که از سطح زیرین (lower surface) ایرفویل رد می شود رو مولکول(L) نامگذاری می کنیم.حال اگر بخواهیم تطابق قانون برنولی بر ایرفویل از لحاظ ریاضی و هندسی بررسی کنیم:

بنا به قانون برنولی دو خط داریم فاصله ای که مولکول(u) تا انتهای ایرفویل که لبه ی فرار (T.E) نام دارد طی می کند و منحنی شکل است با فاصله ای که مولکول (L) طی می کند که مسیر صاف است،اگر منحنی را بکشیم و مثل خط صاف کنیم دو خط در کنار هم

می شود.

مسیری که مولکول (u) طی می کند از مسیری که مولکول (L) طی می کند بیشتر است

پس در نتیجه بنا به خاصیت همگرایی واگرایی

Xu   >  XL

و باز بنا به خاصیت همگرایی واگرایی مولکول (u) و مولکول( L) هم زمان از هم  جدا می شوند و همزمان به هم میرسند

پس خواهیم داشت:

tu   =   tL

حال اگر فکر کنید دو دونده همزمان از مسیرهای L و u همزمان شروع به دویدن کنند و باید همزمان به خط پایان برسند ،پس دونده (u)باید سریعتر بدود از دونده (L) بدود تا همزمان به خط پایان برسند پس:

Vu    >   VL

بنا بر قانون برنولی سرعت افزایش پیدا کند فشار کم می شود

Pu     <    PL

وقتی فشار در سطح بالایی کم شود و فشار در سطح زیرین ثابت است ایجاد جابجایی و Lift می کند.

با تطابق قانون برنولی بر ایرفویل ثابت شد تغییر فشار در سطح بالایی نسبت به سطح زیرین ،که 2/3L ift در سطح بالایی ایرفویل بوجود می آید که باعث مکش و کشش پاراگلایدر به سمت بالا می شود

_ در مثال شیلنگ آب گفته شد که بر اثر برخورد سیال با جسم جامد جابجایی رُخ می دهد،با عبور ایرفویل از درون سیال ،برخورد سیال با سطح زیرین ایرفویل ایجاد Lift  می کند و 1/3lift در سطح زیرین  ایرفویل  بوجود می آید.

Total lift :

1/3Lift  ====》Lower surface    بخاطر قانون سوم نیوتن 

2/3Lift   ====》upper surface    بنا بر اصل قانون برنولی