قوانین پرواز در دیواره
قوانین پرواز در دیواره بسیار حائز اهمیت است . قوانین پرواز در دیواره شامل چهار قانون اصلی و مهم است . که خلبانان در هنگام پرواز دیواره ملزم به رعایت این قوانین مهم میباشند .
قوانین پرواز در دیواره بسیار حائز اهمیت است . قوانین پرواز در دیواره شامل چهار قانون اصلی و مهم است . که خلبانان در هنگام پرواز دیواره ملزم به رعایت این قوانین مهم میباشند .
یا به عبارت دیگر Axis خطی است فرضی که حرکت حول آن انجام می شود .
Longitudinal Axis محور طولی وسیله پروازی است و به فرض اگر میله ای از طول وسیله پروازی عبور دهید ، بال یک سمت بالا و بال سمت دیگر پایین می آید که در اصطلاح هوانوردی حرکت حول این محور ROLL (رول ) نامیده می شود .
Lateral Axis محور عرضی وسیله پروازی است و به فرض اگر میله ای از عرض وسیله پروازی عبور دهید ، دماغه یا Leading Edge ( لبه حمله ) بالا و پایین می شود که در اصطلاح هوانوردی حرکت حول این محور PITCH (پیچ) نامیده می شود .
Vertical Axis / Normal Axis محور عمودی وسیله پروازی است و به فرض اگر میله ای به صورت عمودی از وسیله پروازی عبور دهید ، بال یک سمت جلو و بال سمت دیگر عقب می رود که در اصطلاح هوانوردی حرکت حول این محور YAW (یو) نامیده می شود .
رسم Axis بر روی هواپیما
رسم Axis بر روی ایرفویل
رسم Axis در پرواز پاراگلایدر
CG به معنای مرکز ثقل است و در پاراگلایدر چند سانتیمتر بالاتر از سر خلبان قرار دارد
مرکز ثقل(CG ) و مرکز فشار (CP) در یک راستا هستند .
C.P در یک سوم جلوی بال یا همان Leading Edge ( لبه حمله ) قرار دارد و گشتاور نیروها در این نقطه صفر است
عاملی که باعث پیشروی بال می شود و دقیقاً در نقطه (C.P ) قرار دارد به نام Pitch Momentom معروف است که بسیار نا محسوس می باشد .
اهمیت این موضوع به حدی است که در نهایت باعث سوانح پروازی می شود ، استاد خلبان مهدی کوهی با توجه به روانشناسی که روی شاگرد انجام می دهند به محض تشخیص مراحل ابتدایی ورود شاگرد به سندورم های خطرناک، شخص خاطی را از باشگاه اخراج میکند تا بقیه تیم مسموم نشود .
در لحظه Critical Time استال رخ می دهد .
وقتی بال بالای سر خلبان قرار می گیرد لزوماً بال هنوز پرنده شده است که بخواهد وزن خلبان را تحمل کند و به Min Air Speed رسیده باشد .
جبهه هوا که همان Air Front است .
خصوصیات مشترک از جبهه هوا گرم و جبهه هوا سرد را دارد .
ابرها در واقع بخار آب مرعی هستند .
توده هوا یا همان Air Mass در واقع با این صورت تعریف می شود
حجم بسیار بزرگی از هوا که دارای خصوصیات فیزیک یکسانی باشد از جمله فشار ، رطوبت و دما را توده هوا گویند
وسعت آن می تواند تا 1000 کیلومتر باشد .
کسب خصوصیات زمین زیر خود ( جایی که تشکیل شده قطبی باشد یا استوایی )
خصوصیاتی مانند دما (سرما ) ، رطوبت ، فشار زیاد (دانسیته )
نیروی کوریولیس باعث انحراف توده هوا و آب ها می شود و در سرعتشان تاثیری ندارد .
نیروی کوریولیس نیرویی است استنتاجی ، که باعث راستگردی توده هوا در نیمکره شمالی و چپگردی توده هوا در نیمکره جنوبی می گردد.
یعنی حرکت توده هوا در نیمکره شمالی از غرب به سمت شرق است
حرکت توده هوا در نیمکره جنوبی از شرق به سمت غرب است
و در استوا حرکت توده هوا برابر سرعت خطی زمین است .
نیروی کریولیس باعث می شود خروجی آب داخل سینک در نیمکره شمالی راستگرد ، در استوا بدون چرخش و در نیمکره جنوبی چپگرد باشد .
به همین نسبت کلاس بال پاراگلایدرکه بالاتر می رود Adverse Yaw کمتر می شود .
Adverse Yaw یا همان تاخیر در گردش بیشتر زمانی اتفاق می افتد که قرار است خلبان از یک سمت چرخش داشته باشد .
هنگامی که خلبان پاراگلایدر شروع به گردش مثلاً از سمت راست میکند و برک (Break) سمت راست را میکشد، پس تغییراتی که در نیروی Lift و Drag بال سمت راست ایجاد شده باعث می شود تغییراتی هم در A.O.A بال سمت راست بوجود بیاید .
به محض گرفتن برک(Break )راست بال پاراگلایدر A.O.A سمت راست افزایش می یابد پس Lift سمت راست افزایش می یابد ، Adverse Yaw رخ می دهد، ولی در لحظه بعد که برک ( Break ) بیشتر گرفته میشود نیروی Drag زیاد میشود و بر نیروی Lift غلبه میکند و Adverse Yaw برطرف میشود .
برای کم کردن Adverse Yaw خلبان باید برای گردش ابتدا برک (Break) مخالف جهت چرخش را کاملاً بالا بگیرد (اصطلاحاً : پس بدهد ) و سپس برک موافق گرفته شود .
در Full Stall سرعت بال رفته رفته همراه با برک گرفتن خلبان کم می شود و سرعت بال و خلبان همزمان کم می شود
Dynamic Stall در حالتی رخ می دهد که خلبان برک ها را به طور ناگهانی میکشد وسپس رها می کند
در این حالت سرعت کانوپی زودتر از سرعت خلبان بدلیل اینرسی حرکتی رو به جلو که از قبل داشته کاهش میابد و بال به سمت عقب پرت می شود .
در Deep Stall شکل کانوپی بهم نمی خورد و بال به صورت کامل بالای سر خلبان قرار دارد و به صورت عمودی به طرف پایین می آید
B-Line Stall با کشیدن رایزرهای B به طور همزمان در هر دو طرف به سمت پایین اتفاق می افتد.
اولین نوع Stall وقتی خلبان به آرامی و به صورت همزمان برک ها را می کشد رخ می دهد نقطه جدایی ( Separation Point ) به لبه حمله( Leading Edge) نزدیک می شود
Sea Breeze به معنی نسیم دریا است.
آب نسبت به خشکی بدلیل ظرفیت گرمایشی بالایی که دارد دیرتر گرم می شود،
خصوصیت سنگ این است که زود گرم می شود و زود انرژی خود را از دست می دهد.
هنگامی که خورشید به زمین می تابد وقتی سنگ( منظور خشکی) به ظرفیت گرمایشی ویژ ه ای می رسد تا جایی که می تواند انرژی جذب می کند بیشتر از آن را به محیط پس میدهد و هوای همجوار خود را گرم می کند (هوای همجوار 1متر و 80 سانتی متر تا 2 متر به اندازه ی قد یک انسان عادی است )، این هوای گرم به صورت یک بسته می شود که از طریق Convection (همرفتی) به لایه های بالاتر انتقال می یابد ( مثل بخاری یک اتاق عمل می کند)، صعود می کند، هوای دریا نسبت به اینجا( سردتر) پرفشارتر است و به سمت کم فشار (خشکی ) حرکت می کند در نهایت یک چرخه سلولی Circulation بوجود می آید که سمت و جهت آن به سمت ساحل است به این جریان Sea Breeze گفته می شود که هر روز در دریای شمال و جنوب شاهد آن خواهیم بود.
☆ قدرت نفوذ Sea Breeze تا 30 کیلومتر در خشکی می تواند ادامه داشته باشد، مثل سایت درازنو در استان گلستان و کوههای شمال ایران
Land Breeze به معنی نسیم خشکی است.
هنگام شب، خورشیدی وجود ندارد و زمین انرژی خود را از دست می دهد اما آب بواسطه ظرفیت گرمایشی بالایی که دارد نسبت به خشکی( ساحل) گرمتر است، آب دریا گرمای خود را از دست می دهد ولی دیرتر از خشکی، پس هوای گرم دریا بالا می رود و هوای سرد خشکی (ساحل ) جایگزین آن می شود پس Circulation انجام می شود و باز یک چرخه تک سلولی ایجاد می شود که سمت و جهت آن به سمت آب دریا ( کم فشار) که است می باشد که به این باد Land Breeze گفته می شود.
Wind Aloft به معنی تغییرات سرعت باد در لایه های مختلف
یکی از علت های Wind Aloft وجود موانع و ارتفاعات است هر جایی که کوه می بینید باید 1000 متر بالاتر را به عنوان لایه اصطکاک در نظر بگیرید
☆ لایه اصطکاک باعث می شود هم سرعت و هم جهت باد تغییر کند
دومین علت می تواند توده ها و جبهه هایی باشد که با ارتفاع بالاتری وارد می شوند که دارای سرعت و جهت متفاوتی هستند.
مهم است خلبان در جایی که پرواز می کند بداند تابع شرایط Local منطقه قرار گرفته است یا General !
Wind Aloft بیشتر جاهایی متوجه می شوید که شرایط Local و General بر هم غلبه نکرده اند و شرایط Local در ارتفاع پایین تر قرار گرفته کار خودش را می کند و زمانیکه ارتفاع می گیرید بخاطر Wind Aloft شرایط متفاوتی را مشاهده می کنید.
Wind Aloft معمولاً در جاهایی که Flat هستند کمتر اتفاق می افتد اما جاهایی که ارتفاعات متفاوتی در کنارش وجود دارد تاثیر بیشتری می گذارد.
اما گاهی مثل قشم شرایط متفاوت است چرا که از آب و خشکی تشکیل شده است، جریانی که از آب بالا میرود ساز خودش را می زند و جریانی که از خشکی بالا می رود ساز خودش را، در این حال جریانی که از آب به خشکی و یا برعکس منظور Sea Breeze وLand Breeze دچار انحراف بسیار بزرگی می شود که با باد زمانیکه از روی خشکی رد می شود نهایت 15 درجه چرخش دارد اما وقتی از روی خشکی رد می شود 35 درجه انحراف پیدا می کند .
توربالانس (Turbulence ) به معنای اغتشاش و تلاطم یا همان چاله هوایی است.
در اصطلاح پروازی به تبدیل جریانات خطی ( Liner ) هوا به جریانات غیر خطی (Un liner )هوا اطلاق می گردد.
انواع (توربالانس Turbulence ) :
Mechanical Turbulence :
در اثر عبور سیال، از روی موانع ثابت رُخ می دهد.
نمونه بارز Mechanical Turbulence می توان به Rotor اشاره کرد.
Shear Turbulence :
عبور و گذشت جریان هوا از روی یک سیال ساکن و یا کم سرعت تر را Shear Turbulence گویند، که یک حرکت افقی است در واقع مرز مشترک بین هوای گرم و هوای سرد است.
یا به عبارت دیگر اغتشاشات بین دولایه هوا که از نظر سرعت یا جهت تفاوت داشته باشد.
برای اینکه بیشتر متوجه Shear Turbulence شوید سایت امام زاده هاشم را برای تان با توجه به شکل مثال می زنیم.
در طول شب وقتی هوا یک رنگ می شود منطقه سرد می شود و تشعشعات شبانه هوای سرد را در دشت مشاء متمرکز می کند در نتیجه تشعشعات شبانه باعث می شود هوای سرد ته نشین شود و هوا ساکنی باقی بماند.این ذهنیت برای خلبانان قدیم که در سایت امام زاده هاشم پرواز می کردند بوده است که صبح زود برای پرواز در سایت حضور داشته باشند تا بخاطر کوهستانی بودن منطقه به هوای خشن و توربالانس های زیاد برخورد نکنند.
وقتی که خورشید می تابد محیط اطراف خودش را گرم می کند در ابتدا به دره نمی تواند بتابد چون خورشید از شرق طلوع می کند هوای اطراف و قسمت غرب را شروع به گرم کردن می کند، کم کم که خورشید اوج می گیرد و بالا می رود هوای گرم شروع به حرکت می کند وقتی خلبان باد روبرو را احساس می کند تیکاف می کند و چون هوای دشت مشاء همچنان سرد و ساکن است وقتی که خلبان در مرز مشترک هوای گرم و هوای سرد قرار می گیرد (در رو یک جریان متحرک وجود دارد و در زیر یک هوای ساکن) وقتی از این مرز به مرز زیرین وارد می شود با تکان هایی مواجه می شود سپس وارد جریان زیرین و جریان ساکن هوای سرد می شود.
در واقع مرز مشترک بین هوای گرم و هوای سرد توربالانس هایی بوجود می آید که Shear Turbulence معروف است. Shear Turbulence زمانی که خورشید کاملاً بالا آمده باشد یعنی دقیقاً نزدیک به ظهر زمانی که آفتاب به دره می تابد و کل هوای دشت مشاء را گرم می کند از بین می رود در نتیجه Shear Turbulence در ساعت 7صبح کاملاً مشهود است ولی از ظهر به بعد Thermal Turbulence بوجود می آید .
Thermal Turbulence :
در مرز مشترک Up Draft و Down Draft یک جریانات پیچشی (Eddy) بوجود می آید که این Eddyها نشان دهنده ی Thermal Turbulence است که هنگام ورود به Thermal یا خروج از Thermal بال پاراگلایدر شما تکان هایی انجام می دهد که لازم است خلبان بنا به شرایط باد، بالا و یا یاپین بردن Break ها این حرکات را کنترل کند.
تفاوت Shear Turbulence و Thermal Turbulence در چیست؟
Shear Turbulence و Thermal Turbulence در واقع یکی هستند تا قبل از ظهر Shear Turbulence و بعد از ظهر Thermal Turbulence بوجود می آید.
ولی Shear Turbulence یک حرکت افقی است اما Thermal Turbulence یک حرکت عمودی ایست.
Wake Turbulence :
Wake Turbulence معروف به توربالانس حرکتی است که به عبور و گذشت یک جسم جامد و متحرک از درون هوا گفته می شود، نمونه بارز Wake Turbulence می توان به Vortex اشاره کرد.
جریان هوا بر روی ایرفویل بوسیله ی چسبندگی بین مولکولی می چسبد وقتی که جریان هوا از روی سطوح ایرفویل در حال رد شدن است، چسبندگی مولکولی رفته رفته کم می شود چون جریان هوا در حال جدا شدن از ایرفویل است. زمانی که روی سطح ایرفویل شیب زیاد می شود چسبندگی مولکولی به حداقل خودش می رسد، پس در نتیجه در نقطه ای به نام نقطه جدایی (Separation point ) جریان هوا از روی سطح ایرفویل کَندِ می شود.
پیش تر در قانون برنولی اشاره شد به این قضیه که جریان هوا در سطح زیر ایرفویل پر فشار و درسطح روی ایرفویل کم فشار است، این کم فشاری تا نقطه جدایی (Separation point ) وجود دارد، بعد از نقطه جدایی خلاء وجود دارد حال بدلیل خلاء و حرکت جریان هوا از قسمت پرفشار به سمت خلاء، که جای خالی را پر کند پس جریان فشاری که از قسمت پرفشار به سمت کم فشار حرکت میکند جریان برعکس (Reverse flow ) می شود که به این جریان برعکس Vortex گویند.
☆ در wing tip ها Vortex وجود دارد، حرکت Vortex در wing tip ها حالت سینوسی دارد که می تواند به سمت بالا و پایین بیاید و به سمت داخل و پایین حرکت کند به طوری که وقتی خلبان مانور اسپیرال در جریان هوای Calm (جریان هوای Calm یعنی باد بین 0 km تاkm 5 است که هوای مناسب پرواز می باشد)ممکن است هنگام خروج از اسپیرال در Vortex بال خودش قرار بگیرد که در این حالت یک گوشه ی بال خلبان ممکن است جمع شدگی رًخ دهد، در نتیجه در عین مانور این امکان وجود دارد که در Vortex خود قرار بگیرید علاوه بر این حتی ممکن است در Vortex بال دیگران نیز قرار بگیرید چطور؟ هنگامی که پشت بال پاراگلایدر دیگری حرکت می کنید اگر در فضای پایین تر آن حرکت کنید با توجه به اینکه گفته شد حرکت Vortex به سمت داخل و پایین wing tip هاست امکان اینکه در Vortex بال پاراگلایدر روبرو قرار بگیرید وجود دارد حال اگر این بال پاراگلایدر روبروی شما بال تندم باشد قطعاً Vortex ایجاد شده بزرگتر خواهد بود.در نتیجه نهایی Vortex در زمان و مکان خاص اتفاق می افتد.