تفاوت مرکز فشار ، مرکز آیرودینامیکی و نقطه خنثی

هر جسمی که در مایع حرکت می کند ، نیروهای فشاری را بر سطح خود تجربه می کند. مفاهیم مرکز فشار ، مرکز آیرودینامیک و نقطه خنثی در درک تأثیرات این نیروها مفید هستند. بیایید یک ایرفویل را که در هوا با جریان صوتی متصل به بدن حرکت می کند ، بگیریم.
مرکز فشار مرکز فشار نقطه ای است که مجموع یک میدان فشار بر روی یک بدن عمل می کند. در هوا فضا ، این نقطه روی ایرفویل (یا بال) است که بردار حاصل (بالابر و کشش) در آن عمل می کند.
مرکز فشار
با تغییر زاویه حمله ایرفویل ، میدان فشار تغییر می کند. به همین دلیل ، مرکز فشار با تغییر در زاویه حمله تغییر می کند. در طیف عادی نگرشهای پرواز هواپیما ، اگر زاویه حمله افزایش یابد ، مرکز فشار به جلو حرکت می کند. و اگر کاهش یابد ، به عقب حرکت می کند.
حرکت مرکز فشار
به عنوان مرکز ثقل (نقطه ای که وزن بدن در آن عمل می کند) ثابت است ، این حرکت مرکز فشار بر پایداری هواپیما تأثیر می گذارد.
آیرودینامیک مرکز نتیجه (یا نیروهای فشار) نیز باعث ایجاد لحظه ای روی ورقه هوا می شود. با افزایش زاویه حمله ، لحظه فشار در یک نقطه (به عنوان مثال مرکز ثقل) نیز تغییر می کند. با این حال ، لحظه بلند شدن در یک نقطه خاص ثابت می ماند ، که به آن مرکز آیرودینامیک گفته می شود.
مرکز آیرودینامیک
برای ایرفویل های متقارن در پرواز زیر صوت ، مرکز آیرودینامیکی تقریباً 25٪ آکورد از لبه جلوی ایرفویل قرار دارد. این نقطه به عنوان نقطه ربع وتر توصیف می شود.
بنابراین مرکز آیرودینامیکی با تغییر در زاویه حمله تغییر نمی کند. به همین دلیل ، در تجزیه و تحلیل پایداری طولی ، از مرکز آیرودینامیکی به جای مرکز فشار استفاده می شود.
نقطه خنثی کل هواپیما را در نظر بگیرید. بال بردن بال از طریق مرکز فشار در مقابل مرکز ثقل هواپیما قرار دارد. این امر باعث ایجاد یک حرکت بی ثبات کننده می شود (افزایش لیفت برای افزایش زاویه حمله باعث ایجاد لحظه بینی به سمت بالا و افزایش زاویه حمله می شود). با لحظه تولید شده توسط بالابر تثبیت کننده افقی (که یک بال کوچک است) ، که در پشت مرکز ثقل عمل می کند ، خنثی می شود.
نیروها در هواپیما
با حرکت مرکز ثقل به سمت جلو ، پایداری هواپیما افزایش می یابد (با کاهش بازوی بال بال اصلی) و هواپیما از نظر ایستایی پایدار است.
از نظر آماری پایدار است
با حرکت مرکز ثقل به عقب ، بازوی لحظه بالابر بال اصلی افزایش یافته و پایداری هواپیما کاهش می یابد. گفته می شود این هواپیما از نظر آماری ناپایدار است.
از نظر آماری ناپایدار است
از آنجا که هواپیما وقتی مرکز ثقل در دماغه است و وقتی مرکز ثقل در دم قرار دارد ناپایدار است ، موقعیتی در وسط وجود دارد که هواپیما نه پایدار است و نه ناپایدار ، یعنی ثبات خنثی است این نقطه را نقطه خنثی می نامند. نقطه خنثی برای پیکربندی آیرودینامیکی خاص هواپیما ثابت شده است.
خنثی پایدار
بدین ترتیب،
مرکز فشار هواپیما نقطه ای است که بالابر عمل می کند.
مرکز آیرودینامیکی نقطه ای از بال است که در آن لحظه های فشار دادن ثابت هستند.
نقطه خنثی جایی است که مرکز ثقل هواپیما از نظر خنثی پایدار باشدi