آشنایی با ایرفویل (Airfoil) - قسمت اول

ایرفویل (Airfoil)

به مقطع هر جسمی که در جریان هوا قرار می گیرد، ایرفویل گویند. ایرفویلهایی که در شکل مشاهده می کنید، مقاطعی هستند که در بال هواپیما و یا در پره های ملخ موتور استفاده می گردند و ایجاد نیروی برآ می کنند. در اینجا قصد داریم اطلاعات فنی و حرفه ای درباره ایرفویل هواپیما را بررسی کنیم.

قسمت جلویی ایرفویل لبه حمله (Leading Edge) نامیده می­شود و اولین محل تماس با هوا می­باشد و از نظر طراحی ظرافت و حساسیت بالایی دارد. قسمت انتهایی، لبه­ی فرار (Trailing Edge) نامیده می­شود و مانند یک لبه­ی تیز است و در انتهای این محل هوای قسمت بالایی و قسمت پایینی به یکدیگر می­رسند. روی آن «سطح زبرین» یا «انحنای رویی» (Upper Camber)نامیده می­شود و زیر آن «سطح زیرین» یا «انحنای زیرین» (Lower Camber) نامیده می­شود.

خط وتر (Cord line)خط مستقیمی که لبه ی حمله را به لبه ی فرار وصل می­کند. طول خط وتر را با حرف c نشان می­دهند.
خط انحنای میانه ( mean camber line)
خطی است که هر نقطه از آن به یک اندازه از مرزهای سطوح زیرین و رویی فاصله دارد و این فاصله­ها عمود بر خط مرکزی اندازه­گیری می­شود. به بیان ساده­تر خط میانی خطی است که شکل ایرفویل را به دو قسمت مساوی در جهت طول ایرفویل تقسیم می­کند.

مقطع بال هواپیماها استاندارد گذاری های مختلفی دارد. یکی از معروفترین استانداردها مربوط به ایرفویلهایی موسوم به ناکا (National Advisory Committee for Aeronautics - NACA) می باشد. ایرفویلهای ناکا سری های مختلفی دارند که در زیر هر کدام را به اختصار شرح می دهیم:

سری 4 رقمی: رقم اول نشاندهنده بیشترین خمیدگی بر حسب صدم وتر – دومین رقم، فاصله نقطه بیشترین خمیدگی از لبه حمله بر حسب دهم وتر – دو رقم آخر، بیشترین ضخامت برحسب صدم وتر

برای مثال در مقطع بال NACA 3513 اگر طول وتر را با C نمایش دهیم:

یا در مثالی دیگر ایرفویل NACA 2412 دارای بیشترین انحنا در 0.02 طول وتر که در فاصله 0.4 طول وتر از لبه حمله قرار گرفته است و بیشترین ضخامت 0.12 طول وتر می باشد:

خانواده‌های مختلفی از ایرفویل‌ها توسط سازمانهای طراحی و مراکز تحقیقاتی مختلف ارائه شده است که این ایروفویل‌ها حاصل فعالیت‌‌های تجربی و یا محاسبات عددی می‌باشند.از مشهورترین آنها می‌توان به خانواده‌‌های زیر اشاره نمود:

NACA series 4, 5, 6 - Eppler - Clarck - AH (Althaus) - Boeing

برای درک بیشتر و آشنایی با سری های بعدی ناکا، به آدرسهای زیر بروید:

http://www.ppart.de/aerodynamics/profiles/NACA4.html

http://people.clarkson.edu/~pmarzocc/AE429/The%20NACA%20airfoil%20series.pdf

ادامه دارد....