طراحی صنعتی ایرانی

طراحی صنعتی ایرانی

مدرسه مجازی دیزاین فیوژن
شرکت طراحی آکسون
فرمی نیک
پرینت سه بعدی فیلانو
ریتمینو
استودیو طراحی ایکاس طراحی صنعتی
ارسال کننده: علی شیخ پور قاسمی نیا
دسته بندی: مقالات طراحی مباحث تئوری طراحی
تاریخ: 1386/12/12
تعداد بازديد : 5621
share on Facebook   share on Facebook   print

مروری بر شکل گیری علم آیرودینامیک Aerodynamic

آیرودینامیک

این مقاله گذری است بر تاریخ آیرودینامیک از کوشش های اولیه برای پرواز در زمان های قدیم که بیشتر بر باورهای افسانه ای پا گرفته اند تا پیدایش دانش آیرودینامیک.

در واقع اولین تعریف های مفید برای آگاهی از قوانین حاکم بر حرکت جسم در شاره در سده ی شانزدهم به هنگام پایه گذاری مکانیک بیان شد.

گالیله اولین کسی است که در جریان مطالعه ی حرکت آونگ به مقاومت هوا پی برد. او متوجه شد که حرکت آونگ به تدریج کند می شود و کوشید رابطه ی بین سرعت و مقاومت هوا راتعین کند. آزمایش گالیله عبارت بود از دو آونگ همانند که از دو کره ی با وزن یکسان آویزان از نخ های با طول برابر تشکیل می شدند. یکی را به اندازه ی 10 درجه و دیگری را به اندازه ی 160 درجه از وضع قائم منحرف و سپس رها کرد. بعد از مدت معینی تعداد نوسان هایی که آونگ ها انجام داده بودند با هم برابر بود. گالیله با توجه به نسبت متفاوت سرعت ها، فهمید مقاومت هوا با سرعت متناسب است و در نتیجه هر دو آونگ نوسان های مساوی انجام داده اند.

بعدا نیوتن بود که ارتباط بین 4 متغیر: مقاومت هوا،  مجذور سرعت، مجذور ابعاد خطی جسم و چگالی هوا را بیان کرد. نیوتن همچنین اساس کار تونل باد را بنا نهاد که سه قرن بعد تحقق یافت.

مقاومت هوا = ضریب کشش x مساحت در معرض جریان x سرعت به توان دو x چگالی هوا

بعدها برای سرعت های بالاتر نادرستی رابطه نیوتن به اثبات رسید. در واقع آزمایش های حرکت های پرتابی با سرعت های بالاتر نشان داد که مقاومت هوا در مقابل پیشروی پرتابه ها خیلی بیش از مجذور سرعت افزایش می یابد.

از همان هنگام کوشش های مربوط به پیشبرد هیدرودینامیک و مکانیک نظری سیالات در جریان نیمه دوم قرن هجدهم و تمام قرن نوزدهم به پیشرفت های بزرگی نایل آمد.

نتایج کارهای دانشمندان مشهور زمان عبارت بودند از :

برنولی: قضیه مهمی را بیان داشت که بر جریان شاره های غیر قابل تراکم حاکم است و بعدا به قضیه ی برنولی معروف شد.

اویلر: به مطالعه ی هیدرودینامیک علاقه مند شد و بدین طریق توانست چندین قانون بنیادی مکانیک سیالات را اثبات کند و همچنین اوست که نظریه ی مقاومت سیال را روی جسم در حال حرکت بر اساس فشار بیان داشت.

لاپلاس: فرمول درست سرعت انتشار صوت در هوا را پیدا و ثابت کرد که سرعت صوت در هوا با جذر دمای مطلق هوا متناسب است.

در جریان قرن نوزدهم برای اولین بار پرتابه ها وارد توپخانه ها شدند و بدین سان مطالعه روی پدیده های فراصوتی آغاز شد. آزمون های تیراندازی به ویژه در فرانسه تا سرعت های حدود 1500 متربر ثانیه انجام می گرفت. در جریان همین آزمایش ها بود که ماخ -فیزیکدان اتریشی-در جسمی که با سرعت فرا صوت حرکت می کرد، موج های شوک را کشف کرد. روش استریوسکوپی مشاهده جریان های فراصوتی که ماخ آن را ابداع کرد، هنوز هم مورد استفاده است.

در قرن اخیر اندیشه ی ساخت هواپیماهای دقیق تر مطرح شد و ماکت های اولیه ی هواپیما بیشتر مدیون مطالعه روی پرواز پرندگان است.

جورج کیلی پروفیلی طراحی کرد که شاید اولین پروفیل بال از روی آن ساخته شده باشد و شکل آن بر اساس برش عرضی ماهی قزل آلا طراحی شده بود.

به موازات این کوشش های نظری، نخستین دستگاه های آزمایش های آیرودینامیکی ساخته و به کار گرفته شد. در سال 1871 ونهام و در سال 1891 فیلیپ در انگلیس اتاق های دمش را ساختند. بعدا ژوکوفسکی در روسیه و راتو و ایفل در فرانسه به همین کار پرداختند. ایفل به حق یکی از پیشگامان این راه شد. او روش های فنی آزمایشی را بنا نهاده است که امروزه نیز از آنها استفاده می شود. ایفل برای اندازه گیری مقاومت هوا روی صفحات تخت در سال 1910 برج معروف ایفل را ساخت.

از این زمان است که بسط نظری آیرودینامیک با ساخت هواپیما دوش به دوش هم پیش می رود. به طوری که پیشرفت در یکی، موجب تکمیل و تصحیح در دیگری می شود. در سال 1920 پرانتل آلمانی نظریه ی پورتانس را بیان کرد و به شرح رفتار جریان هوا پرداخت.

Sea dart

در طول جنگ 1939- 1940 نشانه های اولیه ی ورود به ناحیه ی سرعت های نزدیک به سرعت صوت با هواپیماهای ملخی خیلی سریع مانند اسپیت فایر(سیخ آتش) در جریان خیزهای قائم به ظهور پیوست. ظهور هواپیماهای مجهز به موتورهای واکنشی (جت) این پدیده را خیلی روشن تر کردند و از سال 1945 برنامه های وسیع پژوهشی روی جریان های سریع نزدیک به سرعت صوت در تونل های باد ریخته شد. نتایج به دست آمده اجازه دادند که شکل و رفتار آیرودینامیکی هواپیماها را در اطراف سرعت صوت تکمیل و تصحیح کنند و به سرعت های فرا صوتی بزرگ دست یابند.

در طرح های نظامی سرعت عادی هواپیماها به 3 ماخ می رسد و مطالعه ی آیرودینامیکی هواپیماهای حمل ونقل بازرگانی با همین کیفیت در جریان تکامل است.

تکامل موتورهای ویژه ای که سرعت برخی از آنها به چند هزار کیلومتر در ساعت می رسد به مطالعات پیشرفته تری نیازمند است، مسایل جدیدی را مطرح ساخته اند که وجود تونل های باد با تجهیزات کامل تر و شرایط جدید پرواز را ضروری تر می سازند.

منبع: http://www.edrissoltany.blogfa.com/post-1160.aspx
+ ویرایش علمی و ادبی

تهیه شده در: http://www.newdesign.ir/search.asp?id=249&rnd=8828

نظر بازديدکنندگان (1)


مطالب مرتبط:
صفحه اصلی | کانال تلگرام نیودیزاین | فیس بوک نیودیزاین | تماس با ما