وینگلت‌ها و بهبود عملکرد بال هواپیما

از تولید پرنده‌های آهنی اولیه تاکنون، همواره تمرکز دانشمندان هوافضا و تأکید خلبانان بر کنترل و کاهش اثرات نیروهای مزاحم پرواز (وزن و پسا) بوده است. وزن غیرقابل کاهش است؛ یعنی در اصل ماهیت پرواز بر انتقال وزن ناشی از بار و مسافر از نقطه‌ای به نقطه دیگر است؛ پس محدود کردن ورود بار زیاد به هواپیما در مغایرت با رفاه مسافران و در نهایت به ضرر صنعت هوانوردی است. چه بسا در طول سال‌های گذشته نیز وزن هواپیماها به تبع افزایش تعداد صندلی و میزان حمل بار، بیشتر شده است. بنابراین بهتر است لیفت یا برا به عنوان نیروی بالابرنده هواپیما در مرکز توجه قرار گیرد. اما کاهش نیروی پسای ناشی از تولید نیروی برا و اصطکاک بدنه و هوا می‌تواند کاهش پیدا کند. کاهش نیروی پسا نسبت به طراحی‌های قدیمی، درواقع موجب کاهش نیروی پیشران مورد نیاز برای به جلو راندن هواپیما خواهد بود. این یعنی پیشران‌ها (موتور هواپیما)، سوخت کمتری در مقایسه با گذشته مصرف خواهند کرد.

در یادداشت‌های قبل درباره نحوه تولید نیروی لیفت و عوامل مؤثر بر آن به تفصیل صحبت کرده‌ایم. هوا با مشخصات یک سیال با عبور از پیرامون بال‌های هواپیما، موجب تولید نیروی برا می‌شود. به این صورت که بر اساس اصل برنولی، هنگامی که هوا از روی بال هواپیما که به نسبت زیر آن دارای انحناست رد می‌شود، سرعت آن افزایش پیدا کرده و درنتیجه روی بال با فشار نسبی کم روبه‌رو می‌شود. همان‌طور که در بالا نیز اشاره شد، به‌جز نیروی پسای حاصل از اصطکاک بدنه و هوا، نیروی پسای تولیدشده همراه با لیفت نیز وجود دارد. اگر به مراحل تولید لیفت دقت کنید خواهید دید که هر لحظه امکان دارد هوای گذرنده از زیر بال هواپیما با کاهش سرعت یا تغییر در زاویه حمله بال، به سمت بالای بال هواپیما حرکت کند. این تغییر جریان هوا از ناحیه پرفشار زیر بال به سمت ناحیه کم‌فشار رویی، موجب به وجود آمدن اغتشاشات هوا در انتهای بال می‌شود که خود کاهش سرعت و تداخل در عملکرد فرامین را به دنبال دارد.

حتما در طراحی‌های جدید بال و بدنه، به تغییر در ساختار نوک بال‌ها توجه داشته‌اید. نوک بال‌ها ناحیه‌ای هستند که تداخل دو جریان هوای کم‌فشار و پرفشار در آن اجتناب‌ناپذیر است. به‌همین علت در چند سال گذشته و قبل از طراحی‌های نوین نوک بال‌ها، توربولانس ناشی از اغتشاش هوا در انتهای بال هواپیماهای تجاری امری بدیهی به نظر می‌رسید. این اغتشاش هوا غیر از این‌که عملکرد بهینه برخی از بخش‌های فرامین پروازی را مختل می‌کند، باعث پایین آمدن راندمان تولید لیفت بال‌های هواپیما شده و در نهایت مصرف سوخت آن را افزایش می‌دهد. طراحی‌های مختلف، اعم از انواع وینگلت به صورت‌های فنس، شارکلت و سرآخر سپلیت تیپ، از جمله ساختارهایی بودند که توانستند عملکرد بال‌های جدید را بهبود بخشند.

خلبان محمدتقی امیرسام

جام‌جم