دنیای فایل

دانلود مقاله پرواز بدون موتور با فرمت ورد ودر 40 صفحه قابل ویرایش

قسمتی از متن مقاله پرواز بدون موتور

سرعت و شتاب شاهين هاي ايده‏آل بهنگام شيرجه زدن و اوج گرفتن.

خلاصه:

برخي از شاهين ها همانند بازها (Falco Peregrinus) در هوا و با حداكثر سرعت شيرجه به شكار خود حمله مي‏كنند. و تصور مي‏شود كه آنها سريعترين حيوانات هستند. حداكثر سرعت آنها بهنگام شيرجه در حدود 157 متر بر ثانيه اندازه گيري شده است، البته سرعت به اين بالايي به دقت اندازه گيري نشده است. در اين بخش تاثير نيروهاي آتروديناميكي و جاذبه اي (گرانشي) را برروي شاهينهاي ايده‏آل مورد بررسي قرار داده و براي محاسبه سرعت و شتاب حين شيرجه زدن از مدلهاي رياضي استفاده مي كنيم. شاهين ايده‏آل (مدل) داراي جرمي معادل 5/0 تا 2 كيلوگرم هستند از نظر خصوصيات اندام شناسي در آنروديناميكي مشابه شاهين هاي واقعي هستند.

حداكثر سرعت شيرجه زدن بستگي به وزن پرنده و زاويه و مدت شيرجه دارد. در زمان مناسب شاهينهاي ايده‏آل مي توانند در يك شيرجه قائم به حداكثر سرعتي بين 89 تا 117 متر برثانيه برسند، در صورتيكه ضريب مقاومت هوا را 18/0 فرض كنيم پرنده‏هاي سنگينتر مي توانند به سرعتهاي بالاتري نيز برسند. اين مقادير در پروازهاي با سرعت كم اندازه‏گيري شده است در پروازي با سرعت بالاتر مي توان اين مقدار را تا 07/0 كاهش داد. در اينحالت حداكثر سرعت بين 138 تا 174 متر بر ثانيه خواهد بود. در يك شاهين ايده‏آل به وزن يك كيلوگرم كه با زاويه بين 15 تا 90 درجه شيرجه مي‏زند بعد از حدود 1200 متر به 95% حداكثر سرعت خود مي‏رسد. مقدار زمان سپري شده و افت ارتفاع براي رسيدن به 95% حداكثر سرعت در رنجي بين 38 ثانيه و 322 متر در زاويه 15 درجه تا 16 ثانيه و 1140 متر در زاويه 90 درجه قرار دارد.

بهنگام اوج گرفتن مجدد پس از يك شيرجه قائم و در حداكثر سرعت، يك شاهين ايده‏آل با وزن يك كيلوگرم با تغيير فاصله بالهاي خود مي تواند نيروي بالا برنده‏اي تا 18 برابر وزن خود ايجاد كند در حاليكه نيروي بالا برنده در هنگامي كه بال، كاملاً باز است 7/1 وزن بدن مي باشد.

شاهين هنگام اوج گرفتن پس از يك شيرجه 60 متر از ارتفاع خود را از دست مي‏دهند با كاهش زاويه شيرجه مقدار افت و افزايش ارتفاع نيز كاهش پيدا مي كنند. يك شاهين يك كيلوگرمي مي تواند با افزايش مقاومت هوا و زاويه بالهاي خود سرعت شيرجه زدن را كاهش دهد. هم نيروي بالابرنده و هم نيروي مقاومت هوا را مي‏‏توان با زاويه حمله افزايش داد ولي شاهين مي تواند نيروي بالا برنده را با نگه داشتن بالهاي خود به شكل يك گودال (يا فنجان) افزايش دهد بنحوي كه بخشي از اين نيرو از بغل وارد شود. فشار هواي افزايش يافته توسط بالها مي‏تواند حداكثر نيروي بالا برنده را ايجاد كند. اين نيرو آنقدر بزرگ است كه شاهين مي تواند در يك شيرجه با زاويه 45 درجه سرعت 41 متر بر ثانيه (نصف حداكثر سرعت) با شتابي معادل 5/1- برابر شتاب جاذبه از سرعت خود كم كند.