مبانی آیرودینامیک پرواز با پاراگلایدر
مقدمه
پاراگلایدر، ترکیبی از دو واژه “پارا” به معنای چتر و “گلایدر” به معنای سرخورنده، یکی از محبوب‌ترین وسایل پروازی بدون موتور است. برای درک بهتر نحوه پرواز پاراگلایدر، آشنایی با اصول آیرودینامیک و نیروهای مؤثر بر آن ضروری است. در این مقاله به بررسی اجزای پاراگلایدر، اصول علمی پرواز، و قوانین فیزیکی حاکم بر آن می‌پردازیم.
—
اجزای اصلی پاراگلایدر
هر پاراگلایدر شامل اجزای زیر است:
بال یا وینگ wing: سازه‌ای با طراحی آیرودینامیکی که نیروی لیفت را ایجاد میکند.
هارنس (صندلی پرواز): محل نشستن خلبان که به بال متصل می‌شود.
چتر کمکی (پاراشوت): وسیله‌ای برای افزایش ایمنی در مواقع اضطراری.
کلاه ایمنی (هلمت): برای محافظت از سر خلبان در هنگام فرود و بروز حادثه.
رادیو: برای برقراری ارتباط با سایر پروازها و مربیان.
—
آیرودینامیک پرواز با پاراگلایدر
1. تعریف ایر فویل و اجزای آن
ایرفویل به شکل یا جسمی گفته می‌شود که هنگام عبور جریان هوا از روی سطح آن، نیروهای آیرودینامیکی را ایجاد و روی آن اثر می گذارد و کمترین مقاومت را نسبت به سایر اجسام در برابر عبور جریان هوا از سطح آن دارذ.
انواع ایر فویل
۱ـ ایر فویل متقارن مانند بدنه هواپیما و موشک
۲ـ ایر فویل نا متقارن مانند بالهای پاراگلایدر و هواپیما
اجزای اصلی ایر فویل شامل موارد زیر است:
لبه حمله (Leading Edge): قسمت جلویی بال که هوا ابتدا به آن برخورد میکند.
لبه فرار (Trailing Edge): انتهای ایرفویل که هوا از آن خارج می‌شود.
سطح بالایی (Upper Surface): قسمت رویی ایرفویل که سرعت هوای بیشتری دارد.
سطح پایینی (Lower Surface): قسمت زیرین که فشار بیشتری نسبت به سطح بالایی دارد.
کرد لاین (Chord Line): بلندترین خط فرضی و مستقیمی است که لبه حمله را به لبه فرار متصل می‌شود.
2. جریان هوا و تأثیر آن بر پرواز
ایر فلو (Airflow): جریان هوایی که از روی بال عبور میکند.
باد نسبی (Relative Wind): بادی است خلاف جهت حرکت و پرواز ایجاد می‌شود و سرعت آن برابر با سرعت وسیله پروازی است.
3. قوانین فیزیکی مؤثر در پرواز
✅ قانون برنولی
طبق این قانون، در یک سیال یکنواخت، سرعت و فشار نسبت عکس دارند. یعنی هر جا سرعت افزایش یابد، فشار کاهش پیدا میکند و بالعکس
منظور از سیالات یکنواخت از نظر سرعت و جهت است.
منظور از سیالات مایع یا گاز در حال حرکت است.
همیشه فشار تابع سرعت هست یعنی اول سرعت تغییر میکند سپس فشار.
منظور از فشار ، فشار استاتیک هست.
کاربرد قانون برنولی در بال پاراگلایدر
طراحی بال پاراگلایدر به گونه‌ای است که سطح رویی (Upper Surface) از سطح زیرین (Lower Surface) بزرگ‌تر است. هنگامی که جریان هوا به بال برخورد میکند، طبق اصل واگرایی و همگرایی سیالات، مولکول‌های هوا در قسمت رویی با سرعت بیشتری نسبت به قسمت زیرین حرکت می‌کنند. این افزایش سرعت باعث کاهش فشار در سطح بالایی و افزایش فشار در سطح زیرین شده و در نتیجه نیروی لیفت ایجاد می‌شود.
✅ قانون سوم نیوتن (عمل و عکس‌العمل)
این قانون بیان میکند که هر عملی، عکس‌العملی برابر و در خلاف جهت دارد. در پرواز پاراگلایدر، نیرویی که هوا از پایین به بال وارد میکند (برخورد جریان هوا با سطح زیرین بال) بخشی از نیروی لیفت را تولید میکند.
نکته: حدود دو سوم نیروی لیفت به دلیل اختلاف فشار ناشی از قانون برنولی و یک سوم آن به دلیل برخورد جریان هوا با سطح زیرین بال (قانون نیوتن) ایجاد می‌شود.
✅ قانون اول نیوتن (اینرسی اجسام)
طبق این قانون، یک جسم در حال حرکت تا زمانی که نیرویی به آن وارد نشود، به حرکت خود ادامه می‌دهد. در پرواز با پاراگلایدر، کنترل و تغییر جهت پرواز نیازمند اعمال نیرو از طریق تغییر در زاویه و فشار هوا بر روی بال است.
—
نتیجه‌گیری
پرواز با پاراگلایدر مبتنی بر اصول آیرودینامیک و قوانین فیزیکی همچون قانون برنولی و نیوتن است. طراحی بال به گونه‌ای است که با افزایش سرعت جریان هوا در سطح رویی، اختلاف فشار ایجاد شده و نیروی لیفت برای پرواز تولید می‌شود. درک این اصول برای خلبانان پاراگلایدر ضروری است تا بتوانند عملکرد بهتری در کنترل پرواز و افزایش ایمنی داشته باشند.
آیا شما تجربه‌ای در پرواز با پاراگلایدر داشته‌اید؟ نظرات و تجربیات خود را در بخش دیدگاه‌ها با ما به اشتراک بگذارید!
نویسنده خلبان و مربی پرواز آریا البرزی
