نيروي برآر در هواپيمای مدل

در هواپيما اختلاف فشار هوائي که از روي بال و زير بال مي‌گذرد ايجاد نيروي برآر مي‌کند و با خنثي شدن نيروي وزن، هواپيما به پرواز درمي‌آيد.

بر هواپيمائي که در حال پرواز يک‌نواخت و مستقيم است چهار نيرو وارد مي‌شود:

نيروي پيش‌رانش که هواپيما را به جلو مي‌برد.

نيروي برآر ناشي است از شکل بال هواپيما و سرعت هواپيما و همچنين زاويه قرار گيري بال هواپيما نسبت به جريان هوا و هواپيما را به بالا مي‌برد.

نيروي پسار يا نيروي مقاوم هوا که جهت آن رو به عقب هواپيما است و همواره در مقابل نيروي پيش رانش قرار دارد و مقدار آن بستگي به شکل بال هواپيما و سرعت هواپيما و همچنين زاويه قرار گيري بال هواپيما نسبت به جريان هوا دارد.

نيروي وزن که هواپيما را به پائين مي‌کشاند.

نيروي پيش‌رانش در خلاف جهت نيروي پسار است و نيروي وزن هواپيما در خلاف جهت نيروي برا قرار دارد. اگر نيروي پيش‌رانش بزرگ‌تر از نيروي پسار يا مقاومت هوا نباشد هواپيما دچار واماندگي خواهد شد و همچنين براي پرواز بايد نيروي برآر از نيروي وزن بيشتر باشد تا هواپيما بتواند از زمين بلند شده و پرواز کند. وزن هواپيما ثابت است (بدون در نظر گرفتن وزن سوخت) ولي در شرايط مختلف پرواز نيروهاي ديگر (نيروي برار و نيروي پسار و نيروي پيش‌رانش) ممکن است تغيير نمايند. مثلاً در هنگام اوج گيري که زاويه هواپيما نسبت به افق بيشتر است نيروي پسار هم بيشتر خواهد بود. اگر توان موتور يا نيروي پيش‌رانش نتواند نيروي پسار ايجاد شده در اثر افزايش زاويه پرواز هواپيما را جبران کند، هواپيما دچار واماندگي خواهد شد. همچنين نيروي برار هم با افزايش سرعت هواپيما افزايش خواهد يافت و با ارتفاع گرفتن هواپيما در اثر رقيق شدن هوا (در صورت ثابت بودن سرعت هواپيما) کاهش مي يابد.

برآر يا نيروي برآر، نيرويي است که در اثر حرکت ماهيواره در شاره (سيال) ايجاد مي‌شود. پرواز هواپيما در اثر نيروي برآري است که حاصل از شکل مقطع آيروديناميکي بال‌ آن است، که اصطلاحاً مقطع ماهيواره دارند، نيروي برآر بال هواپيما به عواملي مانند سرعت هواپيما، مساحت بال، چگالي هوا، و شکل ماهيواره? بال بستگي دارد و مطابق با فرمول زير محاسبه مي‌شود.

که در اين فرمول:

?( V^2) S C(L) = 2L

L نيروي برآر هواپيما،
? چگالي هوا،
V سرعت پرواز هواپيما،
S مساحت بال، و
(C(L ضريب برآر است.

برآر را در فارسي «برآ» هم مي‌گويند. واژه «برآر» پيشنهاد فرهنگستان است

پسار برآيند تمام نيروهائي است که هنگام حرکت جسم صلب در شاره در جهت مخالف حرکت آن عمل مي‌کنند. اين نيرو را معمولاً مقاومت هوا نيز مي‌گويند، هرچند اين اصطلاح دقيق نيست. پسار القايي درگ القايي نوعي از نيرو ميباشد که در اثر نيروي برا بوجود مي آيد.هنگامي که بال با زاويه حمله صفر پرواز ميکند نيروي پسا ر القايي نداريم و پسار موجود تماما يک نيروي اضافي و صرفاً مقاوم است.هنگامي که زاويه حمله افزايش مييابد بال يک نيرو ايجاد ميکند,مولفه هايي از اين نيرو که با باد نسبي موازي است پسار القايي ناميده ميشود. همان طور که ميدانيد وقتي که بال نيروي ليفت ايجاد ميکند جريان باد را بصورت يک مسير منهني منحرف ميکند.نيروهاي منتجه هنگامي که با هم جمع شوند نيروي عکس العمل کل را تشکيل ميدهند.اگر نيروي عکس العمل کل درست عمود بر جريان نسبي باد باشد آن وقت نيروي ليفت بدون پسار القايي خواهد بود.اما عملا هيچگاه ميگويد که بال با بوجود آوردن down wash نيروي ليفت ايجاد ميکند.به عبارت ديگر با عبور هوا از روي بال جريان هوا به سمت پايين منحرف ميشود.نيروي ليفت نيروي عکس العمل در برابر اين حرکت به سمت پايين ميباشد.پس down wash منشا اصلي وجود درگ القايي است. عوامل موثر بر روي پسار القايي 1)نماي افقي بال نماي افقي بال مهم‌ترين فاکتور طراحي براي تعيين مقدار پسار القا شده است.معمولاً پيش بيني ميشود که يک بال با پهناي بلندتر جريان باد را بيشتر به سمت پايين منحرف ميکند تا يک بال با پهناي کوتاهتر.اين خود up wash بزرگ‌تري را در جلوي بال ايجاد ميکند اما اگر طول بال را بلندتر انتخاب کنيم آنگاه کمترين نيروي درگ القايي را خواهيم داشت. 2)زاويه حمله با افزايش زاويه حمله نيروي ليفت بيشتري خواهيم داشت و در نتيجه در انتهاي بال down wash بيشتري خواهيم داشت.با افزايش يافتن down wash ميدان فشاري که دور بال در حال چرخش است و گرداب هاي نوک را نيز در بر ميگيرد قدرت بيشتري پيدا ميکند که باعث افزايش up wash و در مهايت درگ القايي ميگردد. 3)زاويه sweep هواپيماي داراي بالهاي جارويي(همگرا)در موقعيت استال جريان هواي بيشتري را به سمت بالها همگرا ميکند.اين عمل به بزرگ‌تر شدن up wash در جلوي بال جارويي نسبت به بالهاي مستقيم مي انجامد و در نتيجه آن زاويه درگ القايي و همچنين زاويه حمله بزرگ‌تر در هنگام استال خواهيم داشت. با محاسبات رياضي نه چندان پيچيده ميتوان فرمولي را براي محاسبه درگ القايي ارايه کرد: D(i)=[2]W2/#peV2b2 با عرض پوزش قرارداد هاي زير را درباره فرمول بالا بپذيريدچون که علايم جديدي در رياضيات اختراع کردم چون کامپيوترم برنامه فرمول نويسي نداشت: i داخل پرانتز به عنوان زيروند است براي D و در مجموع D با زيروند i معرف درگ القايي است. 2 داخل کروشه ضريب است وبجز آن هر عددي که ميبينيد معرف توان است. W وزن هواپيماست برحسب نيوتون. / يعني تقسيم.

همان عدد پي است که هيچ شباهتي با نماد يوناني آن ندارد.

p همان رو يا چگالي هوا است بر حسب Kg/m2. V سرعت هواپيماست برحسب Km/h. b طول بال برحسب m و e عدد کارايي اسوالد است که براي بالهاي بيضوي 1 وبراي ساير بالها بين0.7 تا 0.9 است برحسبN2h2m/Km2Kg(که باز هم اعداد توان هستند)عنوان پيوند. واژه «پسار» از پيشنهادات فرهنگستان است و در بيشتر متن‌هاي هوانوردي فارسي به آن «پسا» مي‌گفتند.هواپيما با بال ثابت بيشتر هواپيماهاي امروزي به‌ويژه هواپيماهاي مسافري در اين دسته جاي دارند.

منظور از بال ثابت آن است که بال هواپيما (بر خلاف هليکوپتر) فقط در اثر پيش‌رانش نيروي برآر ايچاد مي‌کند. اگرچه بال در بعضي هواپيماها براي جاگيري کمتر يا ملاحظات هواپويشي ممکن است باز و بسته شود ولي اين‌گونه هواپيما را نيز داراي بال ثابت مي‌شمارند چون باز وبسته شدن بال ايجاد نيروي برآر نمي‌کند.هواپيما با بال ثابت

بيشتر هواپيماهاي امروزي به‌ويژه هواپيماهاي مسافري در اين دسته جاي دارند.

منظور از بال ثابت آن است که بال هواپيما (بر خلاف هليکوپتر) فقط در اثر پيش‌رانش نيروي برآر ايچاد مي‌کند. اگرچه بال در بعضي هواپيماها براي جاگيري کمتر يا ملاحظات هواپويشي ممکن است باز و بسته شود ولي اين‌گونه هواپيما را نيز داراي بال ثابت مي‌شمارند چون باز وبسته شدن بال ايجاد نيروي برآر نمي‌کند.

شهپرهاي هواپيماها در چند نوع هستند از جمله شهپرهاي برآفزا که به افزايش نيروي برآ (نيروي بالابرنده) در پرواز کمک مي‌کنند و شهپرهاي برآکُش که از نيوري برآ جلوگيري مي‌کنند.