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. شاهينهاي واقعي ميتوانند با تغيير در بالها و انتخاب طول شيرجه سرعت خودشان را كنترل كنند. با استفاده از شيرجه شاهينهاي ايدهآل در سرعتهاي بالا مي توان به مزايا و معايب آن در شاهينهاي واقعي پي برد همچنين مي توان نحوه حفظ اين سرعتها را نيز بررسي نمود.
فهرست :
خلاصه
مقدمه
انواع بال زدن
خصوصيات اندام شناسي و آئروديناميكي شاهينهاي ايدهآل
شكل و نيروهاي آيروديناميكي و گرانشي
نمودارهاي قطبي كارآيي و سرعت
مدل رياضي پرواز تعادلي و دو نوع از پرواز غير تعادلي
پرواز تعادلي در حداكثر كارايي
سرخوردن غير تعادلي
اوج گيري پس از شيرجه
خصوصيات مرتبط با جرم شاهينهاي ايدهآل
ويژگيهاي شيرجه در شاهينهاي ايدهآل
اثر وزن بدن
اثر زاويه شيرجه
اوج گيري پس از شيرجه
كنترل سرعت بهنگام شيرجه زدن
مزايا و معايب سرعتهاي بالا
ساير مدلها براي پرواز تعادلي
پرواز با شيرجه سرعت بالا در شاهينها
برچسب ها:
تحقیق پرواز بدون موتور مقاله پرواز بدون موتور پرواز بدون موتور