گجت نیوز آخرین اخبار تکنولوژی، علم و خودرو 
شاید برای شما هم سوال باشد که چرا بال جنگنده ها حالتی خمیده و رو به عقب دارد. این طراحی آیرودینامیکی چه تاثیری روی سرعت، پایداری و عملکردهای تدافعی و هجومی آنها خواهد داشت؟
در مراحل ابتدایی توسعه هر اختراع جدید دانشمندان و مهندسان طرح‌های مختلفی را امتحان می‌کنند. در نهایت نیز مشخص می‌شود که یک طراحی خاص نسبت به بقیه برتری قابل توجهی دارد. این مسئله در رابطه با بال جنگنده نیز صدق می‌کند. چه دلایلی باعث شده طراحان جنگنده‌های مدرن حالت خمیده بال را به اشکال دیگر ترجیح دهند؟
طراحی خاص بال جنگنده برای حل یک مشکل بزرگ
طراحی خاص جنگنده باعث می‌شود که ظاهری جذاب و تهاجمی داشته باشد. هرچند که بال صرفا به‌خاطر جلوه بصری و ایجاد ترس در دل دشمن اینگونه طراحی نشده است. بال‌های خمیده نقشی اساسی در عملکرد هواپیما دارند و باعث می‌شوند که جان خلبان در سرعت‌های زیرصوت یا فراصوت به‌خطر نیفتد.
وقتی یک هواپیما در آسمان پرواز می‌کند، با مقداری اصطکاک مواجه می‌گردد. این اصطکاک در نتیجه تماس مولکول‌های هوا با سطح بدنه ایجاد می‌شود. هرچند جنگنده‌ها به‌خاطر سرعت بالای خود مشهور هستند. آنها باید چند برابر سرعت صوت حرکت کنند.
مشکل اینجاست که با نزدیک شدن به سرعت صوت، مولکول‌های هوا فرصت کافی برای کنار رفتن از مسیر هواپیما را ندارند. همین نیز سبب می‌شود که فشار و دما به‌شکل ناگهانی افزایش پیدا کرده و دیواری نامرئی به‌نام موج شوک در برابر جنگنده شکل بگیرد. موج شوک می‌تواند لرزش‌های بسیار شدیدی در هواپیما ایجاد کرده و حتی سبب وقفه در پرواز گردد. در این موقعیت جان خلبان در خطر خواهد افتاد.
اگر بال های جنگنده خمیده نبودند، با افزایش سرعت حتی احتمال آسیب به بدنه و سقوط وجود داشت. هرچند بال خمیده سبب می‌شود موج شوک به تاخیر افتاده یا با شدت کمتری تشکیل شود. این طراحی خاص نه‌تنها پایداری هواپیما را در سرعت‌های بالا تضمین می‌کند، بلکه مانورپذیری آن را نیز افزایش خواهد داد. به همین خاطر است که در اخبار نظامی نمی‌توانید هیچ جنگنده‌ای را با بال صاف مشاهده کنید.
نقش قانون برنولی در پرواز
حالا بیایید مسئله را کمی علمی‌تر بررسی کنیم. بر اساس قانون برنولی پرواز هواپیما به‌خاطر حرکت جریان هوای سریع روی سطح بال و زیر آن ممکن می‌شود. از آنجایی که قسمت بالایی بال هواپیما انحنای بیشتری نسبت به بخش پایینی دارد، هوا در بخش بالایی با سرعت بیشتری حرکت می‌کند. چنین اتفاقی سبب کاهش فشار و ایجاد نیروی برآ (لیفت) می‌گردد.
برخی تاکید دارند که قانون برنولی نقص‌هایی دارد؛ اما برای توضیح دادن چرایی خمیده بودن بال جنگنده کفایت می‌کند. نکته مهم ماجرا اینجاست. هوا در سطح بال‌ها سریع‌تر از خود هواپیما حرکت می‌کند. در واقع اگر یک جنگنده بخواهد با سرعت نزدیک به صوت حرکت کند، قطعا هوای روی سطح بال به سرعت صوت خواهد رسید. کمی پس از رد شدن از سطح بال نیز سرعت هوا کاهش می‌یابد.
[su_icon icon=”icon: file-text-o” background=”#ffffff” color=”#909090″ text_color=”#434343″ size=”20″ radius=”32″ text_size=”18″ margin=”0px 0px 0px 0px” target=”self”]بیشتر بخوانید[/su_icon]- نگاهی به بزرگترین نقطه ضعف جنگنده پیشرفته جی 20 چین
- مانور شاخ به شاخ جنگنده‌ها: تاکتیکی موثر یا نمایشی خطرناک؟
- آیا پهپاد می‌تواند جایگزین جت جنگنده در جنگ مدرن شود؟
وقتی که سرعت شما به کمتر از سرعت صوت می‌رسد، یک موج شوک صوتی ایجاد می‌شود. چراکه هوا پس از برخورد به نوعی مانع صوتی بازمی‌گردد.
مزایا و معایت طراحی خمیده بال جنگنده
برخلاف باور عمومی، موج شوک ناگهانی و همچون یک انفجار نیست. در عوض باعث وارد شدن مقدار بسیار زیادی نیروی درگ به جنگنده می‌شود. اگر طراحی بال های یک جنگنده مناسب نباشد، این نیرو حتی می‌تواند سبب از کار افتادن موتور و مرگ خلبان گردد.
این مشکل بسیار مهم باعث شد که مهندسان ایده بال خمیده را برای جنگنده اجرا کنند. با طراحی جدید سرعت جریان هوا روی سطح بال‌ها به‌شکل چشمگیری کاهش پیدا می‌کند. این تغییر دو فایده مهم دارد. اول از همه اینکه سبب تاخیر در شکل‌گیری امواج شوک فراصوت می‌گردد. در گذشته خلبان حتی هنگام پرواز در سرعت نزدیک به صوت نیز کمی تردید و نگرانی داشت. هرچند چنین مسئله‌ای دیگر در جنگنده‌های مدرن مثل مدل های مختلف جنگنده اف 35 وجود ندارد.
نکته دوم به کاهش درگ موجی مربوط می‌شود. درگ موجی معمولا در اطراف بال‌ها جمع می‌شود. هرچند در طراحی جدید درگ کاهش یافته و کل هواپیما با فشار کمتری مواجه می‌گردد. کاهش درگ سبب شتاب‌گیری آسان‌تر و مانورپذیری بالاتر نیز خواهد شد. همچنین مصرف سوخت نیز کاهش می‌یابد. همه این موارد برای یک جنگنده نظامی که باید در کوتاه‌ترین زمان از خطرات گوناگون اجتناب کرده و هدفی حیاتی را نابود کند مهم هستند.
طراحی خمیده بال جنگنده مشکل پرواز در سرعت بالا را برطرف کرد؛ اما هنگام پرواز در سرعت پایین مشکل‌ساز می‌شود. خلبان‌ها هنگام بلند شدن و فرود با کمی سختی جنگنده را کنترل می‌کنند. البته برخی شرکت‌ها از فلپ‌های قابل کنترل جداگانه برای حل این مسئله استفاده کرده‌اند. این فلپ‌ها می‌توانند با تصمیم خلبان نیروی لیفت را افزایش دهند. لیفت بیشتر نیز به‌معنی کنترل بیشتر خلبان در سرعت‌های پایین است.