پدیده واماندگی استال stall
 
 
 
 
یکی از پدیده های آشنا برای مهندسان مکانیک سیالات و مهندسان هوافضا پدیده ی واماندگی یا Stall می باشد. در این پدیده که در زوایای حمله‌ی زیاد اتفاق می افتد شاهد افت شدید نیروی برآ یا لیفت و افزایش چشمگیر نیروی پسا یا درگ هستیم که چنین پدیده ای باعث کاهش شدید بازده ایرفویل می‌شود. در این قسمت مباحث مربوط به آیرودینامیک ایرفویل و در نهایت پدیده‌ واماندگی بیان می شود. مفاهیم و توضیحات علمی این پدیده به همراه فیلم آموزشی در ادامه مطلب موجود می‌باشد.
 
 




واماندگی یا استال(Stall) یکی از اصطلاحات هوانوردی است، که به یک وضعیت از هواگرد یا هواپیما در هنگام پرواز اشاره می‌کند. واماندگی وضعیتی است که در آن، جریان هوا از لایهٔ مرزی سطح برا هواپیما (مانند بال‌ها) جدا می‌شود. در این حالت نیروی برا به شدت کاهش و اصطکاک با هوا به شدت افزایش می‌یابد.


پدیده واماندگی استال stall

انواع واماندگی

دو نوع واماندگی در پروازهای غیر جت مورد توجه هستند:

واماندگی بدلیل سرعت پایین

این پدیده در هنگامه نشستن یا برخاستن هواپیما رخ می‌دهد. به دلیل کم بودن ارتفاع برای بازگشت به حالت اولیه این پدیده بسیار خطرناک است. این واماندگی معمولاً از قسمت‌های تحتانی هواپیما شروع شده و رو به جلو حرکت می‌کنند.

واماندگی بدلیل زاویه حمله بالا

این نوع واماندگی، دارای شتاب است و با زاویه حمله رابطه مستقیم دارد. نقاط نوک تیز برای روی بدنهٔ هواپیما به این نوع واماندگی کمک می‌کنند. بالا رفتن سریع زاویه حمله به جریان هوا اجازهٔ حرکت به سمت جلوی ماهی‌واره را نمی‌دهد و اینجا است که جریان هوا از سطح برا جدا می‌شود. برای جلوگیری از این پدیده در ارتفاعات نامناسب نباید به سرعت رو به بالا حرکت کرد.

یکی از واماندگی‌های مربوط به زاویه، واماندگی سرچکشی نام دارد. سرچکشی نوعی واماندگی است که براثر اوج‌گیری هواپیما با زاویهٔ بسیار تند و حداقل توان موتور ایجاد می‌شود و همراه با حداکثر جابه‌جایی سکان عمودی و چرخشی سریع حول محور انحراف سمت yaw axis است و پس از آن هواپیما به وضعیت شیرجه در می‌آید و فروخیز می‌کند.

سرعت واماندگی

سرعت واماندگی یا سرعت حداقل، سرعتی است که اگر هواپیما از آن کمتر حرکت کند با خطر سقوط مواجه خواهد. سرعت واماندگی را می‌توان با استفاده از روش محاسبه نیروی برا بدست آورد.

{\displaystyle L={\tfrac {1}{2}}\rho v^{2}AC_{L}}

که در آن

پس از آن با قرار دادن بالاترین میزان ضریب {\displaystyle C_{L_{max}}}، و جابه‌جایی سرعت به یک سمت و بقیه عناصر معادله به سمت دیگر به دست می‌آوریم:

{\displaystyle V_{s}=V_{min}={\sqrt {{2L} \over {\rho C_{L_{max}}A}}}}

در که در آن:

  • L نیروی برا،
  • ρ چگالی هوا،
  • {\displaystyle V_{s}} سرعت واماندگی، {\displaystyle V_{min}} سرعت حداقل
  • A مساحت ماهی‌واره،
  • {\displaystyle C_{L_{max}}} بالاترین ضریب نیروی برا