سرعة زاوية الصعود المثلى

خطوات الاستخدام

الخطوة 1: فهم معامل الرفع الأمثل لزاوية الصعود القصوى (CLx). هذا المعامل يختلف عن معامل الرفع الأقصى، وهو يمثل النقطة التي يكون فيها الفرق بين الرفع والوزن أكبر ما يمكن مقسوماً على السرعة. عادةً ما يتم تحديده من منحنيات أداء الطائرة أو من دليل الطيران. أدخل قيمة CLx الخاصة بالطائرة.

الخطوة 2: أدخل وزن الطائرة (W) بالنيوتن، أي الكتلة بالكيلوجرام مضروبة في 9.81. الوزن يشمل وزن الطائرة الفارغ والوقود والحمولة. كلما زاد الوزن، زادت سرعة Vx المطلوبة لتوليد الرفع الكافي (بتناسب مع √W).

الخطوة 3: أدخل مساحة الجناح (S) بالمتر المربع. مساحة الجناح تؤثر على كمية الرفع المولدة، إذ أن الأجنحة الأكبر تنتج رفعاً أكبر عند نفس السرعة. الطائرات ذات الأجنحة الصغيرة تحتاج سرعات أعلى.

الأسئلة الشائعة

Vx هي السرعة التي تحقق أقصى زاوية صعود (أكبر ميل للمسار)، أي تسمح للطائرة بالوصول إلى أعلى ارتفاع في أقل مسافة أفقية. تُستخدم لتجاوز العوائق أثناء الإقلاع. Vy هي السرعة التي تحقق أقصى معدل صعود (أعلى قدم في الدقيقة)، أي تسمح بالوصول إلى ارتفاع معين في أقل وقت. Vy أعلى من Vx في الطائرات جميعها. التعليل الرياضي يعتمد على نموذج الدفع، ففي الطائرة المروحية تُحسن Vx فائض القدرة عند سرعة أقل قدرة مطلوبة (أي حيث يبلغ CL^(3/2)/CD ذروته، المطابقة لسرعة البقاء بأمداد وقود أقصى)، بينما تُحسن Vy المقدار (المتاحة − المطلوبة) فتقع عند سرعة أعلى. وفي الطائرة النفاثة — حيث الدفع لا يعتمد كثيرًا على السرعة — تتحقق أقصى زاوية صعود عند أقل سحب أي عند ذروة (CL/CD) المطابقة لسرعة أقصى مدى، وتتطلب أقصى معدل صعود سرعة أعلى من ذلك. عمليًّا، في الطائرات الخفيفة تكون Vx نحو 1.15–1.25 من سرعة الانهيار بإعدادات الإقلاع (VS1)، وVy نحو 1.25–1.35 منها، والقيمان يردان في دليل الطيران.

Vx يتأثر بشدة بالوزن والارتفاع. رياضياً: Vx = √(2W/(ρSCLx)). بزيادة الوزن (W)، تزداد Vx لأن الطائرة تحتاج سرعة أكبر لتوليد الرفع الكافي. بزيادة الارتفاع، تقل كثافة الهواء (ρ)، مما يزيد Vx أيضاً. على سبيل المثال، عند مضاعفة الوزن، تزداد Vx بعامل √2 ≈ 1.414. عند الارتفاع إلى 10,000 قدم (حيث ρ≈0.738 كجم/م³ مقارنة بـ1.225 عند البحر)، تزداد Vx بعامل √(1.225/0.738) ≈ 1.29. لذلك في المطارات المرتفعة أو في الأيام الحارة، يحتاج الطيار إلى سرعة إقلاع أعلى لتحقيق أفضل زاوية صعود. كما أن تغير CLx مع الوزن (بسبب تغير وضعية الطائرة) قد يؤثر أيضاً، لكن في المقام الأول، العلاقة طردية مع √W وعكسية مع √ρ.

CLx هو معامل الرفع الأمثل لتحقيق أقصى زاوية صعود. وهو ليس مجرد معامل الرفع الأقصى (CLmax)، بل هو معامل رفع أقل عادةً، حيث أن أقصى زاوية صعود تتطلب أقصى فائض رفع لكل وحدة سرعة، وليس أقصى رفع. كل طائرة لها CLx محدد من قبل المصمم ويظهر في دليل الطيران. إذا استخدم الطيار CLx مختلف، فلن يحصل على زاوية الصعود المثلى. على سبيل المثال، إذا حاول الطيار الإقلاع بسرعة أقل من Vx (مما قد يؤدي إلى معامل رفع أعلى)، فسيقل فائض الرفع بسبب زيادة السحب المستحث، وقد لا يتمكن من تجاوز العائق. إذا طار بسرعة أعلى، فسيقل فائض الرفع أيضاً بسبب زيادة السحب الزائد. لذلك Vx تمثل التوازن الأمثل. في الحسابات التقريبية، يمكن استخلاص CLx من منحنيات الأداء أو من منحنى القطب (speed polar): في الطائرة ذات المروحة تقارب Vx سرعة أقل قدرة مطلوبة التي عندها CL = √(3·CD0·π·e·AR)، حيث CD0 معامل السحب عند رفع صفر وAR نسبة العرض إلى العمق وe عامل أوزفالد؛ أما في الطائرة النفاثة فأقرب إلى سرعة أقصى رفع/سحب حيث CL = √(CD0·π·e·AR). وكلتا القيمتين تقريب، والافضل استخدام القيم الموصى بها من الشركة المصنعة.

تنطبق معادلة Vx = √(2W/(ρSCLx)) على جميع الطائرات الأثقل من الهواء في الطيران المستقيم الثابت (شبه ثابت) بشرط أن تكون قوى الرفع والسحب والدفع والوزن في توازن ديناميكي. لكنها تفترض أن معامل الرفع CLx معروف ومثالي لزاوية الصعود القصوى. كما تفترض طيراناً في جو ساكن (بدون رياح) وزاوية صعود ثابتة. في الواقع، قد تؤثر الرياح المعاكسة أو المواتية على السرعة الأرضية لكن ليس على السرعة الجوية. أيضاً، تفترض أن الدفع ثابت وأن زاوية الهجوم صغيرة. بالنسبة للطائرات النفاثة، قد يكون حساب Vx أكثر تعقيداً لأنه يعتمد على نسبة الدفع إلى الوزن وتغيرات الدفع مع السرعة. مع ذلك، تبقى هذه الحاسبة أداة تقريبية جيدة للتدريب والتخطيط الأولي. يجب على الطيارين دائماً الرجوع إلى دليل الطيران الخاص بطائراتهم للحصول على قيم Vx الدقيقة، حيث تأخذ الحسابات الفعلية في الاعتبار عوامل إضافية مثل تدرج الرفع والسحب مع زاوية الهجوم وتأثير القرب من الأرض.

سرعة زاوية الصعود المثلى

أدخل القيم

خطوات الاستخدام

أمثلة محلولة

أمثلة محسوبة

الأسئلة الشائعة

أدخل القيم

خطوات الاستخدام

حاسبات ذات صلة

1طائرة خفيفة وزنها 10,000 نيوتن، مساحة جناحها 15 متر مربع، معامل الرفع الأمثل CLx=1.2، وكثافة الهواء عند مستوى البحر 1.225 كجم/م³. احسب سرعة أفضل زاوية صعود Vx.

أمثلة محسوبة

الأسئلة الشائعة