دفع المروحة

الخطوة الأولى: فهم المتغيرات المدخلة. القوة الدافعة (P) هي الطاقة التي يوفرها المحرك للمروحة، وتُقاس بالواط. قطر المروحة (D) هو المسافة من طرف ريشة إلى الطرف المقابل، ويُقاس بالأمتار. كثافة الهواء (rho) هي كتلة الهواء لكل وحدة حجم، وتُقاس بوحدة كجم/م³، وتتأثر بالارتفاع ودرجة الحرارة. هذه المتغيرات تحدد كمية الزخم الذي تنقله المروحة إلى الهواء لتوليد الدفع.

الخطوة الثانية: تفسير العلاقة الرياضية. الدفع (T) يُحسب باستخدام نظرية قرص المروحة المثالي (Actuator Disk Theory)، حيث يُفترض أن المروحة قرص رقيق يضيف سرعة للهواء. المعادلة: T = ( (rho * π * D² * P²) / 2 )^(1/3). هذه الصيغة تنتج من معادلة القدرة P = T * v_i، حيث v_i هي السرعة المستحثة عند القرص، و v_i = sqrt( T / (2 * rho * A) )، و A = π * (D/2)². بحل المعادلة نحصل على T بدلالة P و D و rho.

الخطوة الثالثة: تطبيق المعادلة خطوة بخطوة. أولاً، احسب مساحة قرص المروحة: A = π * (D/2)². ثانياً، احسب حاصل ضرب: rho * A * P². ثالثاً، اقسم الناتج على 2 ثم خذ الجذر التكعيبي. الناتج هو الدفع بالنيوتن. مثال: إذا كانت P = 1000 واط، D = 1 متر، rho = 1.225 كجم/م³، فإن A = 0.7854 م²، rho * A * P² = 1.225 * 0.7854 * 1e6 ≈ 962,115، ثم T = (962,115 / 2)^(1/3) ≈ (481,057.5)^(1/3) ≈ 78.4 نيوتن.