دیوار صوتی

چند وقت پیش داشتم یه مقاله میخوندم در مورد دیوار صوتی گفتم خالی از لطف نیست بزارم بقیه هم بخونن یکم طولانیه ولی خیلی خیلی جذابه از دستش ندین

(فقط یه توضیح کوچولو: منظور از پسا نیروی مخالف حرکت یا همون اصطکاکه)

در اعصار آغازین دوران هوانوردی ابتدایی، هواپیما ها بیشتر با سرعت های بسیار پایین نسبت به هواپیما های امروزی پرواز می کردند که حتی به بیشتر از ۳۰۰ کیلومتر در ساعت نمی رسید؛ در حالی که چنین سرعتی، سرعت مطلوب برای تیک آف یا برخاست یک هواپیمای جنگنده امروزی است و رسیدن به چنین سرعتی، ابداً مستلزم تلاش بسیار و فشار آوردن بیش از حد به موتور نمی باشد.
 اما رفته رفته، سرعت هواپیما ها حتی با موتورهای پیستونی به گاه بالای ۶۵۰ کیلومتر بر ساعت رسیده و از آن زمان بود که دانشمندان علوم آیرودینامیک دریافتند که با افزایش سرعت، به تدریج میزان پسا افزایش پیدا کرده و در سرعت معینی، دیگر هواپیما قادر به سرعت گرفتن نبوده، گاه نیز استال می شوند.

در آن زمان، علت این موضوع بدین گونه بیان شد که با افزایش سرعت، به تدریج سرعت گردش انتها یا نوک پره های پروانه ی موتور، به سرعت صوت نزدیک شده و سرانجام در حداکثر سرعت یک هواپیمای پیستونی که حدود ۹۵۰ کیلومتر می باشد، سرعت انتهای پره ها از سرعت صوت گذشته و پسا ی بسیاری ایجاد می شود که خود مانع سرعت گرفتن بیشتر هواپیماست.
 در چنین سرعت هایی، پروانه موتور هواپیماهای پیستونی، نه تنها تراست یا نیروی کشش تولید نمی کند، بلکه در اثر سرعت بسیار زیاد، تبدیل به یک دیسک یا دایره توپر چرخنده می شود که جز ایجاد  پسا، کار دیگری انجام نمی دهد.
آیرودینامیست های آن زمان این حد را یک محدوده سرعت یا همان دیوار صوتی در نظر گرفته و بسیاری از آنان نیز بر این عقیده بودند که گذشتن از دیوار صوتی و پشت سر گذاشتن آن، کاریست غیر ممکن؛ اما با ورود به عصر جت و پیشرفت علم آیرودینامیک، همه ما شاهد هستیم که این کار برای جنگنده های امروزی کاری بس سهل و آسان است.

حال، پس بررسی تاریخچه آن، بهتر است به اصل موضوع بپردازیم و نخست، ببینیم که خصوصیات صوت و دیوار صوتی چیست و چرا گذر از آن نیازمند قدرت و کشش و توانایی زیادی است.

 صوت، در شرایط عادی (دما، فشار و … معمولی) در سطح دریا دارای سرعتی معادل ۳۳۲ متر بر ثانیه  می باشد که این سرعت، با افزایش ارتفاع و کاهش فشار و تراکم هوا، کاهش یافته و در ارتفاعات بالاتر، صوت فواصل را با سرعت کمتری می پیماید.

این مسئله بدین صورت است که صوت همانطور که می دانیم، از طریق ضربات ملکول های هوا به یکدیگر و انتقال انرژی آن ها فضا را طی می کند و هرچه تعداد مولکول ها در یک حجم معین بیشتر باشند، انتقال انرژی زودتر صورت پذیرفته و صوت با سرعت بیشتری انتقال می یابد؛ چنانکه سرعت صوت در مایعات بیشتر از هوا و در جامدات بسیار بیشتر از مایعات و هوا و معادل ۶۰۰۰ کیلومتر بر ساعت است. پس در نتیجه افزایش ارتفاع، تعداد ملکول ها در یک حجم معین کاهش یافته و صوت با سرعت کمتری فضا را می پیماید.
 دیوار صوتی، شیئی فیزیکی و قابل روئیت نیست؛ بلکه، به دلیل اینکه گذشتن از سرعت صوت نیازمند توان بسیار بالای موتور و آیرودینامیک بسیار خوب می باشد، این حد را یک مانع برای رسیدن به سرعت های بالاتر دانسته و از آن به نام دیوار صوتی یاد می کنند.
 عدد ماخ، در حقیقت همان نسبت سرعت شی پرنده یا همان هواپیما به سرعت صوت محیط است که به احترام دانشمندی آلمانی که برای اولین بار چنین مقیاسی را در نظر گرفت، آن را «ماخ» نام نهادند. پس عدد ماخ، کمیتی متغیر است و بسته به خصوصیات هوا مانند دما و فشار، تغییر کرده و کاهش یا افزایش می یابد.

اما حال که با عدد ماخ آشنا شدیم، به مهمترین و اصلی ترین عامل ایجاد دیوار صوتی یعنی همان «امواج ضربه ای یا Shock waves» پرداخته و دلیل ایجاد  پسای زیاد را در سرعت های نزدیک سرعت صوت، بررسی خواهیم کرد.

 امواج ضربه ای یا شاک ویو ها، در حقیقت همان عامل اصلی ایجاد دیوار صوتی هستند. امواج ضربه ای، تغییری ناگهانی در فشار و دمای یک لایه از هواست که می تواند به لایه های دیگر منتقل شده و به صورت یک موج فضا را بپیماید.
برای درک بهتر مطلب، وقتی که سنگی در آب انداخته می شود، موج های در آب به وجود می آیند که به سمت خارج در حال حرکتند. این امواج، نتیجه افزایش سرعت یا اعمال نیرو به لایه ای از ملکول های آب است که قادر به انتقال به لایه های دیگر نیز می باشد، و امواج ضربه ای نیز، همان امواج درون آب هستند، با این تفاوت که آن ها در سیالی دیگر به جای آب به نام هوا، تشکیل می شوند.
 در سرعت های نزدیک سرعت صوت، فرضیه غیر قابل تراکم بودن هوا رد شده و ضریب تراکم هوا به ۱۶% در می رسد، که مقداری غیر قابل چشم پوشی است. در این سرعت ها هوای جلوی بال یا لبه حمله به شدت متراکم گشته و دما و فشار آن به طرز قابل توجهی افزایش می یابد، همین مسئله، یکی از عوامل ایجاد امواج ضربه ای است. هواپیما با حرکت خود در هوا، نظم فشار هوای محیط را بر هم می زند و همانند قایقی که در آب در حال حرکت است، امواجی از آن ساطع شده و به دلیل اینکه این امواج با سرعت صوت حرکت می کنند و هواپیما زیر سرعت صوت در حال سیر است، از آن دور می شوند. اما کم کم، با نزدیک شدن به سرعت های ترانسونیک و حدود سرعت صوت، این امواج فرصت دور شدن از هواپیما را نداشته و در جلوی بال متراکم می شوند. در مناطقی از بدنه هواپیما که سطوح ناموزونی نسبت به جهت حرکت هواپیما دارد، سرعت گذر هوا افزایش یافته و بر اساس اصل برنولی، با افزایش سرعت سیال، فشار آن کاهش می یابد.

http://www.knowclub.com

ادامه نوشته

دو سوال!

رمضان مبارک.

۱-برای کاهش مصرف برق در ۱۵۱ کانکس که در آنها تجهیزات مخابراتی نگه داری می شوند لازم است مدت زمان کمتری از خنک کننده ها که همان کولرهای گازی مکعبی شکل هستند استفاده کرد.پیشنهاد شما برای حفظ دما در حد ۱۸ درجه چیست؟

۲- ...

ادامه نوشته

یه مقاله جالب درباره دنباله هواپیماها

     دنباله معمولا به وسیله هواپیماهایی که در ارتفاعات بالا که دمای هوا پایین تر از منفی ۳۸ درجه فارنهایت است پرواز می کنند، تشکیل می شود.

  

مخلوط هوای خروجی از موتور هواپیما در بردارنده بخار آب و چندین گاز دیگر به همراه ذرات دوده و فلز است. وقتی این مخلوط از انتهای موتور خارج می شود، با هوای سرد ترکیب شده، بخار آب داخل آن متراکم می گردد و به قطرات آب تبدیل می شود. این قطرات نیز با قرار گرفتن در محیط سرد بیرون منجمد شده و به ذرات یخ تبدیل می شوند. در واقع، آنچه شما از روی زمین می بینید، یک  دنباله سفید متراکم از قطعات کریستالی همین یخ هاست که در پشت هواپیما تشکیل می شود. 

 

http://www.boeing747.blogfa.com/  

ادامه نوشته

یادداشتی در باب مقاومت مصالح

مباحث مرتبط با مكانیك جامدات (mechanics of solid)یا مكانیك مصالح( mechanics of material) كه در ایران اغلب با نام مقاومت مصالح(strength of material) از آن یاد می شود شاخه ای از علم مكانیك است كه با استفاده از روشهای تحلیلی به بررسی و تعیین مقاومت (strength) و صلبیت(rigidity) و نیز پایداری ارتجاعی(elastic stability) اعضای باربر می پردازد. مبحث مقاومت مصالح كه اصالتاً در حیطه مسائل مهندسی مطرح می گردد مانند علم تئوری ارتجاعی(theory of elasticity) و تئوری خمیری (theory of plasticity) رفتار اجسام را با نگرش صرفاً ریاضی و با چنان دقتی تحلیل نمیكند.
مكانیك جامدات در سطحی كه در دانشكده های فنی و مهندسی تدریس میگردد بنام مكانیك جامدات مهندسی (technical mechanics of solids) شهرت دارد و اساساً بر پایه شرح رفتار یك عضو تحت ﺗﺄثیر بار مقاومت داخلی و تغییر شكل آن قرار دارد. علم مكانیك جامدات موضوع بسیار گسترده ای است كه با گذشت زمان, بر درك و تشریح مسائل و نیز بر دامنه آن افزوده می شود و نگرشهای نوینی در این زمینه طرح میگردند. مباحث مطروحه در كتابهای فلسفه علوم و مهندسی ﺗﺄلیف دكتر مسعود دهقانی از جمله این رویكردهای نوین در مبحث مكانیك مصالح است.

ادامه نوشته

مثلث برمودا و حضور

 

اختلاف در سند، تناقض‏ در متن و نیز ریشه‏های تاریخی و روانی شکل‏گیری این داستان، از جمله مواردی بود که در قسمت‌های پیشین بدان پرداخته شد. جزیره خضراء، جزیره‌ای خوش آب و هوا در دریای مدیترانه است و در اقیانوس اطلس نیز جزیره‌ای به نام مثلث برمودا وجود دارد كه خوش آب و هوایی و البته به خاطر وضعیت خاص جوّی كه بر آن منطقه حاكم است اتفاقات خاصی در آن منطقه روی می‌دهد كه آن را به گونه‌ای به جزیره خضراء ربط می‌دهند. حال آیا هیچ ارتباطی بین این دو جزیره وجود دارد؟ و در نتیجه ارتباطی بین اتفاقات رخ داده در مثلث برمودا و امام عصر (عج) وجود دارد؟ برای روشن شدن بحث به توضیحات بیشتری در مورد مثلث برمودا می‌پردازیم. 

 

مثلث ‏برمودا

در جنوب غربی ایالات متحده آمریکا، منطقه‏ای وجود دارد که به مثلث ‏برمودا معروف است . رسانه‏های غربی، با افسانه‌سازی‏های جهت‌دار درباره آن، خواسته‏اند این منطقه را، منطقه‏ای مرموز و پر خطر قلمداد کنند .

در این مقاله ضمن بررسی این موضوع، تطبیق نا به ‏جای آن بر «جزیره خضراء» مورد نقد و ارزیابی قرار خواهد گرفت .

 

ادامه نوشته

موتور های نیمکره ای

موتور های نیمکره ای چگونه کار می کند؟

اگر به خودرو علاقه مند اید احتمالا درباره ی موتور های نیمکره ای شنیده اید،اگر در ١٩٦٠ و یا قبل از آن متولد شده اید پدیده ی خلق شده توسط موتور نیمکره ای شرکت کرایسلر در سالهای ٦٠،١٩٥٠و ٧٠ را بخاطر می آورید
اگر مسابقات اتوموبیل رانی را دنبال می کنید می دانید که موتور نیمکره ای ٤٢٦ به خاطر کارآیی آن یک موتور محبوب است،احتمالا راجع به موتور های نیمکره ای که کرایسلر از سال ٢٠٠٣در وانت دوج استفاده کرده است شنیده اید

ادامه نوشته

موتور های نیمکرهای

موتور های نیمکره ای چگونه کار می کند؟

اگر به خودرو علاقه مند اید احتمالا درباره ی موتور های نیمکره ای شنیده اید،اگر در ١٩٦٠ و یا قبل از آن متولد شده اید پدیده ی خلق شده توسط موتور نیمکره ای شرکت کرایسلر در سالهای ٦٠،١٩٥٠و ٧٠ را بخاطر می آورید
اگر مسابقات اتوموبیل رانی را دنبال می کنید می دانید که موتور نیمکره ای ٤٢٦ به خاطر کارآیی آن یک موتور محبوب است،احتمالا راجع به موتور های نیمکره ای که کرایسلر از سال ٢٠٠٣در وانت دوج استفاده کرده است شنیده اید

ادامه نوشته

ترمزها چگونه کار می کنند؟

همگی می دانیم که فشردن پدال ترمز ماشین،سرعت را می کاهد.اما چگونه؟چگونه ماشین نیروی پای شما را به چرخ ها منتقل میکند؟چگونه نیروی شما را چند برابر می کند تا برای متوقف کردن جسمی به بزرگی یک ماشین کافی باشد؟

● طرحی کلی از سیستم ترمز
در این مقاله زنجیره ای از اتفاقاتی را که از فشردن پدال تا چرخ ها طی می شود دنبال خواهیم کرد.این قسمت،مفاهیم اساسی ای که در پشت سیستم ترمز ماشین نهفته است را پوشش می دهد و یک سیستم ساده ترمز ماشین را امتحان می کند.در مقالات بعدی،ادامه اجزای سیستم ترمز را با جزییات و نحوه عملکرد توضیح داده خواهد شد.وقتی شما پدال ترمز را می فشارید،ماشین نیروی پای شما را از طریق یک سیال به ترمز ها منتقل میکند.زیرا ترمزهای واقعی نیرویی خیلی بیشتر از نیرویی که شما توسط پایتان وارد می کنید نیاز دارد.ماشین باید نیروی پای شما را چند برابر کند.این کار از طریق ٢ روش انجام میشود:
۱) مزیت مکانیکی(اهرمها)
۲) افزایش هیدرولیکی نیرو
ترمزها نیرو را از طریق اصطکاک به چرخ ها منتقل می کنند و چرخ ها نیز این نیرو را توسط اصطکاک به جاده می دهند.
قبل از اینکه بحث را بشکافیم،اجازه دهید این ٣ قانون را یاد بگیریم:
الف) دستگاه اهرمی
ب) دستگاه هیدرولیکی
ج) دستگاه اصطکاکی

● دستگاه اهرمی
پدال به نحوی طراحی شده که میتواند نیروی پای شما را قبل از اینکه هرگونه نیرویی به روغن ترمز وارد شود چند برابر کند.

ادامه نوشته

رباتیک و جایگاه آن در ایران

رباتیک و جایگاه آن در ایران

مقدمه


رباتیک علمی است که با هدف راحتی انسان و افزایش وقت مفید او به وجود آمده است . متاسفانه در کشور ما آن طور که شایسته است شناخته نشده است . در این مقاله سعی می کنیم به وضعیت ایران در علم رباتیک در ایران بپردازیم . بدین منظور ابتدا تاریخچه و تعریف مختصری از ربات ارائه می نماییم . سپس به و ضعیت رباتیک در کشور های صنعتی می پردازیم و سرانجام و ضعیت ایران را بررسی می نماییم و برای بهبود آن راهکاری را مشخص می نمایییم .


تاریخچه ی رباتیک


در گذشته کشورهای استعمارگر برای افزایش سرمایه وپیشرفت خود به کشور های ضعیف حمله می کردند و با تصرف کشور قربانی ، مردم آنجا را به عنوان برده به خدمت می گرفتند و از آنها به عنوان نیروی کار رایگان بهره می بردند و آنها را در مزارع کارخانه ها آشپزخانه ها و... به کار می گرفتند . اما این برده ها چند عیب بزرگ داشتند . مهمترین عیب آن اسارت یک انسان و ظلم به او بود و دیگر عیب آن خستگی برده ها بود . برده ها نمی توانستند 24 ساعت شبانه روز کار کنند . باید به آن ها وقت استراحت می دادند . دیگر عیب آن ها این بود که ارباب باید آن ها را مداوم کنترل می کرد . در آن زمان آرزوی اربابان این بود که برده ای غیر انسانی داشته باشند که بتواند 24 ساعته کارکند و دچار خستگی نشود و نیاز به کنترل مداوم نداشته باشد . با توجه به علم آن زمان این رویایی بیش نبود و فقط در تئاتر به نمایش در می آمد و به این برده های آسمانی (( ربات )) می گفتند .
با پیشرفت علوم در طی گذشت زمان و انقلاب صنعتی اروپا ، نیاز به برده هایی بیشتر با سرعت بالاتر دقت بیشتر و خستگی کمتر ، بیشتر احساس می شد . بنابراین دانشمندان به فکرساخت ماشین های خود کار افتادند . (تا آن زمان علم در زمینه ی برق و مکانیک مقداری پیشرفت کرده بود . ) از آن به بعد در قسمت هایی از کارخانه ها از ماشین های الکترومکانیکی استفاده می شد . بدین شکل مکانیزاسیون صنعتی آغاز شد . عیب بزرگ این دستگاه ها تک منظوره بودن و عدم انعطاف پذیری آن ها بود . یعنی با تغییر قسمتی از کارخانه یا محصول تولیدی می بایست کل دستگاه ها دوباره طراحی می شدند . با پیشرفت هر چه بیشتر علم ، کامپیوتر ها اختراع شدند و گسترش یافتند . تا حدی که در خانه ها نیز یافت می شد . سپس صنعت گران به فکر ترکیب ماشین ها ی الکترومکانیکی با کامپیوتر ها افتادند تا بتوان آن ها را برنامه نویسی کرد [ یکی از ویژگی های کامپیوتر قابل برنامه نویسی بودن آن است ] و بایک دستگاه بتوان چندین کار را انجام داد (مثلا دستگاهی که یک نوع ماشین را رنگ می زند بتواند با عوض شدن مدل و طرح آن ، آن ها را نیز رنگ بزند ) . بدین صورت ربات ها ساخته شدند

 

                                                    

ادامه نوشته

مهندسي مکانيک گرايش سيالات يعني چه ؟

مهندسين سيالات کارهاي مهندسين جامدات را مي توانند انجام دهند در حالي که اين گرايش بيشتر مربوط به موارد زير مي باشد :
نقل و انتقال مايعات صنعتي ، عمل احتراق داخل ( مثلاًً در يک موتور )، ايروديناميک يک وسيله مانند خودرو .

مهندسي مکانيک گرايش حرارت و سيالات چه کاربردهايي دارد ؟
تخصص اصلي سيالاتي ها بيشتر در طراحي تاسيسات و مسايل گرمايشي و سرمايشي ساختمانها و کارخانجات است و در نهايت در بعضي از مسايل ايروديناميکي مي توانند کار کنند که در اين قسمت با مهندس هوا و فضا گرايش ايروديناميک مشترک هستند همچنين انتقال مايعات صنعتي از نقطه اي به نقطه ديگر در اين گرايش از علم مکانيک بحث مي شود .

از مهندس مکانيک حرارت و سيالات چه انتظاراتي وجود دارد و دانشجويان در مدت کارشناسي چه چيزهايي ياد مي گيرند ؟

به ادامه مطلب مراجعه کنید

ادامه نوشته

مهندسی معکوس

مقدمه:

اگر سابقه ی صنعت و چگونگی رشد آن در كشورهای جنوب شرقی آسیا را مورد مطالعه قرار دهیم به این مطلب خواهیم رسید كه در كمتر مواردی این كشورها دارای ابداعات فن آوری بوده اند و تقریبا در تمامی موارد، كشورهای غربی (‌آمریكا و اروپا) پیشرو بوده اند. پس چه عاملی باعث این رشد شگفت آور و فنی در كشورهای خاور دور گردیده است؟

در این نوشتار به یكی از راهكارهای این كشورها در رسیدن به این سطح از دانش فنی می پردازیم.

ادامه نوشته

كلاچ

کلاچ وسيله ايست براي انتقال حرکت چرخشي از يک شفت به شفت ديگر. کلاچ در واقع يک وسيله قطع کردن و يا وصل کردن است که در سيستم‌هاي انتقال نيرو بکار مي‌رود. اصولاً در سيستم‌هاي انتقال نيرو، توان و نيروي توليد شده در موتور براي استفاده به شکلي ديگر و يا استفاده در جايي ديگر نياز به جابجايي و انتقال دارد. حال براي آنکه بتوان بر روي اين انتقال نيرو کنترلي را اعمال کرد. ساده‌ترين راه استفاده از يک کلاچ است تا هر زمان که نياز به توقف انتقال نيرو باشد، اين عمل انجام پذيرد.

ادامه نوشته