اثر مگنوس (Magnus Effect) | هوافضای جوان

اثر مگنوس (Magnus Effect)

 

حول اجسام در حال چرخش جریان های غیر متقارنی به وجود می آید. به عبارتی دیگر سرعت جریان پیرامون جسم در بعضی از قسمت ها افزایش و در قسمت های دیگر کاهش می یابد، با توجه به رابطه برنولی با افزایش سرعت، فشار کاهش یافته و بالعکس، در نتیجه این اختلاف فشار یک نیروی آئرودینامیکی قائم بر بردارسرعت زاویه ای به جسم چرخان وارد میشود که این پدیده را اثر مگنوس می نامند.
image
مگنوس مهندسی آلمانی بود برای اولین بار در سال ١٨۵٢ در برلین این پدیده را مشاهده کرد و دلیل آن را تشخیص داد.
جریان برازا روی استوانه : استوانه جسمی متقارن است پس باید میدان جریانی متقارن و بدون برآ تولید کند و اگر در تونل باد کم سرعتی قرار داده شود و نیروی برآ را اندازه بگیریم مشاهده میکنیم که برآ صفر است، حال اگر این آزمایش روی استوانه ای که حول محور خود با سرعت زیاد در در چرخش است تکرار کنیم این بار نیروی برآ معینی را مشاهده خواهیم کرد!!
این نکته جالب است که استوانه ای که با سرعت زیاد می چرخد می تواند خیلی بیشتر از بال هواپیمای هم سطح خود نیروی برآ تولید کند، اما پسای وارد بر استوانه نیز به مراتب بیشتر از پسای بال است، در نتیجه اثر مگنوس در هواپیماهای موتوری کاربرد ندارد.
image
از سوی دیگر، در دهه ١٩٢٠ مهندس دیگر آلمانی به نام آنتون فلتنر به جای بادبان یک قایق بادبانی از استوانه ای استفاده کرد که حول محور عمود در چرخش بود. با کمک باد این استوانه چرخان نیروی محرکه قایق را تأمین می کرد. به علاوه با قرار دادن دو استوانه در پشت سر یکدیگر در طول قایق که در جهت مخالف در چرخش بودند فلتنر می توانست قایق را به سمت دلخواه بچرخاند.
image
image
ابتکار فلتنر موفقیت فنی به حساب می آمد اما از نظر اقتصادی شکست بود چون هزینه نگهداری مکانیسمهایی که برای چرخاندن استوانه در آن سرعت های بالا ضروری بود بسیار گزاف می شد. امروزه از پدیده مگنوس در عملکرد موشکهای چرخان تاثیر بسیار مهمی دارد، در واقع بخشی خاصی از تحقیقات آئرودینامیک سرعت های بالا در پیرامون نیروی مگنوس وارد بر اجسام چرخان متمرکز شده است که در کاربردهای موشکی نقش مهمی را ایفا میکند.


پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

لطفا معادله امنیتی را وارد کنید. * Time limit is exhausted. Please reload the CAPTCHA.