מחולל מערבולות

מחולל מערבולות (באנגלית: Vortex Generator או "VG") הוא התקן המונח על המשטחים האווירודינמים של כלי הטיס. אופן הפעולה של התקנים אלו משפר את ביצועי המטוס במהירות הקרובה למהירות ההזדקרות.

רקע ומטרה
ישנם שני סוגי ההזדקרות:
 ניתוק מלא וזרימה מערבולית של האוויר מהכנף.
 שכבת הגבול עדיין "דבוקה" לכנף ובמקרה כזה זרימה מערבולית תאפשר את ההיצמדות הטובה ביותר של שכבת הגבול לכנף.

מחוללי מערבולות מסייעים כאשר יש זרימה של אוויר על משטח כלשהו, חלקיקי האוויר הקרובים למשטח מאטים את מהירותם מחמת החיכוך שנובע מפגיעת חלקיקי אוויר בכנף והצמיגות שיש לכל גז.

ככל שמתקרבים על הכנף מהירות הגז (או הנוזל) קטנה עד כדי מהירות אפסית בנקודת הסטגנציה (Stagnition Point). ככל שמתרחקים מהכנף מהירות זרימת האוויר גדלה עד למהירות הזרימה המקורית. זוהי שכבת הגבול.

בפרופיל אווירודינמי הלחץ אינו שווה על כל הפרופיל. בקדמת הפרופיל (בערך כ-30% מאורך המיתר) יהיה הלחץ נמוך יותר מאשר בסוף הפרופיל ובקרבת שפת הזרימה.
הפרש לחצים זה גורם לחלקיקי האוויר שבשכבת הגבול שמהירותם קטנה ממהירות הזרימה המקורית לנוע בכיוון המנוגד לכיוון הזרימה שמעל שכבת הגבול.
תנועה זו של החלקיקים יוצרת גרר הנקרא "גרר לחץ".

אופן פעולה
אופן הפעולה של מחוללי מערבולות דומה לאופן שבו נוצרות מערבולות קצה כנף במטוס.
למחולל המערבולות יש צורה אווירודינמית הדומה לכנף ולכן ישנם הפרשי לחצים בין שני צידי הפרופיל. הפרש לחצים זה גורם לאוויר שבאזור הלחץ הגבוה לנוע לאזור לחץ הנמוך ובכך יוצר זרימה מערבולית על הכנף עליה מחולל המערבולות נמצא. הסיבה לכך שהזרימה המעבולית טובה יותר מזרימה ישרה היא שבמהלך המערבולות (וורטקסים) אוויר שמעל שכבת הגבול (שמהירותו גבוהה) נצמד לשכבת הגבול במהירות גבוהה יותר. זרימה זו מפחיתה את הגרר ומאפשרת למטוס לפעול בזוויות התקפה גבוהות.

בתכנון של מחוללי מערבולות נעשה שימוש בדינמיקה חישובית של זורמים  כדי למדל את התנהגותם.

קישורים חיצוניים


 Vortex Generator, באתר GLOBEAIR

קטגוריה:אווירודינמיקה