Aerodinamik Nedir?

{h1}

Aerodinamik, gazların hareketli uçaklarla, özellikle de uçak ve otomobillerle nasıl etkileştiğinin incelenmesidir.

Aerodinamik, gazların hareketli cisimlerle nasıl etkileştiğinin incelenmesidir. En çok karşılaştığımız gaz hava olduğu için aerodinamik, esas olarak katı cisimlerin üzerinden ve etrafından geçen havanın neden olduğu sürükleme ve kaldırma kuvvetleri ile ilgilidir. Mühendisler aerodinamik prensiplerini binalar, köprüler ve hatta futbol topları gibi birçok farklı şeyin tasarımlarına uygularlar; Bununla birlikte, birincil endişe, uçak ve otomobillerin aerodinamiğidir.

Aerodinamik, uçuş çalışması ve havacılık denilen bir uçağın inşası ve işletilmesi biliminde ortaya çıkmaktadır. Havacılık mühendisleri, Dünya atmosferi boyunca uçmakta olan uçakları tasarlamak için aerodinamiğin temellerini kullanırlar.

Aerodinamik sürükle

Havada hareket eden hemen hemen her şey için geçerli olan en önemli aerodinamik kuvvet sürüklenir. Sürükle, bir uçağın NASA'ya göre havadaki hareketine karşı çıkan güçtür. Sürükle, katı bir nesne ile karşılaştığında hava hareket ettiği yönde oluşturulur. Çoğu durumda, örneğin otomobillerde ve uçaklarda, sürtünme istenmeyen bir durumdur çünkü üstesinden gelmek için güç alır. Bununla birlikte, örneğin, paraşütlerle olduğu gibi sürtünmenin yararlı olduğu bazı durumlar vardır.

Bir nesnenin sürtünme miktarını tanımlamak için, sürtünme katsayısı (c;d). Bu sayı sadece nesnenin şekline değil, aynı zamanda hız ve yüzey pürüzlülüğü, havanın yoğunluğu ve akışın laminer (pürüzsüz) veya türbülans gibi diğer faktörlere de bağlıdır. Sürtünmeyi etkileyen kuvvetler, nesnenin yüzüne karşı hava basıncını, nesnenin yanları boyunca sürtünmeyi ve nesnenin arkasındaki nispeten negatif basınç veya emmeyi içerir. Örneğin, cd düzlemsel bir yüzeyin hava ile hareket ettirilmesi için yaklaşık 1.3, yüzdeki küp yaklaşık 1, küre yaklaşık 0.5 ve gözyaşı şekli yaklaşık 0.05'tir. Modern otomobiller için sürükleme katsayısı 0,25 ila 0,35 arasındadır ve uçaklar için 0,01 ila 0,03 arasındadır. C hesaplanmasıd karmaşık olabilir. Bu nedenle, genellikle bilgisayar simülasyonları veya rüzgar tüneli deneyleri ile belirlenir.

Hava taşıtlarının aerodinamiği

Sürtünme kuvvetlerinin üstesinden gelmek için, bir uçak itme üretmelidir. Bu, motorlu bir pervane veya bir jet motoru ile gerçekleştirilir. Uçak sabit bir hızda düz uçuşta olduğunda, itme kuvveti sadece aerodinamik sürüklemeye karşı koymak için yeterlidir.

Havayı hareket ettirmek de, akıştan farklı bir yönde kuvvetler üretebilir. Bir uçağın düşmesini engelleyen kuvvete asansör denir. Kaldırma bir uçak kanadı tarafından üretilir. Kanatın kavisli tepesinin üzerindeki yol, kanadın düz tabanı boyunca uzanan yoldan daha uzundur. Bu, havanın alt kısımda olduğundan daha hızlı hareket etmesine neden olur. Bernoulli'nin akışkanlar dinamiği alanındaki en önemli öncülerden biri olan Daniel Bernoulli'nin belirttiği gibi, diğer tüm etkenler eşitken, daha hızlı hareket eden hava, daha yavaş hareket eden havaya göre daha düşük bir basınca sahiptir. Bu fark, daha yavaş hareket eden havanın, kanadın tabanına doğru, daha hızlı hareket eden havanın, kanadın tepesine doğru aşağıya doğru itilmesinden daha büyük bir kuvvetle itilmesini sağlayan şeydir. Düz uçuşta, bu yukarı doğru kuvvet, yerçekiminin neden olduğu aşağı yönlü güce karşı koymak için yeterlidir.

Aerodinamik kuvvetler, uçağın uçuşunu kontrol etmek için de kullanılır. Wright kardeşler ilk uçuşlarını 1903'te yaptıkları zaman, uçaklarını tırmanmaya, inmeye, bankaya ve dönüşe kontrol etmenin bir yoluna ihtiyaçları vardı. Saha, rulo ve yaw için üç eksenli kontrol olarak bilinenleri geliştirdiler. Pitch (yukarı veya aşağı dönük burun), arka bölümde veya kuyruk bölümünde yatay dengeleyicinin arka kenarındaki bir asansörle ("kanatçıklar") kontrol edilir. Rulo (sola veya sağa devirme), uçların yakınındaki kanatların arka kenarlarında kanatçıklar (aynı zamanda kanatlar) tarafından kontrol edilir. Yaw (sol veya sağa dönük burun), kuyruk bölümündeki dikey dengeleyicinin arka kenarındaki dümen tarafından kontrol edilir. Bu kontroller Newton'un Üçüncü Hareket Yasasını kullanır, çünkü hava akışını istenen hareketin ters yönünde saptırmak suretiyle kuvvet üretirler. Bu kuvvet, akrobasi düzlemlerinin baş aşağı uçmasına da izin veren şeydir.

Bir pilot ayrıca, kalkış ve iniş sırasında kanadın arka ucundaki iç kısımdaki kanatları da kullanabilir. Aşağı doğru pozisyondayken, kanatlar hem kalkar hem de yükselir ve uçağın durmadan yavaşça uçmasına izin verir. Bazı büyük uçaklar, aynı zamanda, düşük hızlarda asansörü artırmak için kanatların ön tarafındaki veya ön kenarlarındaki çıtaları da genişletebilir.

Bir uçağın kanadının üzerindeki düzgün hava akışı bozulduğunda ve bu da kaldırma miktarını azalttığında, bir duraklama meydana gelebilir. Federal Havacılık İdaresi'nin Uçan Uçağı El Kitabına göre, "Kanat kritik saldırı açısını aştığında ortaya çıkar. Bu, herhangi bir hava koşulunda, herhangi bir güçte, herhangi bir güç ayarında gerçekleşebilir." Tipik olarak, çoğu tezgah, bir uçağın, burun ile yukarı doğru çok yüksek bir seviyede çok yavaş hareket ettiğinde ortaya çıkar. Hava artık üst yüzey boyunca akmaz, bunun yerine kırılır ve kanadın üstünde türbülanslı swirls oluşturur. Bu, uçağın kalkmasını ve bazen aniden düşmeye başlamasını sağlar.

Bir uçakta meydana gelebilecek bir başka şey de spin.Uçağın Uçan El Kitabı, bir dönüşü "uçağın" aşağı doğru bir tirbuşon yolu izlediği "otorotasyon" olarak adlandırılan bir sonuçla sonuçlanan ağırlaştırılmış bir durak olarak tanımlar. Bu genellikle yavaş iç kanatlı duraklarda yavaş bir dönüşle gerçekleşir ve dış kanat hala asansör oluşturur. Urbana-Champaign'deki Illinois Üniversitesi'ndeki Havacılık ve Uzay Mühendisliği doktora adayı Scot Campbell'e göre, “Özellikle alçak irtifada başarılı bir geri kazanım, birçok uçağında imkansız değilse zor olabilir” ve Donald Talleur, asistan uçuş direktörü Donald Talleur. Illinois Üniversitesi Havacılık Enstitüsü'nde, Kanadalılar ve Pilotlar Derneği için "Spin Aerodinamiği" yazıyor. Bunun bir nedeni, hem kanatların hem de kontrol yüzeylerinin durduğu düz bir dönüşe girme tehlikesi ve uçağın bir akçaağaç ağacı tohumu gibi düşmesidir.

Bir sıvı daha hızlı hareket ettiğinde, daha düşük basınca sahiptir. Bu prensip, bir uçağın kanadının yarattığı kaldırmayı açıklar.

Bir sıvı daha hızlı hareket ettiğinde, daha düşük basınca sahiptir. Bu prensip, bir uçağın kanadının yarattığı kaldırmayı açıklar.

Kredi: NASA Quest.

Otomobillerin aerodinamiği

Otomobiller, tarihinin erken dönemlerinde aerodinamik vücut şekilleri kullanmaya başladılar. Motorlar daha güçlü hale geldikçe ve otomobiller hızlandıkça, otomobil mühendisleri rüzgar direncinin hızlarını önemli ölçüde engellediğini fark ettiler. Geliştirilmiş aerodinamiği benimseyen ilk otomobiller, otomobil yarışları ve arazi hız rekorunu kırmaya çalışan otomobillerdi.

Curbside Classic web sitesinde "Otomotiv Tarihi: Otomotiv Aerodinamiğinin Resimli Tarihi" nin yazarı Paul Niedermeyer, "Hayalperestler, mühendisler, yarışçılar ve girişimciler, sunulan derin kazanım aerodinamiği potansiyeli ile donatıldı." "Bunu yapma çabaları, zamanlarının estetik varsayımlarına meydan okumasına rağmen, şimdiye kadar yapılmış olan daha dikkat çekici bazı otomobilleri ortaya çıkardı."

Bir yarış otomobili aerodinamiğine gelince, North Carolina State Üniversitesi'nde “Bay Stock Car” olarak bilinen mekanik ve havacılık mühendisliği profesörü Dr. Joe David, “Bir yarış motorunun ürettiği beygir gücü çoğu yendiğinde Otomobilin ön tarafını iten yüksek basınçlı hava ve düşük basınçlı hava ile - kısmi bir vakum - arkadan arabayla sürükleniyor. "

Bununla birlikte, sürükleme tek dikkate alınamaz. Bir uçak için asansör tercih edilirken, bir otomobil için tehlikeli olabilir. Direksiyon ve frenleme için daha iyi bir kontrol sağlamak için arabalar, hızları arttıkça rüzgar aşağı yönde bir kuvvet uygulayacak şekilde tasarlanmıştır. Bununla birlikte, bu aşağı yönlü kuvvetin artması, yakıt tüketimini artırdığı ve hızı sınırladığı için, sürtünmeyi arttırır, bu nedenle bu iki kuvvet dikkatli bir şekilde dengelenmelidir.

Birçok yarış arabası sınıfı, aracın havadaki aşağı yönlü kuvvetini ayarlamak için hareketli kanatçık hava folyoları kullanıyor. Bir yarış arabasını kurarken, pistteki diğer otomobillerin neden olduğu türbülans da dikkate alınmalıdır. Bu, arabadaki hava folyolarının, yarış sırasında aracın kendi kendine geçtiği yerde yeterlilik için gerekli olandan daha büyük bir aşağı doğru kuvvet üretmesini gerektirir. Bu nedenle, yeterlilik sırasındaki tur süreleri genellikle yarış sırasında olduğundan daha hızlıdır.

Yarışta kullanılan aynı aerodinamik prensiplerin çoğu, normal otomobil ve kamyonlara da uygulanır. Otomotiv mühendisleri, otomobillerin aerodinamiğine ince ayar yapmak için ölçekli modeller ve gerçek araçlar ile bilgisayar simülasyonları ve rüzgar tüneli deneylerini kullanırlar, böylece en az miktarda sürükleme ile ön ve arka tekerleklere en uygun miktarda aşağı yönlü kuvvet üretirler.

Ek kaynaklar

  • Curbside Classic'in Otomotiv Aerodinamiklerinin Resimli Tarihi'nde gerçekten havalı aerodinamik otomobillerin galerisini görün.
  • Smithsonian Ulusal Hava ve Uzay Müzesi'nin web sitesinde "Nasıl Uçarlar" hakkında etkinlikler ve multimedya projeleri var.
  • Aracınızın sürükleme katsayısını Instructables web sitesinde bir denemede ölçün.


Video Takviyesi: Aerodinami Nedir? Uçaklar ve Otomobiller.




Araştırma


Fitness Tracker Nasıl Temizlenir
Fitness Tracker Nasıl Temizlenir

Absinthe Gerçekten Halüsinasyonlara Neden Olur Mu?
Absinthe Gerçekten Halüsinasyonlara Neden Olur Mu?

Bilim Haberleri


8 Ayaklı Seks Trick? Örümcekler Değersiz Hediyeler Verir, Öldürür
8 Ayaklı Seks Trick? Örümcekler Değersiz Hediyeler Verir, Öldürür

Potansiyel Güney Kaliforniya Tsunami 42 Milyar Dolara Kadar Maliyet Alabilir
Potansiyel Güney Kaliforniya Tsunami 42 Milyar Dolara Kadar Maliyet Alabilir

Ingiltere'De Çift, Eski Bir Rus Casus Ve Onun Kızı Vurdu Aynı Sinir Ajan Tarafından Zehirlendi
Ingiltere'De Çift, Eski Bir Rus Casus Ve Onun Kızı Vurdu Aynı Sinir Ajan Tarafından Zehirlendi

Lsd 'Mikro Dozlama' Gerçekten Çalışıyor Mu? Çalışma, Öğrenmeyi Amaçlıyor
Lsd 'Mikro Dozlama' Gerçekten Çalışıyor Mu? Çalışma, Öğrenmeyi Amaçlıyor

1 Temmuz: Güneş Tutulması Kimse Görmeyecek
1 Temmuz: Güneş Tutulması Kimse Görmeyecek


TR.WordsSideKick.com
Her Hakkı Saklıdır!
Herhangi Bir Malzemenin Çoğaltılabilir Sadece Siteye Aktif Linki Prostanovkoy TR.WordsSideKick.com

© 2005–2019 TR.WordsSideKick.com