Ճակատային դիմադրություն

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
Jump to navigation Jump to search
Ինքնաթիռի վրա ազդող 4 ուժերը

Ճակատային դիմադրություն, աերոդինամիկ դիմադրություն, հեղուկներում և գազերում պինդ մարմնի շարժմանը խանգարող ուժ։ Ճակատային դիմադրությունը երկու ուժերի՝ մարմնի երկայնքով ուղղված շոշափող (տանգենցիալ) շփման ուժի և մակերևույթի նորմալով ուղղված ճնշման ուժի գումար ուժն է։ Գազային միջավայրում շարժվող պինդ մարմնի (օրինակ, ինքնաթիռի թևի) վրա ազդող լրիվ աերոդինամիկ ուժի բաղադրիչ, մարմնի շարժման արագությանը հակառակ ուղղված և շարժումն արգելակող ուժ։

Ստացվում է ինդուկտիվ դիմադրությունից (առաջանում է թևի եզրամասի ընդլայնական շրջհոսման հետևանքով), շփման դիմադրությունից (Աերոդինամիկ դիմադրության այն մասը, որ պայմանավորված է շփումով), ճնշման դիմադրությունից (Աերոդինամիկ դիմադրության այն մասը, որ պայմանավորված է ճնշումների տարբերությամբ)։ Քանի որ շփման դիմադրությունը և ճնշման դիմադրությունը կախված են թևի եզրագծի (պրոֆիլի) ձևից, ապա սովորաբար դիտարկում են նրանց գումարը՝ անվանելով պրոֆիլային դիմադրություն։

Մինչձայնային արագությամբ և գրոհի փոքր անկյան տակ շարժվող բարակ, թեթևակի ճկված թևային պրոֆիլների դեպքում ճնշման դիմադրությունը փոքր է շփման դիմադրությունից։ Գերձայնային արագության ժամանակ ճնշման դիմադրությունը գրեթե ամբողջությամբ վերածվում է ալիքային դիմադրության։

Աերոդինամիկ դիմադրությունը կախված է շարժվող մարմնի ձևից, արագության վեկտորի նկատմամբ ունեցած դիրքորոշումից և այլ գործոններից։

Դիմադրության ուժը ոչ պոտենցիալային ուժ է և ուղղված է շարժման ուղղությանը հակառակ ուղղությամբ։ Վերամբարձ ուժի հետ հանդիսանում է աերոդինամիկական ուժի բաղադրիչ մաս։ Ցանկացած շփման ուժ սովորաբար իրենից ներկայացնում է երկու բաղադրիչների գումար․ դիմադրության՝ զրոյական վերամբարձ ուժի դեպքում և ինդուկտիվ դիմադրության։ Յուրաքանչյուր բաղադրիչ բնութագրվում է իր շփման գործակցով (առանց չափայնություն), և շարժման արագությունից որոշակի կախվածությամբ։

Ցանկացած դիմադրություն կարող է նպաստել թռչող սարքերի սառցակալմանը (օդի ցածր ջերմաստիճանների դեպքում) և տաքացմանը՝ գերձայնային արագությունների դեպքում առաջացող, հարվածային իոնացման հետևանքով։

Դիմադրության տեսակներ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Դիմադրության օրինակներն իրենց մեջ ներառում են հիդրոդինամիկական կամ աերոդինամիկական ուժերի բաղադրիչները, որոնք ազդում են պինդ մարմնի շարժմանը հակառակ։ Օրինակ, առագաստանավի առագաստների վրա ազդող քամիները կախված առագաստի դիրքից կամ ազդման կետից[1][2][3], կամ հեղուկի վրա խողովակների կողմից ազդող դիմադրությունը, որը փոքրացնում է հեղուկի արագությունը[4][5]։ Սպորտում այն պետք է մարզիկների շարժման որակը (արագությունը) բացատրելու համար[6]։

Երեք մարմինների հետագիծը (նետման անկյունը- 70°, Distance -հեռահասությունն է, Height -բարձրությունը)։ Սև մարմնի վրա շփման ուժեր ճեն ազդում և շարժվում է պարաբոլով։ Երկնագույն մարմնը շարժվում է Ստոքի օրենքով,կանաչի վրա Նյուտոնի մածուցիկության օրենքը։

Դիմադրություն զրոյական վերամբարձ ուժի դեպքում[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Դիմադրության այս բաղադրիչը կախված չէ ստեղծված վերամբարձ ուժի չափից և կազմված է պրոֆիլային թևի և օդանավի կառուցվածքային տարրերի դիմադրություններից, որոնք չեն նպաստում վերամբարձ ուժերին և ալիքային դիմադրությանը։ Վերջինը նշանակալից է, երբ շարժվում է ձայնի արագությանը մոտ կամ գերձայնային արագություններով, և պայմանավորված է հարվածային ալիքի առաջացմամաբ, որն ծախսում է շարժման էներգիայի զգալի մասը։ Ալիքային դիմադրությունն առաջանում է, երբ ինքնաթիռը հասնում է Մախի թվին համապատասխանող կրիտիկական արագությանը, երբ ինքնաթիռի թևի շուրջ առաջացած հոսքի մի մասը ստանում է գերձայնային արագություն։ Կրիտիկական M թիվը մեծ է, եթե մեծ է թևի սրության անկյունը, որքան սուր է թևի առաջնային եզրը։

Դիմադրության ուժը ուղղված է շարժման արագությանը հակառակ, դրա արժեքը համեմատական է բնութագրական S մակերեսին, միջավայրի ρ խտությանը, V արագության քառակուսուն։

-չափայնություն չունեցող աերոդինամիկական դիմադրության գործակից։ Տրված դիմադրության ուժերը հաղթահարելու համար անհրաժեշտ հզորությունն ուղիղ համեմատական է արագությանը։ ().
Թևի ձևից կախված օդի հոսքերի տարբերությունը
Օդի դիմադրությունը
Հոսքը և

խոչնդոտի ձևը

Ձևի

դիմադրություն

Մածուցիկության

ազդեցությունը շփման վրա

Flow plate.svg ~0,03 ~100 %
Flow foil.svg ~0,01-0,1 ~90 %
Flow sphere.svg ~0,3 ~10 %
Flow plate perpendicular.svg 1,17 ~5 %
Կիսագունդ 1,42 ~10

Բնութագրական մակերեսի որոշումը կախված է մարմնի ձևից։

  • Գունդ (ամենապարզ դեպքը)՝ ուղղահայաց հատույթի մակերեսը։
  • Թևերի համար՝ թևի մակերեսը։
  • Պրոպելլերի և կրող պտուտակների համար՝ դրանց մակերեսը կամ պտուտակը գրկող մակերեսը։
  • Սահուն ձև ունեցող ստորջրյա օբյեկտների համար՝ թրջված մակերևույթի մակերեսը։
  • Երկարավուն պտտվող մարմինների համար, հոսքի ուղղությունն ունեցող մակերևույթի մակերեսը, որը հավասար է V2/3, որտեղ V -մարմնի ծավալն է։


Ծանոթագրություններ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

  1. Eiffel Gustave (1913)։ The Resistance of The Air and Aviation։ London: Constable &Co Ltd 
  2. Marchaj C. A. (2003)։ Sail performance : techniques to maximise sail power (Rev. ed.)։ London: Adlard Coles Nautical։ էջեր 147 figure 127 lift vs drag polar curves։ ISBN 978-0-7136-6407-2 
  3. Drayton Fabio Fossati ; translated by Martyn (2009)։ Aero-hydrodynamics and the performance of sailing yachts : the science behind sailing yachts and their design։ Camden, Maine: International Marine /McGraw-Hill։ էջեր 98 Fig 5.17 Chapter five Sailing Boat Aerodynamics։ ISBN 978-0-07-162910-2 
  4. «Calculating Viscous Flow: Velocity Profiles in Rivers and Pipes»։ Վերցված է հոկտեմբերի 16, 2011 
  5. «Viscous Drag Forces»։ Վերցված է հոկտեմբերի 16, 2011 
  6. Hernandez-Gomez J J, Marquina V, Gomez R W (հուլիսի 25, 2013)։ «On the performance of Usain Bolt in the 100 m sprint»։ Eur. J. Phys. 34 (5): 1227։ Bibcode:2013EJPh...34.1227H։ arXiv:1305.3947։ doi:10.1088/0143-0807/34/5/1227։ Վերցված է ապրիլի 23, 2016 
Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանից  (հ․ 1, էջ 93 CC BY-SA icon 80x15.png