Ճակատային դիմադրություն

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 չեն 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։

X_{0}=C_{x0}{\frac {\rho V^{2}}{2}}S

C_{x0}

-չափայնություն չունեցող աերոդինամիկական դիմադրության գործակից։ Տրված դիմադրության ուժերը հաղթահարելու համար անհրաժեշտ հզորությունն ուղիղ համեմատական է արագությանը։ (

P=X_{0}\cdot V=C_{x0}{\dfrac {\rho V^{3}}{2}}S

).

Թևի ձևից կախված օդի հոսքերի տարբերությունը

Օդի դիմադրությունը

Հոսքը և խոչնդոտի ձևը	Ձևի դիմադրություն	Մածուցիկության ազդեցությունը շփման վրա
	~0,03	~100 %
	~0,01-0,1	~90 %
	~0,3	~10 %
	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 V^2/3, որտեղ V -մարմնի ծավալն է։

Ծանոթագրություններ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

↑ Eiffel Gustave (1913)։ The Resistance of The Air and Aviation։ London: Constable &Co Ltd
↑ 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
↑ 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
↑ «Calculating Viscous Flow: Velocity Profiles in Rivers and Pipes»։ Վերցված է հոկտեմբերի 16, 2011
↑ «Viscous Drag Forces»։ Վերցված է հոկտեմբերի 16, 2011
↑ 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)։

[Eiffel-1] Eiffel Gustave (1913)։ The Resistance of The Air and Aviation։ London: Constable &Co Ltd

[Marchaj1-2] 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

[Fossati1-3] 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

[Fowler-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

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]