Վերամբարձ ուժ

Ուժեր, որոնք ազդում են ինքնաթիռի թևի վրա՝ թռիչքի ժամանակ

Հոսքի ժամանակ թևի պրոֆիլը

Վերամբարձ ուժ —ընդհանուր աերոդինամիկ ուժեր,հեղուկում կամ գազային միջավայրում այն ուղղահայաց է շարժվող մարմնի արագության վեկտորին, առաջանում է մարմնի շուրջ հոսքի անհամաչափության հետևանքով։ Ընդհանուր աերոդինամիկ ուժը թևի պրոֆիլի վրա ազդող ճնշման ինտեգրալն է։

$\mathbf {Y} +\mathbf {P} =\oint \limits _{\partial \Omega }p\mathbf {n} \;d\partial \Omega$

որտեղ՝

• Y — վերամբարձ ուժ,
• P — քարշանք,
• $\partial \Omega$ — պրոֆիլի սահման,
• p — ճնշում,
• n — պրոֆիլին նորմալ(ուղղահայաց՝ շոշափման կետով անցնող ուղիղ գծի մակերևույթի նկատմամբ)

Համաձայն Ժուկովսկու թեորեմի վերամբարձ ուժը համեմատական է միջավայրի խտությանը, հոսքի և հոսքի շրջապտւյտի արագությանը։ Վերամբարձ ուժի առաջացումը բացատրվում է հետևյալ կերպ՝ իներցիայի և մածուցիկության առկայության պայմաններում թևի շուրջ հոսող գազի ոչ զրոյական գրոհի անկյան տակ գազի հոսքը արագանում է՝ իներցիան հաղթահարելով, որպեսզի հասնի «վազող» թևի մակերևույթին, իսկ հակառակ կողմից սեղմվում է վազող մակերևույթի ազդեցության տակ։ Այդ ամենի ելնելով ստանում ենք վերամբարձ ուժի հետևյալ բաղադրիչները․

• գազի հոսքի ուղղության փոփոխություն և հոսքի արագության մեծացում մի կողմում, և դանդաղեցում մյուս կողմում, վերամբարձ ուժի հավասարակշռման՝ իմպուլսի պահպանման օրենքին համապատասխան։
• ճնշման տարբերություն՝ թևի մի կողմում նոսրացման և մյուս կողմում սեղմամբ պայմանավորված առաջանում են ուժեր, որոնք ուղղված են գրոհի անկյան դրական կողմը։

Արագության դաշտերի արագության, իներցիայով ճնշման և միջավայրի մածուցիկության վերաբերյալ ավելի մանրամասն հնարավոր է իմանալ Բեռնուլիի և Նավիե-Ստոքսի հավասարումների նկարագրություններում։ Եթե օդի հոսքի արագությունը թևի վրա $v_{1}$ ավելի մեծ է, քան թևի ներքևի օդի $v_{2}$ հոսքի արագությունը, ապա Բեռնուլիի օրենքի համաձայն այն հանգեցնում է ճնշման անկմանը $\Delta p=p_{2}-p_{1}$։ Վերամբարձ ուժը կարող եք հաշվել բանաձևով՝ $F_{p}=(p_{2}-p_{1})S={\frac {\rho }{2}}(v_{1}^{2}-v_{2}^{2})S$, որտեղ $\rho$՝ օդի խտություն, $S$՝ թևի մակերես։ Նշելով օդի հոսքի արագությունը թևի նկատմամբ՝$u$ և հոսքի շրջապտույտի արագությունը՝ $v$, կստանաք $v_{1}=u+v$, $v_{2}=u-v$, $F_{p}={\frac {\rho }{2}}(v_{1}^{2}-v_{2}^{2})S={\frac {\rho }{2}}(v_{1}+v_{2})(v_{1}-v_{2})S={\frac {\rho }{2}}2u2vS=2{\rho }Svu$՝ Ժուկովսկու բանաձև.

Վերամբարձ ուժի գործակից

Վերամբարձ ուժի գործակից— անչափելի մեծություն, վերամբարձ ուժի բնութագրիչ՝ թևի որոշակի պրոֆիլի դեպքում, հայտնի գրոհի անկյան պայմաններում։ Գործակիցը որոշվում է փորձարկման ճանապարհով՝ աերոդինամիկ խողովակի օգնությամբ, կամ էլ Ժուկովսկիի թեորեմի միջոցով։

XIII դարում արդեն Ջոն Սմիթոնը հաշվել է վերամբարձ ուժի ուղղման գործակիցը՝ վերամբարձ ուժի հաշվարկման բանաձևի համար։ Բանաձևը ունի հետևյալ տեսքը՝:

$Y=C_{y}{\frac {\rho V^{2}}{2}}S$

որտեղ՝

$Y$ — վերամբարձ ուժ (Н),

$C_{y}$ — վերամբարձ ուժի գործակից, կախված է գրոհի անկյունից (տարբեր պրոֆիլ ունեցող թևերի համար որոշվում է փորձնական ճանապարհով)

$\rho$ — օդի խտությունը թռիչքային բարձրության վրա (կգ/մ³),

$V$ — հոսքի արագությունը (մ/վ),

$S$ — բնութագրող մակերես (մ²).

Հաշվարկի բանաձևը նման է վերոհիշյալ բանաձևին, միայն այն տարբերությամբ, որ այս դեպքում կիրառվում է ցանկացած դիմադրության գործակից $C_{x}$ վերամբարձ ուժի գործակցի $C_{y}$ փոխարեն։

ՈՒղղման գործակիցը, որի արժեքը Սմիթոնի հաշվարկով կազմում էր 1,005, կիրառվել է ավելի քան 100 տարի, և միայն Ռայթ եղբայրների փորձը ցույց տվեց, որ վերամբարձ ուժը, որը ազդում է սավառնակի վրա, քիչ է հաշվարկված, և ուղղեցին «Սմիթոնի գործակիցը», հասցնելով 1,0033-ի։

Արտաքին հղումներ

• https://davitsargsyanblog.wordpress.com/2020/10/08/%D6%86%D5%AB%D5%A6%D5%AB%D5%AF%D5%A1%D6%89-07-11-10-2020/
• https://sovorir.am/site/lesson/id/564 Արխիվացված 2022-12-31 Wayback Machine
• Подсчёт подъёмной силы, действующей на тело конечных размеров в потоке сплошной среды. Методика классического решения в пространстве.