Аеродинамичен профил

Аеродинамичната форма или Обтекаемата форма е такава, с която се понижава съпротивлението на обтичането на тяло от насрещния поток във въздушна, водна или друга среда с по-голям вискозитет. Постига се чрез намаляване на вихрообразуването и получаването на ламинарен поток на обтичане, като токовите линии на флуида следват конструкцията. Така съпротивлението, създадено чрез налягането върху движещото се тяло е минимално. Обтекаема форма чрез техниката на конструиране и последващи аеродинамични изследвания се прилага при създаване на бързоходни превозни средства - влакове, самолети, ракети, кораби, подводници, локомотиви, автомобили.

Пример за обтекаемост на различни профили

Представа за формата и създаденото от нея съпротивление при движение във флуид, графично може да се покаже с изображенията и оценката в проценти на силата на аеродинамичното съпротивление.

Обтекаема форма	Съпротивление на формата	Обтекаема форма	Съпротивление на формата
	0%		~10%
	~90%		100%

На практика при създаване на аеродинамична форма конструкторите изграждат конструкция, която да бъде обтичана от ламинарен поток.

Математическа обосновка

Причината за изучаването и създаването на аеродинамични форми се корени в силата създадена от флуида срещу посоката на движение. Необходимо е тя да се преодолява, за да се реализира движението с по-висока скорост. Създаването на тази сила се обяснява с компресирането на флуида като се увеличава налягането му пред тялото при движение, и разреждането на налягането на флуида след движещото се тяло, където се получава понижено налягане. Като пример силата, която трябва да се преодолява от съпротивлението на въздуха при движение на автомобил е

$F={{1 \over 2}\cdot {C_{x}}\cdot \rho \cdot {S}\cdot {V^{2}}}$

където $\rho$ — е плътността на въздуха, S — площта от напречната проекция на автомобила, $C_{x}$ - коефициент на аеродинамичното съпротивление. Силата на въздушното съпротивление много силно зависи от квадрата на скоростта и в това равенство за намаляване на тази сила единствено може да се променят напречната на движението площ на тялото и коефициента C_x, зависящ изключително от формата на конструкцията и обтекаемостта на движещето се тяло. Другите сили на съпротивление при движение, като например повърхностното триене, са значително по-малки.

Коефициента на аеродинамично съпротиврение е безразмерно число по-малко от 1. В съвременните конструкции леки автомобили C_x < 0,3. За самолета Cessna 172, например, коефициентът за челно съпротивление при нулева подемна сила е 0,0319, а еквивалентната площ на съпротивлението му е 0,52 m².

Практическо използване на ефекта

Управляемо увеличаване на челното съпротивление за намаляване на скоростта се прилага при скоростните летателни апарати и влакове с аеродинамични спирачки или наричани още въздушни спирачки. Това са управляеми повърхности разположени върху фюзелажа на самолета или влака. Тяхното задействане рязко увеличава челното съпротивление и намалява скоростта на движение на превозното средство, но то като действие не оказва влияние върху подемната сила на летателния апарат, създавана при движението. В авиацията се използват и друг вид въздушни спирачки разположени върху крилата, т. нар. интерцептори, чието основно действие е намаляването на подемната сила по време на полет. С тях по-ефективно се управлева напречната устойчивост на самолета, а при приземяване с действието си те намаляват възможността от повторно излитане и "подскоци" по пистата, както и подобряват сцеплението на кацащия летателен апарат със земята.

Галерия

• 
  Въздушни спирачки на пътнически самолет
• 
  Комбинирана спирачна система със спирачен парашут на космическата совалка Дискавъри
• 
  Въздушна спирачка на електровлак Fastech 360

Вижте също

• Аеродинамичен тунел
• Ламинарен поток
• Турбулентност
• Механизация на крилото
• Устройство за излитане и кацане