Аеродинамичен профил: Разлика между версии
+картинки |
+картинка |
||
Ред 20: | Ред 20: | ||
| align="center" |100% |
| align="center" |100% |
||
|} |
|} |
||
[[File:14ilf1l.svg|thumb|right|250px|Примерни стойности за челно съпротивление на някои пространствени геометрични тела]] |
|||
На практика при създаване на аеродинамична форма конструкторите изграждат конструкция, която да бъде обтичана от ламинарен поток. |
На практика при създаване на аеродинамична форма конструкторите изграждат конструкция, която да бъде обтичана от ламинарен поток. |
||
==Математическа обосновка== |
==Математическа обосновка== |
||
[[File:EV1A014 (1) cropped.jpg|thumb|right|250px|Автомобил General Motors EV1 (1996) с |
[[File:EV1A014 (1) cropped.jpg|thumb|right|250px|Автомобил General Motors EV1 (1996) с аеродинамично челно съпротивление '''0,19''']] |
||
[[File:TJ-Jeep-Wrangler-X.jpg|thumb|right|250px|Jeep Wrangler TJ (1997-2005) с челно съпротивление '''0,58''']] |
[[File:TJ-Jeep-Wrangler-X.jpg|thumb|right|250px|Jeep Wrangler TJ (1997-2005) с челно съпротивление '''0,58''']] |
||
[[File:EC-GLO (14029818435).jpg|thumb|right|250px| Cessna 172 с челно съпротивление '''0,0319''']] |
[[File:EC-GLO (14029818435).jpg|thumb|right|250px| Cessna 172 с челно съпротивление '''0,0319''']] |
||
Ред 33: | Ред 34: | ||
* '''<math>\rho</math>''' — е плътността на въздуха; |
* '''<math>\rho</math>''' — е плътността на въздуха; |
||
* '''S''' — площта от напречната проекция на автомобила. Нарича се още референтна област. За автомобили и други изследвани предмети се приема предната част на превозното средство. Това не е задължително и не винаги се приема неговото напречно сечение, поради някои специфични особености във формата. За една сфера например се приема '''<math>S = \pi r^2\,</math>''' , а не нейната повърхност '''<math>\!\ 4 \pi r^2</math>'''; |
* '''S''' — площта от напречната проекция на автомобила. Нарича се още референтна област. За автомобили и други изследвани предмети се приема предната част на превозното средство. Това не е задължително и не винаги се приема неговото напречно сечение, поради някои специфични особености във формата. За една сфера например се приема '''<math>S = \pi r^2\,</math>''' , а не нейната повърхност '''<math>\!\ 4 \pi r^2</math>'''; |
||
* '''<math>C_x</math>''' - коефициент на челното |
* '''<math>C_x</math>''' - коефициент на челното аеродинамично съпротивление '''({{lang-en|Drag coefficient}})'''. |
||
* '''V''' - е скоростта на обекта спряма флуида. Силата на въздушното съпротивление много силно зависи от квадрата на [[скорост]]та и в това равенство за намаляване на тази сила при някаква приета постоянна висока скорост може да се променят в някакви граници напречната на движението площ на тялото. |
* '''V''' - е скоростта на обекта спряма флуида. Силата на въздушното съпротивление много силно зависи от квадрата на [[скорост]]та и в това равенство за намаляване на тази сила при някаква приета постоянна висока скорост може да се променят в някакви граници напречната на движението площ на тялото. |
||
Ред 45: | Ред 46: | ||
==Практическо използване на ефекта== |
==Практическо използване на ефекта== |
||
Управляемо увеличаване на челното съпротивление за намаляване на скоростта се прилага при скоростните [[Летателен апарат|летателни апарати]] и [[влак]]ове с ''аеродинамични спирачки'' или наричани още ''въздушни спирачки''. Това са управляеми повърхности разположени върху [[фюзелаж]]а 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 [[авиация]]та 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 |
Управляемо увеличаване на челното съпротивление за намаляване на скоростта се прилага при скоростните [[Летателен апарат|летателни апарати]] и [[влак]]ове с ''аеродинамични спирачки'' или наричани още ''въздушни спирачки''. Това са управляеми повърхности разположени върху [[фюзелаж]]а 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 [[авиация]]та 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 управлява 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== |
==Галерия== |
Версия от 07:08, 3 април 2016
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
където:
- — е плътността на въздуха;
- S — площта от напречната проекция на автомобила. Нарича се още референтна област. За автомобили и други изследвани предмети се приема предната част на превозното средство. Това не е задължително и не винаги се приема неговото напречно сечение, поради някои специфични особености във формата. За една сфера например се приема , а не нейната повърхност ;
- - коефициент на челното аеродинамично съпротивление (Шаблон:Lang-en).
- V - е скоростта на обекта спряма флуида. Силата на въздушното съпротивление много силно зависи от квадрата на скоростта и в това равенство за намаляване на тази сила при някаква приета постоянна висока скорост може да се променят в някакви граници напречната на движението площ на тялото.
Cx (записва се и като Cd и Cw) е безразмерна величина и зависи изключително от формата на конструкцията и обтекаемостта на движещото се тяло. Другите сили на съпротивление при движение, като например повърхностното триене, са значително по-малки.
Коефициента на челното съпротивление при движение от горното равенство се дефинира като:
=
Коефициентът на челното аеродинамично съпротивление е безразмерно число по-малко от 1. В съвременните конструкции леки автомобили Cx < 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 управлява 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
-
Въздушна спирачка в края на фюзелажа на щурмовия самолет Blackburn Buccaneer
-
Комбинирана спирачна система със спирачен парашут на космическата совалка Дискавъри
-
Въздушна спирачка на електровлак Fastech 360
Вижте също
Уикипедия разполага с Портал:Авиация |