Ճակատային դիմադրություն

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

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

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

↑ 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.{{cite book}}: CS1 սպաս․ բազմաթիվ անուններ: authors list (link)
↑ «Calculating Viscous Flow: Velocity Profiles in Rivers and Pipes» (PDF). Վերցված է 2011 թ․ հոկտեմբերի 16-ին.
↑ «Viscous Drag Forces». Վերցված է 2011 թ․ հոկտեմբերի 16-ին.
↑ Hernandez-Gomez, J J; Marquina, V; Gomez, R W (2013 թ․ հուլիսի 25). «On the performance of Usain Bolt in the 100 m sprint». Eur. J. Phys. 34 (5): 1227. arXiv:1305.3947. Bibcode:2013EJPh...34.1227H. doi:10.1088/0143-0807/34/5/1227. Վերցված է 2016 թ․ ապրիլի 23-ին.

Վիքիպահեստն ունի նյութեր, որոնք վերաբերում են «Ճակատային դիմադրություն» հոդվածին։

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.{{cite book}}: CS1 սպաս․ բազմաթիվ անուններ: authors list (link)

[Fowler-4] «Calculating Viscous Flow: Velocity Profiles in Rivers and Pipes» (PDF). Վերցված է 2011 թ․ հոկտեմբերի 16-ին.

[5] «Viscous Drag Forces». Վերցված է 2011 թ․ հոկտեմբերի 16-ին.

[6] Hernandez-Gomez, J J; Marquina, V; Gomez, R W (2013 թ․ հուլիսի 25). «On the performance of Usain Bolt in the 100 m sprint». Eur. J. Phys. 34 (5): 1227. arXiv:1305.3947. Bibcode:2013EJPh...34.1227H. doi:10.1088/0143-0807/34/5/1227. Վերցված է 2016 թ․ ապրիլի 23-ին.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]