Ճակատային դիմադրություն

Ճակատային 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։ 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։

Ինքնաթիռի վրա ազդող 4 ուժերը

Ցանկացած դիմադրություն կարող է նպաստել թռչող սարքերի սառցակալմանը (օդի ցածր ջերմաստիճանների դեպքում) և տաքացմանը՝ գերձայնային արագությունների դեպքում առաջացող, հարվածային իոնացման հետևանքով։

Դիմադրության տեսակներԽմբագրել

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 ճեն ազդում և շարժվում է պարաբոլով։ Երկնագույն մարմնը շարժվում է Ստոքի օրենքով,կանաչի վրա Նյուտոնի մածուցիկության օրենքը։

Դիմադրություն զրոյական վերամբարձ ուժի դեպքումԽմբագրել

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։

 
 -չափայնություն չունեցող աերոդինամիկական դիմադրության գործակից։ Տրված դիմադրության ուժերը հաղթահարելու համար անհրաժեշտ հզորությունն ուղիղ համեմատական է արագությանը։ ( ).
 
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 V2/3, որտեղ V -մարմնի ծավալն է։

Տես նաևԽմբագրել

  • Բարտինիի էֆեկտ
  • Դալամբերի պարադոքս
  • Ստոքսի օրենք

ԳրականությունԽմբագրել

  • Юрьев Б. Н. Экспериментальная аэродинамика. Часть II Индуктивное сопротивление, НКОП СССР, 1938, 275 с.

Արտաքին հղումԽմբագրել

ԾանոթագրություններԽմբագրել

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