Aerodynamika
Aerodynamika je obor fyziky, speciálně mechaniky, který zkoumá silové působení na těleso, které je obtékáno proudem vzduchu. Aerodynamika má největší význam v letectví, automobilismu a architektuře.
Proudění vzduchu je relativní. Tzn., že na těleso působí stále stejné síly pokud je těleso vůči okolí v klidu a vzduch kolem něj obtéká nebo naopak.
Při obtékání těles proudem vzduchu se na jeho jednotlivých površích více či méně tento vzduch stlačuje a tím se vytváří nerovnoměrné tlakové pole, které způsobuje silovou nerovnováhu. Tlak vzduchu lze uvažovat třemi způsoby:
- Statický tlak – lze naměřit ve chvíli, kdy se vzduch nepohybuje.
- Dynamický tlak – lze naměřit za pohybu vzduchu jako pokles statického tlaku.
- Celkový tlak – je součet statického a dynamického tlaku.
Součet statického a dynamického tlaku je konstantní, a proto, pokud se těleso vůči okolnímu vzduchu nepohybuje, je statický tlak maximální a dynamický tlak nulový. V případě pohybu pak stoupá dynamický tlak a statický o tutéž hodnotu klesá. S rostoucí rychlostí roste i dynamický tlak. Pokud je ofukované těleso asymetrické, proudění vzduchu kolem něj bude také asymetrické a na jedné straně bude rychlost obtékání větší než na straně druhé, na straně kde bude vyšší rychlost bude vyšší dynamický a nižší statický tlak. Nerovnováha statického tlaku způsobí vznik aerodynamické síly. Aerodynamická síla umožňuje létat letadlům těžším vzduchu.
Částice vzduchu se spojují do proudnic (dráha vybrané částice vzduchu) a ty se spojují do tzv. proudového svazku, existují 3 typy proudění:
- laminární (ustálené) – proudnice jsou zhruba rovnoběžné (jejich dráhy se nekříží), částice se posouvají, ale nerotují.
- turbulentní (vířivé) – proudnice se vlivem prostředí roztáčejí a následně se začínají křížit.
- vírové proudění - krouživý pohyb tekutiny okolo určité křivky, která tvoří jeho osu. Směrem k ose víru dochází zpočátku k růstu rychlosti a poklesu tlaku. V blízkosti osy víru (vírového jádra) dochází vlivem vazkosti (vnitřního tření) k poklesu rychlosti, která je v ose víru nulová.
Přechod mezi laminárním a turbulentním prouděním je dán Reynoldsovým číslem.
Aerodynamický tvar [editovat]
Aerodynamický tvar má nejmenší součinitel odporu ve srovnání se součiniteli pro jiné tvary. Svým tvarem připomíná kapku.
Aerodynamický tvar je tvar, který bývá vpředu zakulacený a vzadu do špičky. Je to tvar, který v maximálně možné míře zachovává laminární proudění plynu nebo kapaliny kolem sebe, při kterém je odpor prostředí mnohem menší než při turbulentním proudění.
Související články [editovat]
