אווירודינמיקה

אווירודינמיקה היא ענף במכניקת הזורמים החוקר את הכוחות הפועלים על גופים שסביבם יש שדה זרימה. תחום זה נחקר לראשונה על ידי ג'ורג' קיילי במאה ה-19, וענף זה הוא שאיפשר את פיתוח התעופה.

באווירודינמיקה מתייחסים לגזים כאל חומר רציף ולא בתור אוסף של מולקולות. השלכה של תפיסה זאת היא האפשרות לייחס לגזים תכונות כמו צפיפות, לחץ, טמפרטורה וכו'.

אחד הכלים בהם משתמשים לווידוא המודל האווירודינמי הוא מנהרת רוח.

מערכת אווירודינמית

מכיוון שרוב המערכות שנחקרות אינן סגורות אלא חדירות, מגדירים שני גדלים דמיוניים: "נפח בקרה" ו"מעטפת בקרה" עבור מערכות פתוחות:

• נפח בקרה (Control Volume) - חלל בעל גבולות שרירותיים שמיקומו וצורתו יכולים להשתנות בזמן.
• משטח בקרה (Control Surface) - שטח הפנים של נפח הבקרה.

דוגמה לכך הנה חלק מצינור שבתוכו מתקיימת זרימה. נוכל להגדיר את נפח הבקרה בתור הגליל הגדול ביותר המוכל בתוך הצינור ואז נוכל לומר שדרך שטח המעטפת לא עוברת מסה.

כוחות אווירודינמיים על מטוס

אחד מהיעדים המרכזיים של האווירודינמיקה הוא לחזות את הכוחות האווירודינמיים הפועלים על מטוס.

ארבעת הכוחות הבסיסיים הפועלים על מטוס ממונע הם: עילוי, משקל, דחף וגרר.

כוחות אווירודינמיים הפועלים על מטוס
(מצויר פרופיל כנף)

המשקל הוא הכח הנוצר כתוצאה מכח המשיכה והדחף הוא הכוח שנוצר על ידי המנוע. עילוי וגרר הם כוחות הנוצרים כתוצאה מהתנועה היחסית של הגוף באוויר. עילוי מוגדר ככח אווירודינמי הפועל בניצב לזרימה היחסית של האוויר ואילו הגרר מוגדר ככח האווירודינמי הפועל במקביל לזרימה היחסית. העילוי מוגדר כחיובי כאשר הוא פונה כלפי מעלה ואילו הגרר מוגדר כחיובי כאשר הוא מופעל אחורנית.

ראו גם

• מכניקת הזורמים
• הידרודינמיקה
• אווירונאוטיקה
• תרמודינמיקה
• עילוי
• הזדקרות (אובדן עילוי)
• דחף (כוח)
• כוח גרר

לקריאה נוספת

• דוד אביר, אוירודינמיקה, הוצאת משרד הביטחון, 1986.

ערך זה הוא קצרמר בנושא פיזיקה. אתם מוזמנים לתרום לוויקיפדיה ולהרחיב אותו.