אווירודינמיקה

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש

אווירודינמיקה היא ענף במכניקת הזורמים העוסק בחישוב הכוחות והמומנטים הפועלים על גוף בגלל זרימת אויר סביבו. חישוב כזה מותנה בהבנת שדה הזרימה סביב הגוף. תכונות שדה הזרימה נתונות על ידי המהירות, הלחץ, הצפיפות והטמפרטורה של האוויר בכל נקודה בסביבת הגוף ובכל זמן. אפשר למצוא את התכונות האלו באופן תאורטי או על ידי ניסוי. בניסוי מודדים את תכונות הזרימה, בדרך כלל ב נקבת רוח, אם כי יש גם אפשרות לבצע מדידות בתנאים יותר ריאליסטיים. התוצאות מוצגות על ידי גרפים או נוסחאות אמפיריות של חלק או כל תכונות שדה הזרימה. מובן שלמדידה בנקבת רוח יש מגבלות ולפעמים יש קושי להסיק ממדידה כזו מה תהיינה תכונות הזרימה כאשר הן נדרשות בתנאים אמיתיים. באופן תאורטי יש צורך לנסח משוואות המתארות את חוקי השימור של המסה, המומנטום והאנרגיה עבור שדה הזרימה הנידון. פתרון המשוואות יכול להיעשות באופן אנליטי (פתרון מתמטי מדויק של המשוואות), בעזרת הפשטות וקירובים, או על ידי חישובים מספריים (CFD).


מערכת אווירודינמית[עריכת קוד מקור | עריכה]

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[עריכת קוד מקור | עריכה]

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[עריכת קוד מקור | עריכה]

לקריאה נוספת[עריכת קוד מקור | עריכה]

  • דוד אביר, אוירודינמיקה, הוצאת משרד הביטחון, 1986.
P physics.svg ערך זה הוא קצרמר בנושא פיזיקה. אתם מוזמנים לתרום לוויקיפדיה ולהרחיב אותו.