Ilmanvastus.xxl.aero

14.05.2023 7.00


Ilmanvastuksella
tarkoitetaan kappaleen liikettä vastustavaa voimaa, joka aiheutuu kappaleen pinnan ja ilman välisestä vuorovaikutuksesta.

Ilmanvastuksella on paljon merkitystä varsinkin suurissa nopeuksissa, koska ilmanvastus kasvaa nopeuden neliössä. Se otetaankin aina huomioon, kun suunnitellaan esimerkiksi lentokoneita, autoja tai ohjuksia. Sellaista kohdetta, jonka suunnittelussa on pyritty ilmanvastuksen minimoimiseen, sanotaan virtaviivaiseksi (muoto, jolla on mahdollisimman vähän ilmanvastusta).

Esimerkiksi kun meteori syöksyy Maan ilmakehään, ilmanvastuksen aiheuttama kuumuus sulattaa tai jopa höyrystää kappaleen. Saman seikan vuoksi avaruussukkulan keulassa, siipien etuosissa ja pohjassa käytetään vahvistettuja hiilipohjaisia lämpötiiliä suojaamaan sukkulan rakenteita kuumuudelta.

Newtonin vastuslaki:
 \mathbf{F}_v= {1 \over 2} \rho v^2 A C_v

missä Fv on vastusvoima, ρ ilman senhetkinen tiheys, v kappaleen senhetkinen nopeus, A kappaleen poikkipinta-ala liikettä kohtisuorassa suunnassa ja Cv niin sanottu muotokerroin, jonka arvo riippuu kappaleen muodosta. Kaava pätee, kun kappaleen nopeus on äänen nopeutta pienempi. Erilaisten kappaleiden aiheuttama ilmanvastus määritellään kokeellisesti tuulitunnelissa.

Vastuksen komponentit (erityisesti lentokoneessa):

  • kitkavastus johtuu ilman viskooseista ominaisuuksista
  • kappaleen pinnan läheisyydessä on rajakerros (lentokoneella 0,01 mm – muutama millimetri pinnasta ulospäin, maapallon ilmakehässä rajakerrosta on satoja metrejä), jossa virtaus hidastuu . Pinnan ja ilman välinen suhteellinen liike loppuu pinnassa
  • niin kauan kuin rajakerros on laminaarinen, kitkavastus on pieni; kun rajakerros irtoaa pinnasta ja muuttuu pyörteiseksi (turbulentti virtaus), se kasvaa
  • transitionopeus riippuu kappaleen koosta, muodosta ja pinnankarheudesta
  • painevastus riippuu kappaleen painejakaumasta kappaleen liikkuessa ilmassa. Kappaleen virtaviivaisuus vähentää painevastusta. Tämän takia muun muassa autojen ja ammusten perää muotoillaan juohevammaksi, jotta peräpainevastus pienenee
  • indusoitunut vastus riippuu siiven nostovoimasta, ja se on ominainen lentokoneille
  • interferenssivastus syntyy eri pintojen yli virtaavien virtausten jälleen yhdistyessä
  • loisvastus syntyy kaikista pienosista, muun muassa radioantenneista, elektroniikan jäähdytysilmanottoaukoista yms.
25.04.2024Tuliko tästä poishylkäytynyt visio, vai onko se kuitenkin lopulta tehokas "junantappaja"???
24.04.2024 18.00Koostesivu : "Terminator-tekniikkaa" 1-16.
21.04.2024KATSO TÄSTÄ MAAMESS 2024 -LÄHETYS! Ammattilehden Hyviä uutisia! tarjoaa kuljetus-, maarakennus- ja metsäalan tuoreet kuulumiset
19.04.2024 9.00Metsäalalla investoidaan - nyt kannattaa markkinoida!
05.04.2024Nopeitten toimitusten varastopankot / huhtikuu 2024.
26.04.2024 0.07SSAB:n osavuosikatsaus: Erikoislujat teräkset vakaat muutoin heikoilla markkinoilla
25.04.2024 17.00Terminator - tekniikkaa : Tuotekehittely.
25.04.2024 15.00Trelleborg esittelee viimeisimmät rengasinnovaatiot Intermat Construction Fair -messuilla Pariisissa, Ranskassa 24.-27. huhtikuuta
25.04.2024 13.00Nordic Bioproducts Group avasi Lappeenrantaan tehtaan, joka tuottaa innovatiivisia biomateriaaleja uudella teknologialla
25.04.2024 11.00Terminator ei ole miltään osin " puolivillainen " jäljitelmäpankko !!!

Siirry arkistoon »