2005-08-22 09:10, ~Leszek Gadacz

Powstawanie siły aerodynamicznej


Siła która powstaje na naszym pędniku w wyniku opływania go przez strugi powietrza, to siła aerodynamiczna. Tworzy się ona w wyniku przemiany przez pędnik energii kinetycznej (czyli ruchu) cząsteczek powietrza.

Najprościej sposób tej przemiany można wyjaśnić następująco:

Cząsteczki powietrza opływają żagiel ustawiony pod kątem w stosunku do wiatru z dwu stron - (N): nawietrznej i (Z): zawietrznej. Cząstki poruszające się po stronie zawietrznej (np. z pkt. A˘ do B˘) mają do przebycia dłuższą drogę niż te po nawietrznej (np. z punktu A do B). Zachodzi tu podobna sytuacja jak na bieżni stadionu lekkoatletycznego. Ci, którzy biegną po torach zewnętrznych mają do przebycia dłuższy dystans niż zawodnicy biegnący bliżej środka boiska.

Jako że przy tych prędkościach przepływu powietrze nie jest ściśliwe ani rozciągliwe (zachowuje się jak ciecz), czas w jakim muszą pokonać swą drogę jest identyczny. W związku z tym cząsteczki po zawietrznej muszą zwiększyć swą prędkość by w tym samym czasie przebyć dłuższą drogę od cząsteczek po nawietrznej (Cząsteczki A i A’ startujące w tej samej odległości od masztu, muszą osiągnąć punkty B i B’ jednakowo oddalone od liku tylnego w tym samym czasie).




















Zgodnie z prawem Bernouliego, wzrost prędkości przepływu powoduje spadek ciśnienia. Dlatego też po obu stronach żagla powstaje różnica ciśnień. Po stronie nawietrznej mamy lekkie nadciśnienie w stosunku do ciśnienia atmosferycznego spowodowane zwolnieniem przepływu spowodowanym wystąpieniem na drodze cząsteczek powietrza przeszkody, jaką jest żagiel, natomiast po stronie zawietrznej występuje znaczne podciśnienie, wynikłe z przyspieszonego przepływu.



















Różnica ciśnień powoduje powstanie siły aerodynamicznej (TA), która stara się przemieścić pędnik jako granicę dwu ciśnień, z obszaru o ciśnieniu wyższym do niższego. Działa ona na cały pędnik, w przybliżeniu prostopadle do jego powierzchni. Dla lepszego zobrazowania możemy wszystkie siły powstające w poszczególnych punktach żagla zsumować i zastąpić je jednym wektorem (TA). Jest to wypadkowa siła aerodynamiczna i pokazuje nam, w jakim kierunku i z jaką prędkością będzie chciał przemieszczać się pędnik na skutek różnicy ciśnień po jego obu stronach.
Podobne artykuły:

Wasze komentarze

Katalog sprzętu

HOT

Spoty

Planujesz wyjazd na deskę? W naszej bazie znajdziesz atrakcyjne miejsca.