Ultimate magazine theme for WordPress.

АЭРОДИНАМИКА ХУСУСИЯТЛАРИ

19

Аэродинамика фани асосан одомзоднинг амалий ишларни бажаришида, яъни ҳаводан оғир бўлган аппаратларда парвоз қилиш мақсадида қилинган ҳаракатлари аэродинамикани ривожланишига сабабчи бўлган. Бундай ишларни амалга ошириш учун ҳавода ҳаракат қилаётган аппаратга таъсир кучларини ва моментларини аниқлаш керак бўлган. Айниқса аппаратни ҳавода учиш ва кўтариш кучларини аниқлаш асосий масала ҳисобланган.

Аэродинамика ўзининг бошланғич ривожланиши даврида паст оқим тезликлар қонунларини ўрганиш билан чегараланган, чунки учиш аппаратлари паст учиш тезликларга эга бўлган. Кейинчалик артиллерия, ракета техникаси ва юқори тезликларда учадиган аппаратлар пайдо бўлиши сабабли аэродинамикани юқори тезликлар қонунларини ўрганишини ривожланишига олиб келди. Бу соҳа аэродинамикани махсус йўналишларидан бўлиб «Газодинамика» дейилади.

Ушбу мақола матнида аэродинамиканинг асосий тушунчалари ва қонунлари, суюқлик муҳитининг қисқа назарий асослари, учиш аппаратларинг геометрик ва аэродинамик тафсилотлари, айлана шакилига эга бўлган жисмларнинг геометрик ва аэродинамик тафсилотлари, учиш аппаратларини кўтариш кучини ифодалавчи тенгламалар келтирилган.

Аэродинамиканинг асосий тушунчалари

Аэродинамика юнонча сўздан олинган бўлиб, аэро – ҳаво ва динамика – куч таъсири деган маънони билдиради ва Нъютон механикасининг асосий йўналишларидан бири ҳисобланади.

Ародинамика фани ташқи ва ички кучлар таъсирида ҳавонинг ҳаракат қонунларини ўрганади. Қисқа қилиб айтганда муҳитда ҳаракат қилаётган жисм билан ҳавонинг ўзора таъсир кучларини ифодалавчи  фан ҳисобланади.

Аэродинамика фанини ўрганиш соҳаси бир қатор йўналишлардан иборат:

– Назарий аэродинамика;

– Паст тезликлар аэродинамикаси, яъни товуш тезлигигача бўлган тезликларда муҳит ва жисм орасидаги ўзаро таъсир қонунларини ўрганади, M < 1 (М – Мах ўхшашлик сони дейилади);

– Юқори тезликлар аэродинамикаси, – бу йўналиш аэродинамиканинг махсус соҳаси бўлиб «Газодинамика» дейилади. Газодинамика – муҳитда товуш тезлиги ва товуш тезлигидан юқори тезликларда ҳаракат қилаётган жисм ва ҳаво муҳитининг ўзаро таъсир қонунларини ўрганади M > 1;

– Тажирибавий аэродинамика – бу соҳа қаттиқ жисмнинг атрофидан оқиб ўтаётган газ муҳитининг таъсир кучларини тажирибавий равишда ўрганиш билан шуғулланади. Бунинг учун ҳар хил техник асбоблардан фойдаланилади (аэродинамик қувур, зарба қувури, датчиклар, ёзув ускуналари ва ҳакозолар);

– Абеляция аэродинамикаси – яъни ўта юқори учиш тезликларда куч таъсирларидан ташқари жисмнинг газ муҳити оқиб ўтаётган юзасини исишига олиб келади. Бундай ҳодиса жисм юзасини, юқори ҳарорат таъсири натижасида эришига ва иссиқлик оқимини таъсирида жисм юзаси ювилишига олиб келади (эрозия, сублимация ҳодисалари рўй беради);

– Гепртовуш тезликлар аэродинамикаси – бундай тезликларда газ муҳити оқиб ўтаётган юзасида аэродинамик иссиқлик шунчалик юқори бўладики, ҳаракат қилаётган газ муҳити ионизация ҳолатига келиб электр ўтказувчан бўлиб қолади ва плазма оқими пайдо бўлади, шу билан бир қаторда электромагнит майдонинг таъсир кучлари пайдо бўлади ва бу соҳа билан «Магнит газодинамика»си (МГД) йўналиши шуғулланади;

– Идеал муҳит аэродинамикаси – суюқликнинг эркин оқимини ўрганади ва жисм юзасидан оқиб ўтишда суюқликнинг қовушқоқлиги ҳисобга олинмайди;

– Чегара қатлами аэродинамикаси – суюклик ва газларнинг чегара қатламида қовушқоқлик хоссаларини ҳисобга олган ҳолда, ҳаракатини ўрганади. Бу соҳа суюқлик ёки газ муҳитининг жисм юзасига ишқаланиш натижасида пайдо бўладиган таъсир кучларини қатлам бўйича тақсимланишини, ародинамик куч ва моментларни, оқимнинг ҳароратини ва исиган газ муҳити билан жисм ўртасидаги иссиқлик алмашув ҳодисаларини ифодалаб беради;

– Паст босимли муҳит аэродинамикаси – кейинги пайтларда бу соҳа тез ривожланиб бормоқда. Чунки коинотни ўрганишда суъний йўлдошлар, ҳар хил ракета ва коинот учиш аппаратлари, баллистик ва глобал ракеталар пайдо бўлиши сабабчи бўлмоқда. Бундай учиш аппаратлари Ернинг баланд қатламларида парвоз қилади. Атмосферанинг босими баландлик ўсиши билан камайиб боради ва бутунлай вазинсизлик ҳолатига ўтади;

– Бошқарув органлари аэродинамикаси – бу соҳа замонавий аэродинамиканинг махсус бўлими ҳисобланади. Бу йўналиш учиш аппаратларини қанотларини, уларни бошқариш қоидаларини, ҳар хил аэродинамик бошқарув органлар ва шунга ўхшаш самолётнинг бошқарув мосламаларини ўрганади;

– Айлана шаклидаги жисмлар аэродинамикаси – бу соҳа ҳам аэродинамиканинг махсус бир бўлими ҳисибланади ва асосан ракета, коинот кемалари ва ракета самолётларни ўрганади.

Аэродинамика шунга ўхшаш кўпчилик халқ хўжалик масалаларини ечишда, умуман суюқлик ва газ муҳити билан ишлайдиган ҳамма аппаратлар ва машиналар аэродинамикани қонунлари орқали ифодаланади.

Aerodinamika xususiyatlari-2

Ер атмосферасининг тизими

Ернинг атмосферасини таркиби асосан азот ва кислароддан иборат. Вебернинг кўрсатмаси бўйича баландлик ўзгариши билан атмосфера босимни ўзгариши рўй беради.

Баландлик (км)020406080100120140
Босим (мм.смоб.уст)76041,71,90,0870,00420,0001

Жадвалга асосланилса, атмосфера босимининг энг паст нуқтаси (ер атмосферасининг тугаш нуқтаси) 100 км баландликда деб фараз қилса бўлади. Аммо бундай хулоса кўпчилик тажрибавий кузатишларни тасдиқламайди.

Масалан: Осмонда кузатиладиган метеоритларнинг иссиқликдан чўғланиш ҳодисаси тахминан 600-100 км баландликда рўй беради ёки «Шимолий ёғду» (Северное сияние) 750 км баландликда кузатилади. Шунга ўхшаш ҳодисалардан хулоса қилинганда, демак 1000 км баландлик нуқталарида ҳам, кам миқдорда атмосфера муҳити мавжуд.

Ер яқинидан бошлаб азот ва кислороддан ташқари башқа газ аралашмаларидан иборат. Газ аралашмалари термик мувозанат ҳолатда бўлиб, ҳар бир ташкилий газ ўзининг парциал босимига эга (Дальтон қонуни). Баландликни ўсиши, ташкилий газларнинг оғирлигини камайишига олиб келади, натижада парциал босим камаяди. Бундай ҳодиса 70-80 км баландликда, енгил ташкилий газларнинг парциал босимлари, асосий газларнинг босимларидан юқори бўлиб қолади.

Енгил газларнинг парциал босимини ўзгариши, уларнинг таркиби ва умуман табиати бўйича аниқ бир хулосага эга эмас. Шунинг учун кўпинча эҳтимоллик гепотизаларидан фойдаланилади. Шундай гепотезалардан бири Ганну ва Гемфри томонидан, атмосфера таркибини қуйидагича фоиз ҳисобида берилган.

Баландлик (км)ВодородГелийАзотКислородАргон
00,0030,000578,120,90,94
15079,519,70,8
20081,218,10,6
300,284,215,20,3
400,786,512,60,2
502,90,0387,510,30,1
10096,40,63,00,00,0

Баландликнинг ўсиши, атмосфера босимини ўзгаришидан ташқари, унинг ҳароратини ҳам ўзгаришига олиб келади. 1 ~ 11 кмгача ~  5,5 °С гача пасаяди ва ундан юқори баландликларда ~ (-55) ~ (-60) °С эга бўлади.

Атмосфера ҳароратининг бундай ўзгариш чегараси «Тропосфера» билан «Стратосфера» ажралган чегарасини билдиради. Бу чегара ер шарининг қутубларида ~ 11 км, экваторда ~ 17 кмга тенг.

Бундан ташқари йилнинг фаслларига ҳам боғлиқ. Масалан: Марказий Европада март ойида ~ 9,4 кмга, август ойида ~ 11,3 кмга тенг. Тропосферада ҳаво муҳитини вертикал йўналишли ҳаракатлари ва ҳар хил атмосферани ўзгариб туриш ҳолатлари кузатилади. Тропосферада ҳаво ҳаракатлари ва атмосферанинг ўзгариш ҳолатлари кузатилмайди. Стротасферанинг 20 ~ 40 км оралиғидаги баландликда азон қатлами мавжуд. Стротасферанинг юқори чегараси 60 ~ 70 км баландликка эга.

Ернинг ўзгармас бурчак тезлиги айланиши натижасида пайдо бўладиган марказдан қочма куч билан ернинг тортиш кучи оралиғидаги мувозанат ҳолат 35000 км баландликда тугайди.

Баландликни ўзгариши натижасида, ҳаво муҳитининг зичлигини ҳисоблаш учун стандарт атмосфера деган тушунча киритилган ва махсус жадвал тузилган. Ер сатҳида қуйидаги умумлаштирилган қийматлар қабул қилинган:

– Атмосферанинг босими          Р = 10332 кг/ м2,

– Атмосферанинг ҳарорати       Т = 288 єК,

– Атмосферанинг зичлиги         r = 1,2249 кг/ м3.

Баландликнинг (h) ўзгаришини ҳар 1000 метрга, атмосфера ҳароратининг (t) ўзгариши қуйидагича бўлади:

– 0 < h < 11000 м                 >       t = 6,5 єС,

– 11000 < h < 22000 м        >       t = 0.

Атмосферанинг муҳитининг зичлигини ўзгариши (ернинг тортиш кучини тезланишини ўзгармас g = 9,80 м/с2 деб олинганда:

– 0<h<11000 м > r/r0=[( 288-0,0065 h)/288 ]4,253 (Тропосфера);

– 11000< h< 22000 м > lg (r/r0)=(h–11000)/14600 (Стросфера).

Ернинг тортиш кучини тезланиши ўзгаришини қуйидагича ифодаласа бўлади.

Aerodinamika xususiyatlari-3

R = 6378000 метр ернинг ўртача радиуси.

Масалан баландлик h = 60 км ташкил қилса  g60 = 9.81 0,993 = 9,71 м/с2.

Келгуси мақоламизда “Аэродинамикада юза кучлари” деган тушунчалар ҳақида батафсил маълумотлар эътиборингизга тақдим этилади. Унда Сиз билан бирга бу кучларни пайдо бўлиши сабабларини тушуниш учун узлуксиз қовушқоқ газ муҳитида ҳаракат қилаётган қаттиқ жисмни кўриб чиқамиз.

Ушбу веб-сайт маъмури ҳамда оддий бир инсон сифатида Сизга Аллоҳдан, сиҳат-саломатлик, тинчлик ва ҳотирижамлик ҳамда эзгули ишларингизда омад насиб этишини чин дилдан тилаб Қобилжон Атаханов.

P.S. Эътиборингизга тақдим этилаётган мақолаларга муносабат билдириб, шарҳингизни ёзиб қолдирсангиз бағоят ҳурсанд бўламан ва олдиндан ўз миннатдорчилигимни изҳор қиламан! Мақола Сизга манзур келган бўлса, илтимос, яқинларингиз билан ўртоқлашинг.

Танланган сара мақолалар билан танишиш истагингиз бўлса, марҳамат ушбу манзилга ташриф буюрсангиз барча тўпланган мақолалар жамланмаси билан танишиш имконига эга бўласиз.