Bu bölge için belirlenen en iyi profil, parabol biçimindeki profildir. 120 km’den sonra, serbest molekül akımı bölgesine girilir. Bu yükseltide moleküllerin ortalama serbest yolu ile sınır tabakanın kalınlığı arasındaki oranın küçüklüğü nedeniyle, hava akımı profil üstünde kayar. Aşırı sesüstü alanı, 80 km yükseltinin üstünde yer alır. Bu hızlarda, şok dalgalar konisinin açıklığı çok küçüktür ayrıca, uçağın önünde yer alan koni yükselir. Aşırı Sesüstü HızlarĪşırı ses-üstü hızlarda ( M = 5 üstünde) en önemli sorun kinetik ısınmadır.
Söz konusu bölgelerde dalga sürtünmesinden kaynaklanan apansız bir sürtünme artışı ortaya çıkar. Böyle bir hız ardından bir şok dalgası doğar ve sıcaklıkları, basınçları, hızları farklı iki bölge oluşur. Ses hızını aşma olayı, kritik bir mach sayısına ulaşıldığında ortaya çıkar.
Hava akımı profil boyunca, akış hızına yeniden ulaşmak için, en kalın bölge yakınlarında kısa sürede hızını artırma eğilimi gösterir ve ses hızını aşabilir. Ses hızına yaklaşıldığında, sesötesi alanına girilir. Sınır tabakalarının üflenmesi ya da emilmesi yoluyla sağlanan üstün tutunma düzenekleri, profil boyunca burgaçlı rejimin ortaya çıkışını geciktirir ve kaldırma/sürtünme oranının yükselmesini sağlar. Öte yandan, kaldırma gücü, ne kadar yüksek olursa, uçak o ölçüde düşük hızlarda uçabilir, dolayısıyla daha kısa pistlere inebilir. Bu yüz-den, sesaltı uçuşlarda çok ince kanat profilleri kullanmak yararlı olur. Eğrinin başlangıcından teğet geçen doğrunun eğimine “profilin inceliği” denir ve değme noktasındaki geliş açısı, en ekonomik uçuş açısını gösterir. Söz konusu eğriler üstünde, kaldırma gücünün belli bir geliş açısı ötesinde ansızın düştüğü, sürtünmeninse büyümeyi sürdürdüğü gözlenebilir.īu olay pilotların çok iyi bildiği hava boşluğu olayıdır. Profil üstüne hava demetinin geliş açısına göre kaldırma ve sürtünme katsayılarının aldığı değerler, genellikle “kutup eğrisi” denilen eğriler üstünde gösterilir. Söz konusu düşük basınç ile yüksek basıncın ortak etkisi kaldırma gücünün kaynağını oluşturur. burgaçlı bir akım rejimi ortaya çıkar ve ilerlemeye karşı koyan sürtünme güçlerinin kökenini oluşturur.Īyrıca, profil boyunca etki yapan statik basınçlar incelenirse, profilin üst kesiminde düşük basınçla, alt kesimindeyse yüksek basınçla karşılaşılır. “Geçiş noktası” denilen bir noktadan başlayarak. Hızlarıysa, profil başında akım hızının altına düşer. Söz konusu akımda, hava akıntı çizgileri birbirine koşuttur. Hava tünelinde, bir profil çevresindeki hava akımı incelenirse, profilin ilk bölümünde ve “sınır tabaka” denilen belli bir kalınlık üstünde tabakalı bir akım gözlemlenir. Bu formüllerde p havanın özgül ağırlığını, c profil uzunluğunu, cx sürtünme katsayısını, cz kaldırma katsayısını Cm de moment katsayısını gösterir. İtme merkezinde ölçülen M momentiyse, M = 0,5 CmpcV2S- formülüyle elde edilir. = 0,5 Czp V2S (akış yönüne dik) bağıntılarına eşittir. R bileşkesinin bileşenleri, R, = 0,5 c.pv’S (akış yönünde ) ve R. Bu güçler sistemi, bir R bileşkesi ve bir M momentiyle gösterilebilir. Sesaltı hızlarda (M <0,7 için), hava akış yönüne dik doğrultuda ölçülen direnç güçleri, hava hızıyla ve profil yüzeyiyle doğru orantılıdır. Sesüstü hızlar için maket deneyleri, Laval boruları da denilen borularla donatılmış hava tünellerinde yapılır. Söz konusu aktarma işlemi mekanik benzeşme yasalarına dayanır ama sesaltı hızlar için Reynolds sayısına, sesüstü hızlar için de Mach sayısına eşit sayılarda deney yapmak gerekir. Böylece, maketler üstünde elde edilen sonuçları, gerçek araçlara aktarma olanağı bulundu.
Kuramsal incelemeler karmaşık hesaplar gerektirdiğinden, çok geçmeden hava tünellerinde deneyler yapılmaya başlandı. İkinci Dünya savaşı sırasında bazı avcı uçaklarının dalışta 900 km/saatlik hızı aşmasıyla, sesüstü hızlar için bu varsayımı yeniden gözden geçirmek zorunluluğu ortaya çıktı. Profiller çevresindeki hava akışını inceleyen ilk araştırmalar, havanın sıkıştırılamayan bir akışkan sayılabileceği varsayımına dayanıyordu. Alman fizikçi Ludwig Prandtl’ın 1904’te sınır tabakalar üstünde yaptığı çalışmalar, aerodinamiğin gerçek atılımını yapmasını sağladı. Söz konusu çalışmalardan yararlanan Clement Ader, 1890 yılında Eole adlı aracıyla 50 metrelik ilk uçuşu gerçekleştirdi. sonunda Alman Otto Lilienthal ile Fransız Louis Mouillard’ın kuşların uçuşuyla ilgilenmeleriyle ve planör denemeleri yapmaya başlamalarıyla ortaya çıktı. Aerodinamik araştırmalarının amacı, hareketli cisimlere, havada ilerlemelerini kolaylaştıran, dolayısıyla itme gücünü azaltan biçimler vermektir. Katı cisimlerin atmosferde yer değiştirmesiyle ilgili fiziksel olayları inceleyen bilim dalıdır.
0 kommentar(er)
