Ilmanvastus.xxl.aero

22.11.2014 0.27


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.
26.04.2024 9.00SKALin hallitus: Suomi ei saa tinkiä TEN-T-ydinverkosta
24.04.2024 22.00Uusi standardi puunkorjuuseen - tuottavuutta ja työn iloa John Deere H-sarjan metsäkoneilla
24.04.2024 10.22Metsä Group ilmoittaa laajentavansa järeysrunkohinnan käytön kaikkiin hakkuutapoihin
24.04.2024 9.20SSAB:n osavuosikatsaus: Erikoislujat teräkset vakaat muutoin heikoilla markkinoilla
24.04.2024 8.00Nordic Bioproducts Group avasi Lappeenrantaan tehtaan, joka tuottaa innovatiivisia biomateriaaleja uudella teknologialla
24.04.2024 7.00Gasum rakentaa kaasutankkausaseman Raumalle
23.04.2024 11.11Trelleborg esittelee viimeisimmät rengasinnovaatiot Intermat Construction Fair -messuilla Pariisissa, Ranskassa 24.-27. huhtikuuta
23.04.2024 9.10Ponssen osavuosikatsaus Q1/2024 - Vuoden ensimmäinen neljännes oli haastava
23.04.2024 8.51Maanmittauslaitoksen ilmakuvaus- ja laserkeilauskausi käynnistyi - Taivaalla viipyilevä kone kuvaa rakennukset ja tiet
22.04.2024 12.00Metsätuhot vuonna 2023 -raportti: Kirjanpainajan aiheuttama kuusikuolleisuus kolminkertaistunut

Siirry arkistoon »