aerodinamika
(szuperszonikus aerodinamika)
A légáramlás és a levegőben történő mozgás tudománya.
Más gázokra is alkalmazható, és része
az általánosabb érvényű hidrodinamikának.
Az aerodinamikai
elvek megmagyarázzák a repülés jelenségét.
A repülőgép szárnyának alakja és irányítottsága (görbült felső felület, lefelé
döntött szárnyhelyzet) következtében a szárny fölötti levegő gyorsabban halad,
és így alacsonyabb nyomású (a Bernoulli-törvény
következtében).
A nyomáskülönbség felhajtóerőt biztosít. Az így nyerhető felhajtóerő növekszik
a szárny hosszúságával (fesztávolságával), de csökken a repülési magassággal.
A repülőgép mozgása a levegőben olyan erőt kelt, ami fékezőleg hat. Ez a közegellenállás,
ami függ a repülőgép méretétől és alakjától.
A repülőgép felülete mentén a súrlódás hátráltatja a légáramlást; az így létrejövő
fékezőhatás a súrlódási közegellenállás. Ez felmelegedést okoz, ami néha szélsőségesen
nagy mértékű lehet, mint pl. az űrjárművek visszatérésénél. A súrlódásból eredő
veszteségek növekednek a szárnyfelület és a sebesség növekedésével és csökkennek
a repülési magasság növekedésével.
A hang terjedésisebessége (Ma=1, kb. 331,5 m/s)
fölötti sebességeknél a levegőt már nem lehet összenyomhatatlannak tekinteni,
és így más szabályok lépnek érvénybe, ezeket tárgyalja a szuperszonikus aerodinamika.
A hangsebesség elérésekor a repülőgép átlépi
a "hanghatárt", ami a közegellenállás rendkívüli növekedésével jár
együtt.
A szuperszonikus légellenállást csökkenteni lehet vékony, hátrafelé hajtott
szárnyakkal, amely a katonai vadászgépekre jellemző.
A hangsebesség átlépésekor a repülőgépek
hangrobbanásokat keltenek; ezek a gépet körülvevő levegőben keletkező nagy sűrűségű
lökéshullámok, amelyek azért jönnek létre,
mert a repülőgép megelőzi saját hanghullámát,
miközben új hanghullámokat is kelt.
A légi járművekre ható közegellenállás megnöveli az üzemanyag-fogyasztást.
Az épületek és a hidak a szél hatására kilenghetnek.
Ezek a hatások - amelyeket figyelembe kell venni a tervezéskor - minimalizálhatók
a légáramlás felől nézett alak helyes kialakításával. A szélcsatornák lehetővé
teszik, hogy a méretarányosan kicsinyített modelleket szimulált légköri jelenségeknek
tegyék ki, és így a tervezett forma aerodinamikai tulajdonságai meghatározhatók.
Különösen fontosak a rendellenes légáramlási jelenségek, pl. a turbulencia és
az örvények.
Öveges tanár úr szemléletesen foglakozik
a közegellenállással a Fizika
blokk Így esik az ejtőernyős
avagy közlekedés a sztratoszférában - A közegellenállás című részében.