Šiuolaikinė aerodinamika veikia su vienu pagrindinių efektų, kuris tampa būtinas lėktuvams skristi. Šis poveikis žinomas kaip Koandos efektas. Coanda efektą yra kažkas sunku paaiškinti, tačiau jis tampa pernelyg svarbus elementas tokiu būdu, kad tapo orlaivių kūrimo pagrindu.
Šiame straipsnyje mes jums pasakysime, kas yra Coandos efektas ir jo svarba.
Koks yra Coanda efektas
Norėdami paaiškinti, koks yra šis efektas, įsivaizduokite uždegtą žvakę. Jei užpūsime šią žvakę, ji užsidegs akimirksniu. Jei atliekame tą patį pratimą, bet tarp žvakės ir mūsų pastatome protingo dydžio dėžutę. Normaliausia galvoti, kad jei pūsime, oras išsiskirstys į abi puses ir nepataikys į burę. Tačiau jei vietoj dėžutės naudosime butelį vyno, rezultatas nebus toks pat. Logika verčia manyti, kad oras taip pat pasklis į abi puses ir neužges žvakės.
Nors atrodo šiek tiek stebina, žvakę galima užgesinti dėl Coanda efekto. Ir ar tai yra Koandos efektas paaiškina skysčių kreivumą, kai jis liečiasi su kietu kūnu. Skysčiai susiduria su judesiu ir poslinkiu, kai susiduria su kietu kūnu.
Galima sakyti, kad Coanda efektas yra įvykių serija, galinti apibūdinti skysčio elgesį, kai jis paveikia paviršių. Jis naudojamas kaip principas, nurodantis, kad visi skysčiai linkę pritraukti prie netoliese esančių paviršių, o ne atšokti ar nukreipti. Tai yra priešinga tam, kas atsitiko su kieta medžiaga. Jei kieta medžiaga susiduria su kita kietąja medžiaga, normalu, kad ji atšoka ir nukrypsta nuo savo trajektorijos. Tačiau skysčių atveju juos traukia kietosios medžiagos paviršius.
Gilintis į aviaciją, rekomenduojama išstudijuoti orlaivių skrydžius reglamentuojančius principus.
Eksperimentas patvirtina Coanda efektą
Atlikę pirmiau minėtą eksperimentą galime pastebėti, kad oras linkęs eiti išlenktu butelio keliu, o ne nukrypti į šonus. Jei mesime teniso kamuoliuką į vyno butelį, matome, kad kamuolio trajektorija bus pakeista, tačiau ji nebus lygiagreti butelio kontūrui. Tai mums padeda išgauti reikiamą informaciją žinoti, kad skystis eis aplink kietą medžiagą.
Paprastai tariant, oro klampumas yra pagrindinė Coandos efekto atsiradimo priemonė. Kai skystis pirmą kartą paliečia kūną, kurio kontūras yra lygus, išlenktas, skysčio klampumas yra tai, kas sukelia daleles linkę prilipti prie kietosios medžiagos paviršiaus. Taip aplink kietojo kūno kūną sukuriamas vienodas ir lygiagretus lakštas. Šią tendenciją formuoti savotišką paklodę aplink kūno kontūrą galima būtų palyginti su plastilinu.
Visos skysčio dalelės, šiuo atveju oras, vėliau jie paveikia kūną ir sukuria naujus sluoksnius, lygiagrečius pradiniam. Taip susidaro nuokrypis skysčio kelyje.
Naudingumas ir svarba
Coanda efektas buvo įrodytas ir naudojamas kasdien aviacijoje ir automobilių lenktynėse. Svarbu suprasti, kad norint optimizuoti transporto priemonės morfologiją, būtinas oro trinties poveikis. Jei žinome, kad skysčio dalelės prilimpa prie paviršiaus, galime sukurti geresnes aerodinamines formas. Dažnai naudojamas Coandos efekto pavyzdys – Formulės 1 vienviečiai automobiliai. Srityje su šoniniais pontonais naudojamas Coanda efektas, nukreipiantis didelius oro kiekius į konkrečias sritis, tokias kaip dugnas, difuzoriai ir spoileriai. Visi šie vienviečio automobilio elementai tiesiogiai veikia sukibimą arba didžiausią greitį.
Dėl to Coanda efektas tapo vienu iš pagrindinių automobilių sporto ir aviacijos ramsčių. Tas pats vyksta ir su lėktuvais. Ant sparnų oro kelias šiek tiek iškreiptas, o tai padeda generuoti jėgas, kurios palaiko lėktuvą ore. Oras yra išlenktas ir kartu su depresija bei trečiuoju Niutono dėsniu žinome visas jėgas, veikiančias lėktuvo sparną.
Coanda efekto dėka oro ir kitų skysčių srautai gali būti koreguojami ir nukreipiami, todėl inžinieriai gali sukurti efektyvesnes transportavimo priemones. Ši Coandos efekto įtaka transporto priemonės aerodinamikai tai yra svarbus elementas kuriant saugesnes ir greitesnes transporto priemones. Be to, šios aerodinaminės konstrukcijos padeda sutaupyti daug degalų, nes padeda sumažinti trintį su oru.
Charakteristikos ir įdomybės
Coandos efektas yra susijęs su skysčių atspindžiu aplink objektą. Jei analizuosime visas jėgas ir atmosferos slėgį, kuriuos atmosfera veikia skrendant mažu greičiu, oras laikomas ne tik skysčiu, bet ir nesuspaudžiamu skysčiu. Tai, kad oras yra nesuspaudžiamas skystis, reiškia, kad oro masės tūris laikui bėgant visada bus pastovus. Taip pat turime žinoti, kad oro srautai neatsiskiria vienas nuo kito, kad susidarytų tuštumos, dar vadinamos tarpais.
Daugelis mokslininkų neigia, kad Coandos efektas atsiranda vandenyje. Teigiama, kad tokį vandens trajektorijos nuokrypį jam susidūrus su kieto kūno paviršiumi sukelia paviršiaus įtempimas. Todėl galima teigti, kad Coandos efektas taikomas ne visų tipų skysčiams, nes reikia atsižvelgti ir į skysčio tankį bei klampumą. Mes žinome, kad oro klampumas yra mažas, taigi Coanda efektas pasireiškia didesniu intensyvumu.
Tikiuosi, kad turėdami šią informaciją galite sužinoti daugiau apie Coanda efektą ir jo svarbą aviacijoje ir automobilių lenktynėse.