Tunele aerodynamiczne to w zasadzie ogromne rury, w których wieją powietrze. Celem tych tuneli jest powielanie działań rzeczy w locie. Badacze i inżynierowie wykorzystują tunele aerodynamiczne, aby praktycznie dowiedzieć się o locie samolotu. Te tunele są używane przez NASA przetestować skalę i przeanalizować modele kilku statków kosmicznych oraz samolot. Niektóre tuby są na tyle duże, że mieszczą pełnowymiarowe wersje samolotów i innych pojazdów. Powietrze wokół obiektu jest przemieszczane przez tunel aerodynamiczny, dzięki czemu wydaje się, że obiekt leci. Tworzy miniaturowy, prawdziwy scenariusz latania.
Wynalezienie tuneli aerodynamicznych
Kiedy bracia Wright wynaleźli samolot w grudniu 1903 roku. Studiowali aerodynamikę i udoskonalili konstrukcję skrzydeł swojego samolotu. Większość testów przeprowadzali na zewnątrz z dużym ryzykiem. Ale obecnie takie testy są przeprowadzane w pomieszczeniach zamkniętych przy zmniejszonych czynnikach ryzyka, a wszystko to dzięki ogromnej innowacyjności samouka brytyjskiego inżyniera lotniczego. Franka Wenhama (1824-1908).
Wynalazł współczesny tunel aerodynamiczny w 1871 r. Pierwotnie Wenham zaprojektował pień o powierzchni 18 cali [46 cm] i długości 12 stóp [3.7 m], służący do poziomego kierowania strumienia powietrza. Powietrze, które przepływało w tej rurze, miało prędkość około 64 km / h (40 mil na godzinę). Obecnie największy na świecie tunel aerodynamiczny należący do NASA (w NASA Ames Research Center) jest ponad 100 razy dłuższy, tj. 430 m lub 1400 stóp długości, a odcinek testowy ma łączną powierzchnię 24 mx 37 m (80 stóp x 120 stóp). Ten tunel generuje wiatry z prędkością 185 km / h (115 mil na godzinę). Ten wynalazek Wenham zrewolucjonizował współczesną aerodynamikę.
Dlaczego potrzebujemy tunelu aerodynamicznego?
Tunele aerodynamiczne pomagają projektować samoloty / statki kosmiczne, które mogą latać szybko, wydajnie i ekonomicznie, umożliwiając płynny przepływ powietrza obok skrzydeł samolotu i ich ruropodobnych ciał. Te tunele pomagają w nauce aerodynamiki. Kiedy samolot znajduje się w powietrzu, nie jest łatwo zobaczyć, jak przepływa przez niego powietrze. Jeśli w samolocie występuje jakakolwiek wada konstrukcyjna, nie będzie on w ogóle w stanie wydostać się z powietrza lub przestanie działać w połowie drogi. Dlatego każdy samolot i statek kosmiczny musi zostać przetestowany / oceniony na ziemi w tunelu aerodynamicznym, aby uniknąć jakiejkolwiek katastrofy.
Jak działa tunel aerodynamiczny?
Zasadniczo tunele aerodynamiczne wykorzystują potężne wentylatory do przemieszczania dużych ilości powietrza przez rurę. Obiekt testowy jest bezpiecznie zamocowany w tunelu, dzięki czemu pozostaje nieruchomy. Tunel zachowuje się jak ogromna rura, która owija się wokół wentylatorem pośrodku. Kiedy wentylator jest włączony, powietrze przedostaje się dookoła rury. Rura ta ma nierówną szerokość, tj. W niektórych miejscach jest węższa, aw innych szersza. Wąski obszar rurki przyspiesza przepływ powietrza z powodu większego ciśnienia. Ta duża prędkość jest konieczna podczas testowania samolotu.
Testowanie samolotów naddźwiękowych wymaga prędkości pięciokrotnie większej niż huraganu, a do testowania promu kosmicznego wymagana prędkość jest około dziesięć razy większa.
Jakie obiekty można przetestować w tunelu aerodynamicznym?
Obiektem testowym może być miniaturowy model pojazdu / statku kosmicznego lub część statku kosmicznego. W niektórych przypadkach, jeśli tunel jest wystarczająco duży, to badanym obiektem może być również pełnowymiarowy samolot lub statek kosmiczny. Można również używać zwykłych przedmiotów, takich jak piłki tenisowe. Powietrze opływające nieruchomy obiekt przedstawia, co mogłoby się stać, gdyby obiekt poruszał się po niebie.
Ruch powietrza wokół obiektu można oceniać na różne sposoby. Często wewnątrz rurki znajduje się dym lub barwnik, dzięki czemu można zaobserwować jej ruch. Czasami do obiektu mocuje się nici, aby określić ruch powietrza. Do pomiaru/analizy siły powietrza i ciśnienia działającego na badany obiekt służą specjalistyczne przyrządy.
Statystyki testowe
Ogólnie uznaje się, że tunele aerodynamiczne są wykorzystywane do testowania / oceny nowych samolotów i promów kosmicznych, tj. Pojazdów, które teoretycznie poruszają się w statycznym strumieniu powietrza. Tunele te mogą być również używane w alternatywny sposób, na przykład do symulacji wpływu szybko poruszających się wiatrów na konstrukcje stacjonarne, takie jak drapacze chmur, gigantyczne posągi i mosty.
Architekci i inżynierowie obserwują i badają obciążenia, które silne wiatry wywierają na te konstrukcje oraz ich różnice w zależności od projektu. Pomaga również w określeniu, jak wieżowce wpływają na wiejące wiatry i spychają je do poziomu gruntu.
Aby dowiedzieć się więcej o nauce kliknij tutaj
Przeczytaj także:
- Kondensacja pary
- Entropia a entalpia
- stratosfera
- Półkole
- Izoterma adsorpcji
- Uderz i zanurz
- Hydrosfera
- Zasada Bernoulliego
- Zastosowanie do projektowania hamulców wiroprądowych
- Czy węglowodan jest monomerem czy polimerem?
Cześć, jestem Sanchari Chakraborty. Zrobiłem magisterium z elektroniki.
Zawsze lubię odkrywać nowe wynalazki w dziedzinie elektroniki.
Jestem chętnym uczniem, obecnie inwestuję w dziedzinę optyki stosowanej i fotoniki. Jestem także aktywnym członkiem SPIE (Międzynarodowe stowarzyszenie optyki i fotoniki) oraz OSI (Indyjskie Towarzystwo Optyczne). Moje artykuły mają na celu przybliżenie tematów badań naukowych wysokiej jakości w prosty, ale pouczający sposób. Nauka ewoluuje od niepamiętnych czasów. Próbuję więc wykorzystać tę ewolucję i przedstawić ją czytelnikom.
Połączmy się przez
Witam Cię, Drogi Czytelniku,
Jesteśmy małym zespołem w Techiescience, ciężko pracującym wśród dużych graczy. Jeśli podoba Ci się to, co widzisz, udostępnij nasze treści w mediach społecznościowych. Twoje wsparcie robi wielką różnicę. Dziękuję!