Kā gaisa pretestības spēks ir atkarīgs no objekta formas un tā masas.

Daudzu eksperimentu, pētījumu un teorētisko vispārinājumu rezultātā tika izveidota formula gaisa pretestības spēka aprēķināšanai.

kur S ir lodes šķērsgriezuma laukums,

c ir gaisa masa noteiktos atmosfēras apstākļos;

Lodes ātrums;

- eksperimentālais koeficients atkarībā no aizzīmes formulas un skaitļa, kas ņemts no iepriekš sastādītām tabulām.

Pretestības spēka lielums ir atkarīgs no šādiem faktoriem:

Lodes šķērsgriezuma laukums. Tāpēc gaisa pretestības spēks ir tieši proporcionāls lodes šķērsgriezuma laukumam;

- gaisa blīvums. Formula parāda, ka gaisa pretestības spēks ir tieši proporcionāls gaisa blīvumam. Šaušanas tabulas ir sastādītas normāliem atmosfēras apstākļiem. Novirzes gadījumā faktiskā temperatūra un spiediens no normālām vērtībām, ir nepieciešams veikt korekcijas, izmantojot šaušanas tabulas;

- lodes ātrums. Gaisa pretestības spēka atkarību no lodes ātruma izsaka sarežģīts likums. Formulā ir iekļauti termini V 2 un gaisa pretestības spēka atkarības no ātruma noteikšana. Lai izpētītu šo atkarību, aplūkojiet grafiku, kas parāda, kā lodes ātrums ietekmē gaisa pretestības spēku (8. att.).

1. grafiks - Vilces spēka atkarība no lodes ātruma

Tiek iegūti līdzīga izskata grafiki artilērijas šāviņi. No diagrammas izriet, ka gaisa pretestības spēks palielinās, palielinoties lodes ātrumam. Vilces spēka pieaugums līdz ātrumam 240 m/s ir salīdzinoši lēns. Ātrumā, kas ir tuvu skaņas ātrumam, gaisa pretestības spēks strauji palielinās. Tas izskaidrojams ar ballistiskā viļņa veidošanos un saistībā ar to gaisa spiediena starpības palielināšanos uz lodes galvas un apakšējās daļas;

- ložu formas. Lodes forma būtiski ietekmē formulā iekļauto funkciju. Jautājums par izdevīgāko lodes formu ir ārkārtīgi sarežģīts un nevar tikt atrisināts, pamatojoties uz to ārējā ballistika. Ļoti svarīgs faktors izvēloties lodes formu, tas ir: lodes mērķis, pa šautenes vadīšanas metode, lodes kalibrs un svars, ieroča ierīce, kurai tā paredzēta utt.

Lai samazinātu pārmērīga gaisa spiediena ietekmi, ir nepieciešams asināt un pagarināt lodes galvu. Tas izraisa zināmu galvas viļņa priekšpuses rotāciju, kuras dēļ pārspiediens gaiss uz lodes galvu. Šī parādība skaidrojama ar to, ka, kļūstot asākai galvas daļai, samazinās gaisa daļiņu atgrūšanas ātrums uz sāniem no lodes virsmas.

Pieredze rāda, ka lodes galvas formai ir neliela nozīme gaisa pretestībā. Galvenais faktors ir galvas daļas augstums un veids, kā tā ir savienota ar vadošo daļu. Parasti lodes galvas daļas ģenerātoru uzskata par apļa loku, kura centrs atrodas vai nu galvas daļas pamatnē, vai nedaudz zem tās (9. att.). Astes daļa visbiežāk ir izgatavota nošķelta konusa formā ar ģenerātora slīpuma leņķi (10. att.).

8. attēls — lodes izejas daļas forma

9. attēls — lodes dibena forma

Gaisa plūsma ap konisko astes daļu ir daudz labāka. Reģions zems spiediens gandrīz nav, un virpuļu veidošanās ir daudz mazāk intensīva. No ārējās ballistikas viedokļa ir izdevīgi lodes vadošo daļu padarīt iespējami īsāku. Bet ar īsu priekšējo daļu lodei kļūst grūti pareizi ietekmēt stobra šauteni: lodes apvalku var demontēt. Jāpiebilst, ka par izdevīgāko lodes formu var runāt tikai pie noteikta ātruma, jo katram ātrumam ir sava izdevīgākā forma.

Attēlā 9 parādītas izdevīgākās šāviņu formas dažādiem ātrumiem. Horizontālā ass parāda šāviņa ātrumu, bet vertikālā ass rāda šāviņa augstumus kalibros.

9. attēls — šāviņa relatīvā garuma atkarība no ātruma

Kā redzat, palielinoties ātrumam, galvas daļas garums un kopējais šāviņa garums palielinās, un astes daļa samazinās. Šī atkarība ir izskaidrojama ar to, ka lielā ātrumā galvenā gaisa pretestības spēka daļa krīt uz galvas daļu. Tāpēc galvenā uzmanība tiek pievērsta galvas daļas pretestības samazināšanai, kas tiek panākta, to asinot un pagarinot. Šāviņa astes daļa šajā gadījumā ir īsa, lai šāviņš nebūtu pārāk garš.

Pie maza šāviņa ātruma gaisa spiediens uz galvas daļu ir mazs, un vakuums aiz šīs daļas, lai arī mazāks nekā lielā ātrumā, veido ievērojamu daļu no kopējā gaisa pretestības spēka. Tāpēc šāviņam ir jāizveido salīdzinoši gara koniska astes daļa, lai samazinātu izlādētās telpas ietekmi. Galvas daļa var būt īsāka, jo tās garumam šajā gadījumā ir mazāka nozīme. Astes asums ir īpaši augsts šāviņiem, kuru ātrums mazāks ātrums skaņu. Šajā gadījumā visizdevīgākā ir asaru forma. Šī forma ir piešķirta mīnām un gaisa bumbām.

Eksperimenti pēc definīcijas

Kopš 1860 dažādās valstīs tika veikti eksperimenti ar dažāda kalibra un formas lādiņiem, lai noteiktu.

2. grafiks - Līknes dažādu formu lādiņiem: 1, 2, 3 - līdzīgas formas; 4 - viegla lode

Izpētot līknes līdzīgas formas lādiņiem, var pārliecināties, ka arī tiem ir līdzīgs izskats. Tas ļauj aptuveni izteikt noteiktam šāviņam cita šāviņa izteiksmē, kas ņemts par standartu, izmantojot nemainīgu koeficientu i:

Šo reizinātāju vai dotā šāviņa attiecību pret citu šāviņu, kas ņemta par standartu, sauc par šāviņa formas koeficientu. Lai noteiktu šāviņa formas koeficientu, ir nepieciešams eksperimentāli atrast tam gaisa pretestības spēku jebkuram ātrumam. Pēc tam izmantojot formulu, ko varat atrast

Sadalot iegūto izteiksmi ar formas koeficientu

Dažādi zinātnieki ir devuši dažādas matemātiskas izteiksmes, piemēram, Siachi (3. grafiks) izteica pretestības likumu ar šādu formulu

kur F(V) - pretestības funkcija.

3. grafiks – pretestības likums

N.V. pretestības funkcija Maijevskis un N.A. Zabudskis ir mazāks par Siacci pretestības funkciju. Pārrēķina koeficients no Siacci pretestības likuma uz N.V pretestības likumu. Majevskis un N.A. Zabudska vidējais rādītājs ir 0,896.

vārdā nosauktajā Militārās inženierijas artilērijas akadēmijā. F.E. Dzeržinskis atvasināja gaisa pretestības likumu tāla darbības rādiusa šāviņiem. Šis likums tika iegūts, apstrādājot speciālās šaušanas ar liela attāluma šāviņiem un lodēm rezultātus. Pretestības funkcijas šajā likumā ir izvēlētas tādas, lai ballistiskajos aprēķinos tāla darbības rādiusa šāviņiem, kā arī lodēm un spalvu lādiņiem (mīnām) formas koeficients būtu pēc iespējas tuvāks vienotībai. Funkciju ātrumam, kas ir mazāks par 256 m/s vai lielāks par 1410 m/s, var izteikt kā monomālu

Par V< 256 м/ сек

Ja V > 1410 m/s

Norādot formas koeficientu, vienmēr jānorāda, attiecībā uz kuru pretestības likumu tas ir dots. Gaisa pretestības spēka noteikšanas formulā nomainot iztiekam, sanāk

Siači pretestības likuma formas koeficienta vidējā vērtība ir dota tabulā. 3.

3. tabula - i vērtības dažādiem lādiņiem un lodēm

Viena no savstarpējā gravitācijas spēka izpausmēm ir gravitācija, t.i. ķermeņu pievilkšanās spēks pret Zemi. Ja uz ķermeni iedarbojas tikai gravitācijas spēks, tad tas iziet brīvu kritienu. Līdz ar to brīvais kritiens ir ķermeņu krišana bezgaisa telpā gravitācijas ietekmē pret Zemi, sākot no miera stāvokļa.

Šo fenomenu pirmo reizi pētīja Galileo, taču tā trūkuma dēļ gaisa sūkņi viņš nevarēja veikt eksperimentus bezgaisa telpā, tāpēc Galileo veica eksperimentus gaisā. Atmetot visas sekundārās parādības, ar kurām saskaras, kad ķermeņi pārvietojas gaisā, Galileo atklāja ķermeņu brīvās krišanas likumus. (1590)

1. likums. Brīvais kritiens ir taisna, vienmērīgi paātrināta kustība.
2. likums. Gravitācijas paātrinājums noteiktā Zemes vietā visiem ķermeņiem ir vienāds; tā vidējā vērtība ir 9,8 m/s.

Sakarības starp brīvā kritiena kinemātiskajiem raksturlielumiem iegūtas no vienmērīgi paātrinātas kustības formulām, ja šajās formulās ieliekam a = g. Pie v0 = 0 V = gt, H = gt2\2, v = √2gH.

Praksē gaiss vienmēr pretojas krītoša ķermeņa kustībai, un konkrētam ķermenim, jo lielāks ir kritiena ātrums, jo lielāka ir gaisa pretestība. Līdz ar to, palielinoties krišanas ātrumam, palielinās gaisa pretestība, samazinās ķermeņa paātrinājums un, kad gaisa pretestība kļūst vienāds spēks gravitācija, brīvi krītoša ķermeņa paātrinājums kļūs par nulli. Nākotnē ķermeņa kustība būs vienmērīga.

Reāla ķermeņu kustība iekšā zemes atmosfēra notiek pa ballistisko trajektoriju, kas gaisa pretestības dēļ būtiski atšķiras no paraboliskās. Piemēram, ja izšaujat lodi no šautenes ar ātrumu 830 m/s leņķī α = 45° pret horizontu un izmantojat kinokameru, lai ierakstītu faktisko marķierlodes trajektoriju un tās trieciena vietu, tad lidojuma diapazons būs aptuveni 3,5 km. Un, ja jūs to aprēķināsit pēc formulas, tas būs 68,9 km. Atšķirība ir milzīga!

Gaisa pretestība ir atkarīga no četriem faktoriem: 1) kustīgā objekta IZMĒRS. Liels objekts acīmredzami saņems lielāku pretestību nekā mazs. 2) kustīga ķermeņa FORMA. Plakana plāksne noteiktu apgabalu nodrošinās daudz lielāku vēja pretestību nekā racionalizēts korpuss (pilienu forma), kam ir vienāds šķērsgriezuma laukums vienam un tam pašam vējam, faktiski 25 reizes lielāks! Apaļais objekts atrodas kaut kur pa vidu. (Tas ir iemesls, kāpēc visu automašīnu, lidmašīnu un paraplānu virsbūves, kad vien iespējams, ir noapaļotas vai asaras formas: tas samazina gaisa pretestību un ļauj pārvietoties ātrāk, pieliekot mazāku piepūli dzinējam un līdz ar to arī mazāk degvielas). 3) GAISA BLĪVUMS. Mēs jau zinām, ka viens kubikmetrs jūras līmenī sver aptuveni 1,3 kg, un, jo augstāk kāpjat, jo gaiss kļūst mazāk blīvs. Šai atšķirībai var būt zināma praktiska nozīme, paceļoties tikai no ļoti liela augstuma. 4) ĀTRUMS. Katrs no trim līdz šim apskatītajiem faktoriem proporcionāli veicina gaisa pretestību: ja vienu no tiem dubultojat, arī pretestība dubultojas; ja jūs samazināt kādu no tiem uz pusi, pretestība samazinās uz pusi.

GAISA IZTURĪBA ir vienāda ar PUSE GAISA BLĪVUMU, kas reizināts ar PIETIES KOEFICIENTU, kas reizināts ar SEKCIONĀLO PLATĪBU un reizināts ar ĀTRUMA Kvadrātu.

Ieviesīsim šādus simbolus: D - gaisa pretestība; p - gaisa blīvums; A - šķērsgriezuma laukums; cd - pretestības koeficients; υ - gaisa ātrums.

Tagad mums ir: D = 1/2 x р x cd x A x υ 2

Kad ķermenis iekrīt reāli apstākļiķermeņa paātrinājums nebūs vienāds ar gravitācijas paātrinājumu. Šajā gadījumā Ņūtona otrajam likumam būs forma ma = mg – Fconsist –Farch

Farkh. =ρqV , tā kā gaisa blīvums ir mazs, to var neņemt vērā, tad ma = mg – ηυ

Analizēsim šo izteiksmi. Ir zināms, ka uz ķermeni, kas pārvietojas gaisā, iedarbojas pretestības spēks. Ir gandrīz acīmredzams, ka šis spēks ir atkarīgs no kustības ātruma un ķermeņa lieluma, piemēram, šķērsgriezuma laukuma S, un šī atkarība ir “jo lielāks υ un S, jo lielāks F”. Varat arī precizēt šīs atkarības veidu, pamatojoties uz apsvērumiem par izmēriem (mērvienībām). Patiešām, spēku mēra ņūtonos ([F] = N), un N = kg m/s2. Var redzēt, ka saucējā ir iekļauts otrais kvadrāts. No šejienes uzreiz ir skaidrs, ka spēkam jābūt proporcionālam ķermeņa ātruma ([υ2] = m2/s2) un blīvuma ([ρ] = kg/m3) kvadrātam - protams, videi, kurā ķermenis pārvietojas. . Tātad,

Un uzsvērt, ka šis spēks ir vērsts pret ātruma vektoru.

Mēs jau esam daudz iemācījušies, bet tas vēl nav viss. Protams, pretestības spēks (aerodinamiskais spēks) ir atkarīgs arī no korpusa formas - nav nejaušība, ka lidmašīnas ir izgatavotas "labi racionalizētas". Lai ņemtu vērā šo sagaidāmo atkarību, iepriekš iegūtajā attiecībā (proporcionalitātē) ir iespējams ieviest bezdimensiju faktoru, kas nepārkāps dimensiju vienādību abās šīs attiecības daļās, bet pārvērtīs to vienādībā:

Iedomāsimies bumbu, kas kustas gaisā, piemēram, granulu, kas lido horizontāli no sākotnējais ātrums- Ja nebūtu gaisa pretestības, tad attālumā x laikā granula virzītos vertikāli uz leju par. Bet, pateicoties pretestības spēka iedarbībai (kas vērsta pret ātruma vektoru), granulas lidojuma laiks uz vertikālo plakni x būs lielāks par t0. Līdz ar to gravitācijas spēks iedarbosies uz granulu ilgāk, lai tā nokristos zem y0.

Un vispār granula virzīsies pa citu līkni, kas vairs nav parabola (to sauc par ballistisko trajektoriju).

Atmosfēras klātbūtnē krītošos ķermeņus papildus gravitācijai ietekmē viskozās berzes spēki ar gaisu. Aptuvenā apjomā pie maziem ātrumiem viskozās berzes spēku var uzskatīt par proporcionālu kustības ātrumam. Šajā gadījumā ķermeņa kustības vienādojumam (Ņūtona otrais likums) ir forma ma = mg – η υ

Viskozās berzes spēks, kas iedarbojas uz sfēriskiem ķermeņiem, kas pārvietojas ar mazu ātrumu, ir aptuveni proporcionāls to šķērsgriezuma laukumam, t.i. kvadrātveida ķermeņa rādiuss: F = -η υ= - const R2 υ

Pastāvīga blīvuma sfēriska ķermeņa masa ir proporcionāla tā tilpumam, t.i. kubs ar rādiusu m = ρ V = ρ 4/3π R3

Vienādojums ir uzrakstīts, ņemot vērā OY ass lejupvērsto virzienu, kur η ir gaisa pretestības koeficients. Šī vērtība ir atkarīga no vides stāvokļa un ķermeņa parametriem (ķermeņa svara, izmēra un formas). Sfēriskam ķermenim saskaņā ar Stoksa formulu η = 6(m(r kur m ir ķermeņa masa, r ir ķermeņa rādiuss, ( ir gaisa viskozitātes koeficients).

Apsveriet, piemēram, bumbiņu krišanu no dažādi materiāli. Ņemsim divas vienāda diametra bumbiņas, plastmasas un dzelzs. Skaidrības labad pieņemsim, ka dzelzs blīvums ir 10 reizes lielāks par plastmasas blīvumu, tātad dzelzs lodītes masa būs 10 reizes lielāka, un attiecīgi tās inerce būs 10 reizes lielāka, t.i. ar tādu pašu spēku tas paātrinās 10 reizes lēnāk.

Vakuumā uz dzelzs bumbiņām iedarbojas tikai gravitācija, kas attiecīgi ir 10 reizes lielāka nekā uz plastmasas, tās paātrinās ar tādu pašu paātrinājumu; liels spēks gravitācija kompensē 10 reizes lielāku inerci dzelzs bumba). Ar vienādu paātrinājumu abas bumbiņas nobrauks vienādu attālumu vienā laikā, t.i. citiem vārdiem sakot, tie nokritīs vienlaicīgi.

Gaisā: gravitācijas darbībai tiek pievienots aerodinamiskās pretestības spēks un Arhimēda spēks. Abi šie spēki ir vērsti uz augšu, pret gravitācijas iedarbību, un abi ir atkarīgi tikai no lodīšu izmēra un ātruma (nav atkarīgi no to masas) un vienādi ātrumi kustības ir vienādas abām bumbiņām.

T.o. triju spēku rezultants, kas iedarbojas uz dzelzs lodi, vairs nebūs 10 reizes lielāks par koka lodītes līdzīgu rezultantu, bet vairāk par 10, un dzelzs lodes inerce paliek lielāka par koka lodītes inerci. tas pats 10 reizes, attiecīgi, dzelzs lodītes paātrinājums būs lielāks nekā plastmasas, un viņš nokritīs agrāk.

Tā ir kopējā aerodinamiskā spēka sastāvdaļa.

Spēks velciet parasti tiek attēlota kā divu komponentu summa: pretestība pie nulles pacelšanas un induktīvā pretestība. Katrai sastāvdaļai ir raksturīgs savs bezizmēra pretestības koeficients un zināma atkarība no kustības ātruma.

Vilkšana var veicināt gan apledojumu lidmašīna(pie zemas temperatūras gaiss), un izraisīt gaisa kuģa priekšējo virsmu karsēšanu virsskaņas ātrumā ar triecienjonizāciju.

Velciet pie nulles pacelšanas

Šī pretestības sastāvdaļa nav atkarīga no radītā pacelšanas spēka lieluma un sastāv no spārna profila pretestības, gaisa kuģa konstrukcijas elementu pretestības, kas neveicina pacelšanas spēku, un viļņu pretestību. Pēdējais ir nozīmīgs, pārvietojoties ar gandrīz un virsskaņas ātrumu, un to izraisa veidošanās triecienvilnis, aiznesot ievērojamu daļu kustības enerģijas. Viļņu pretestība rodas, lidmašīnai sasniedzot kritiskajam Maha skaitlim atbilstošu ātrumu, kad daļa no plūsmas, kas plūst ap lidmašīnas spārnu, iegūst virsskaņas ātrumu. Jo lielāks ir kritiskais skaitlis M, jo lielāks ir spārna slīpuma leņķis, jo smailāka ir spārna priekšējā mala un jo plānāka tā ir.

Vilces spēks ir vērsts pret kustības ātrumu, tā lielums ir proporcionāls raksturīgajam laukumam S, vides blīvumam ρ un ātruma V kvadrātam:

C x 0 ir bezizmēra aerodinamiskās pretestības koeficients, kas iegūts no līdzības kritērijiem, piemēram, Reinoldsa un Frūda skaitļiem aerodinamikā.

Raksturīgās zonas noteikšana ir atkarīga no ķermeņa formas:

vienkāršākajā gadījumā (bumba) - šķērsgriezuma laukums;
spārniem un spārniem - spārna/spārna laukums plānā;
helikopteru dzenskrūvēm un rotoriem - vai nu lāpstiņu laukums, vai rotora noslaucītais laukums;
iegareniem ķermeņiem, kas vērsti uz rotāciju līdzi plūsma (fizelāža, dirižablis) - samazināts tilpuma laukums, kas vienāds ar V 2/3, kur V ir ķermeņa tilpums.

Jauda, kas nepieciešama, lai pārvarētu noteiktu pretestības spēka komponentu, ir proporcionāla Kubaātrumu.

Induktīvā pretestība

Induktīvā pretestība(angļu valodā) pacelšanas izraisīta pretestība) ir pacēluma veidošanās sekas ierobežota laiduma spārnam. Asimetriska plūsma ap spārnu noved pie tā, ka gaisa plūsma izplūst no spārna leņķī pret plūsmu, kas krīt uz spārnu (tā sauktais plūsmas slīpums). Tādējādi spārna kustības laikā notiek pastāvīgs ienākošā gaisa masas paātrinājums virzienā, kas ir perpendikulārs lidojuma virzienam un vērsts uz leju. Šo paātrinājumu, pirmkārt, pavada celšanas spēka veidošanās, un, otrkārt, tas rada nepieciešamību piešķirt paātrinātajai plūsmai kinētisko enerģiju. Daudzums kinētiskā enerģija, kas nepieciešams, lai plūsmai piešķirtu ātrumu, kas ir perpendikulārs lidojuma virzienam, un noteiks induktīvās pretestības lielumu.

Inducētās pretestības lielumu ietekmē ne tikai pacelšanas spēka lielums, bet arī tā sadalījums pa spārnu platumu. Induktīvās pretestības minimālā vērtība tiek sasniegta ar eliptisku pacelšanas spēka sadalījumu pa laidumu. Projektējot spārnu, tas tiek panākts, izmantojot šādas metodes:

racionālas spārnu plāna formas izvēle;
ģeometrisko un aerodinamisko pagriezienu izmantošana;
palīgvirsmu uzstādīšana - vertikālie spārnu uzgaļi.

Induktīvā pretestība ir proporcionāla kvadrāts pacelšanas spēks Y un apgriezti proporcionāls spārnu laukums S, tā pagarinājums λ, vidējais blīvums ρ un kvadrātsātrums V:

Tādējādi inducētā pretestība sniedz būtisku ieguldījumu, lidojot ar mazu ātrumu (un līdz ar to arī lielos uzbrukuma leņķos). Tas arī palielinās, palielinoties gaisa kuģa svaram.

Kopējā pretestība

Vai visu veidu pretestības spēku summa:

X = X 0 + X i

Tā kā vilkme pie nulles pacēluma X 0 ir proporcionāls ātruma kvadrātam un induktīvajam X i- ir apgriezti proporcionāls ātruma kvadrātam, tad tie veic dažādus ieguldījumus pie dažādi ātrumi. Pieaugot ātrumam, X 0 pieaug, un X i- kritieni, un kopējās pretestības grafiks X uz ātrumu ("vajadzīgā vilces līkne") ir minimums līkņu krustpunktā X 0 un X i, kurā abi pretestības spēki ir vienādi. Pie šāda ātruma gaisa kuģim ir vismazākā pretestība noteiktam pacelšanas spēkam ( vienāds ar svaru), un līdz ar to visaugstākā aerodinamiskā kvalitāte.

Wikimedia fonds.

2010. gads.

Mēs esam tik ļoti pieraduši, ka mūs ieskauj gaiss, ka bieži vien nepievēršam tam uzmanību. Šeit ir runa, pirmkārt, par pielietotām tehniskām problēmām, kuru risināšanā sākumā tiek aizmirsts, ka ir gaisa pretestības spēks.

Viņa atgādina par sevi gandrīz jebkurā darbībā. Pat ja mēs braucam ar automašīnu, pat ja lidojam ar lidmašīnu, pat ja mēs vienkārši metam akmeņus. Tāpēc mēģināsim saprast, kāds ir gaisa pretestības spēks, izmantojot vienkāršus gadījumus kā piemērus. Vai esat kādreiz domājuši, kāpēc automašīnām ir tik racionāla forma un gluda virsma? Bet patiesībā viss ir ļoti skaidrs. Gaisa pretestības spēks sastāv no diviem lielumiem - ķermeņa virsmas berzes pretestības un ķermeņa formas pretestības. Lai samazinātu un panāktu ārējo detaļu nelīdzenumu un nelīdzenumu samazināšanu automašīnu ražošanā un jebkurā citā.

transportlīdzekļiem Lai to izdarītu, tie ir gruntēti, krāsoti, pulēti un lakoti. Šāda detaļu apstrāde noved pie tā, ka samazinās gaisa pretestība, kas iedarbojas uz automašīnu, palielinās automašīnas ātrums un samazinās degvielas patēriņš braucot. Pretestības spēka esamība ir izskaidrojama ar to, ka, automašīnai kustoties, gaiss tiek saspiests un tā priekšā tiek izveidots lokāls laukums. augsts asinsspiediens

, un aiz tā, attiecīgi, retināšanas reģions.

Jāpiebilst, ka pie palielinātiem transportlīdzekļa ātrumiem galveno ieguldījumu pretestībā dod automašīnas forma. Pretestības spēks, kura aprēķina formula ir norādīta zemāk, nosaka faktorus, no kuriem tas ir atkarīgs.

Pretestības spēks = Cx*S*V2*r/2

kur S ir mašīnas priekšējās projekcijas laukums;

Kā tas ir viegli redzams no iepriekš minētā, pretestība nav atkarīga no automašīnas masas. Galvenais devums ir no divām sastāvdaļām – ātruma kvadrāta un automašīnas formas. Tie. Kad ātrums tiek dubultots, pretestība palielināsies četras reizes. Nu, automašīnas šķērsgriezumam ir būtiska ietekme. Jo racionālāka automašīna, jo mazāka gaisa pretestība.

Un formulā ir vēl viens parametrs, kam vienkārši jāpievērš liela uzmanība - gaisa blīvums. Bet tā ietekme jau vairāk jūtama lidmašīnu lidojumu laikā. Kā jūs zināt, gaisa blīvums samazinās, palielinoties augstumam. Tas nozīmē, ka tā pretestības spēks attiecīgi samazināsies. Taču lidmašīnai nodrošinātās pretestības apjomu turpinās ietekmēt tie paši faktori – ātrums un forma.

Ne mazāk interesanta ir gaisa ietekmes uz šaušanas precizitāti izpētes vēsture. Šāda rakstura darbi tika veikti jau sen; pirmie apraksti datēti ar 1742. gadu. Eksperimenti tika veikti dažādās valstīs, ar dažādas formas lodes un šāviņi. Pētījuma rezultātā tika noteikta lodes optimālā forma un tās galvas un astes daļu attiecība un izstrādātas lodes uzvedības lidojuma ballistiskās tabulas.

Pēc tam tika veikti pētījumi par lodes lidojuma atkarību no tās ātruma, turpināja izstrādāt lodes formu, tika izstrādāts un izveidots īpašs matemātisks rīks - ballistikas koeficients. Tas parāda aerodinamisko pretestības spēku attiecību, kas iedarbojas uz lodi.

Rakstā apskatīts, kas ir gaisa pretestības spēks, un dota formula, kas ļauj noteikt ietekmes lielumu un pakāpi dažādi faktori uz pretestības lielumu, tiek aplūkota tās ietekme dažādās tehnoloģiju jomās.

Visas gaisa pretestības sastāvdaļas ir grūti noteikt analītiski. Tāpēc praksē ir izmantota empīriskā formula, kurai ir šāda forma reālai automašīnai raksturīgajam ātruma diapazonam:

Kur Ar X - bezizmēra gaisa plūsmas koeficients, atkarībā no ķermeņa formas; ρ in – gaisa blīvums ρ in = 1,202…1,225 kg/m 3 ; A– automobiļa vidusdaļas laukums (šķērsprojekcijas laukums), m2; V– transportlīdzekļa ātrums, m/s.

Atrasts literatūrā gaisa pretestības koeficients k V :

F V = k V AV 2 , Kur k V =c X ρ V /2 , – gaisa pretestības koeficients, Ns 2 /m 4.

…un racionalizācijas faktorsq V : q V = k V · A.

Ja tā vietā Ar X aizstājējs Ar z, tad iegūstam aerodinamisko pacelšanas spēku.

Vidējā zona automašīnai:

A=0,9 B maks · N,

Kur IN max – maksimālā transportlīdzekļa trase, m; N– transportlīdzekļa augstums, m.

Spēks tiek pielikts metacentrā, un tiek radīti momenti.

Gaisa plūsmas pretestības ātrums, ņemot vērā vēju:

, kur β ir leņķis starp automašīnas kustības virzieniem un vēju.

AR X dažas automašīnas

VAZ 2101…07			Opel astra Sedans
VAZ 2108…15


			Land Rover bezmaksas Lander
VAZ 2102…04
VAZ 2121…214
			kravas automašīna
			kravas automašīna ar piekabi

Pacelšanas pretestības spēks

F n = G A grēks α.

Ceļu praksē slīpuma lielumu parasti novērtē pēc ceļa seguma kāpuma lieluma, kas saistīts ar ceļa horizontālās projekcijas lielumu, t.i. leņķa pieskare un apzīmē i, izsakot iegūto vērtību procentos. Ja slīpums ir salīdzinoši neliels, to var neizmantot grēksα. un vērtību i relatīvā izteiksmē. Lielām slīpuma vērtībām nomainiet grēksα pēc pieskares vērtības ( i/100) nepieņemami.

Paātrinājuma pretestības spēks

Paātrinot automašīnu, automašīnas uz priekšu kustīgā masa paātrinās un rotējošās masas paātrinās, palielinot pretestību paātrinājumam. Šo pieaugumu var ņemt vērā aprēķinos, ja pieņemam, ka automašīnas masas pārvietojas translatīvi, bet izmantojam noteiktu ekvivalentu masu m uh, nedaudz lielāks m a (klasiskajā mehānikā to izsaka Kēniga vienādojums)

Mēs izmantojam metodi N.E. Žukovskis, pielīdzinot translācijas kustīgās ekvivalentās masas kinētisko enerģiju enerģiju summai:

Kur Dž d– dzinēja spararata un saistīto daļu inerces moments, N s 2 m (kg m 2); ω d– dzinēja leņķiskais ātrums, rad/s; Dž Uz– viena riteņa inerces moments.

Tā kā ω k = V A / r k , ω d = V A · i kp · i o / r k , r k = r k 0 ,

tad saņemam
.

Inerces momentsDžtransportlīdzekļu transmisijas bloki, kg m 2

Automašīna	Spararats ar kloķvārpstu Dž d	Piedziņas riteņi (2 riteņi ar bremžu trumuļiem), Dž k1	Piedziņas riteņi (2 riteņi ar bremžu trumuļiem un ass vārpstām) Dž k2