آیرودینامیک که در برخی متون فارسی آنرا هواپویش ترجمه کرده اند، شاخهای از دینامیک گازها و در حالت کلیتر دینامیک سیّالات است که به بررسی رفتار جریان هوا و اثر آن بر اجسام متحرک میپردازد.
منظور از حل یک مسألهٔ آیرودینامیکی، محاسبهٔ میدان سرعت، فشار، و دمای هوا در اطراف یک جسم است.
برای این منظور باید معادلههای حاکم بر جریان سیّال را حل کرد. سپس به کمک حل به دست آمده میتوان نیروها و گشتاورهای وارد بر جسم را حساب کرد.
مسألههای آیرودینامیکی را میتوان از جنبههای مختلف طبقهبندی کرد:
یک طبقهبندی معمول بر اساس الگوی جریان هواست. اگر مسألهٔ آیرودینامیکی مربوط به جریان هوا در اطراف یک جسم باشد به آن آیرودینامیک بیرونی و اگر مربوط به جریان هوا داخل یک محیط بسته باشد به آن آیرودینامیک درونی گفته میشود. مثال آیرودینامیک بیرونی، جریان هوا در اطراف یک هواپیما و مثال آیرودینامیک درونی، جریان هوا داخل یک موتور جت یا تونل باد است.
روش دوم طبقهبندی بر اساس چگالی هواست. اگر چگالی جریان هوا در همهٔ نقاط میدان سیّال ثابت باشد و با زمان تغییر نکند، جریان تراکمناپذیر و در غیر این صورت تراکمپذیر است.
روش سوم طبقهبندی مسألههای آیرودینامیکی بر اساس عدد ماخ جریان هوا است. اگر عدد ماخ کوچکتر از یک باشد جریان فروصوتی، اگر نزدیک یک باشد جریان هَماصوتی، اگر بزرگتر از یک و کوچکتر از پنج باشد جریان زبرصوتی، و اگر بزرگتر از پنج باشد جریان فوقصوتی خوانده میشود.
روش چهارم طبقهبندی بر اساس گرانروی هواست. اگر ضریب گرانروی ناچیز فرض شود جریان غیرلزج و در غیر این صورت لزج خوانده میشود.
مهمترین کاربرد آیرودینامیک در مهندسی هوافضا است. البته آیرودینامیک کاربردهای زیاد دیگری هم دارد. در مهندسی خودرو، از آیرودینامیک برای طراحی بدنهٔ خودرو استفاده میشود تا نیروی پسای خودرو کم شود. مهندسان سازه از آیرودینامیک برای تحلیل اثر هواکشسانی جریان باد بر سازههایی مثل آسمانخراشها یا پلهایابرج ها استفاده میکنند.
هوا مانند هر مادهٔ دیگری از مولکولهای کوچک تشکیل شده است که در حال حرکت و برخورد با هم هستند. ولی چون فاصلهٔ این مولکولها در عمل خیلی کوچک است، در آیرودینامیک میتوان هوا را یک محیط پیوسته فرض کرد. با رقیق شدن هوا و افزایش فاصلهٔ بین مولکولها، دقت فرض پیوستگی کم میشود.
نیروی آیرودینامیکی:
نیروی آیرودینامیک در اثر جريان هوا بر روی یک جسم تولید میشود. این جسم میتواند تیر چراغ برق ، یک آسمان خراش ، پل ، هواپیما و یا کابل برق فشار قوی باشد. اما بازتاب نیروی آیرودینامیکی که ایجاد میشود، به شکل این جسم خاص که در معرض جريان هوا قرار گرفته است بستگی دارد. اگر هم پهن و دارای زاویه تند باشد در برابر باد مقاومت میکند و در جهت وزش باد خم میشود. اما اگر دارای زوایای خمیده و یا نیمدایره باشد، مقاومت کمتری نسبت به سایر اجسام خواهند داشت.دو نيروی آيروديناميکی مهم که در موضوع پرواز يک وسيله پرنده نقش مهمی دارند عبارتند از نيروی برآ (lift) و نيروی پسا (drag)
نیروی برا ، نیرویی است که باعث بالا رفتن هواپیما یا هلیکوپتر و اجسام برنده میشود. اما در نيروی پسا نيرويي است که در برابر حرکت جسم در هوا مقاومت می کند، وجود نیروی پسا یک امر اجتناب ناپذیر است ولی کارشناسان ، طراحان و سازندگان وسايل پرنده سعی میکنند در حین پرواز از مقدار نیروی پسا کاسته شود. بستگی به شکل هواپیما ، هر قدر بالها نازکتر یا محل اتصال اجزا خارجی با بدنه زاویههایی تند نداشته باشد، بخشی از نیروی پسا کاهش مییابد. بستگی به شکل خاص اجزایی که در تولید نیروی برا نقش دارند. مانند بالها ، و بخشی از بدنه . برای اینکه هواپیما بتواند در سرعتهای کم به اندازه کافی نیروی برا و در سرعتهای زیاد از تولید نیروی پسا کاسته شود بالهای آن را به گونهای مناسب طراحی میکنند. پس متوجه میشویم که با افزایش نیروی رانش بر سرعت هواپیما افزوده میشود. با افزوده شدن سرعت هواپیما ، جریان هوا نیز افزایش یافته و نیروی برا افزایش مییابد تا بر وزن هواپیما غلبه کند. با افزایش نیروی برا و رانش بر میدان نیروی پسا نیز افزوده خواهد شد. اما زمانی که هواپیما در مسیر پرواز قرار میگیرد کلیه نیروها به حالت تعادل در آمده و هواپیما با سرعت ثابتی به پرواز خود ادامه میدهد.
از آنجاييکه پرواز نه فقط يک فن که يک علم است اين سايت سعی دارد تا از اين پس مطالب علمی تری در خصوص علوم پايه هوافضا و پس از آن مطالب تخصصی کاربرد اين علوم در پرواز وسايل پرنده فوق سبک مخصوصا پاراگلايدر ارائه نمايد. منتظر مطالب بعدی باشيد.