Inson tomonidan tasodifan kashf etilgan koʻplab jismoniy hodisalar va qonunlar mavjud. Isaak Nyutonning boshiga tushgan afsonaviy olma va Arximed tinch cho'milishdan boshlab, yangi materiallar va biokimyoni yaratish sohasidagi so'nggi kashfiyotlargacha. Koanda effekti bir xil kashfiyotlar qatoriga kiradi. G'alati, lekin uni texnologiyada amaliy qo'llash hali ham dastlabki bosqichda. Xo‘sh, Coanda effekti nima?
Kashfiyot tarixi
Ruminiyalik muhandis Anri Koanda o'zining reaktiv dvigatel bilan jihozlangan, ammo yog'och korpusga ega bo'lgan eksperimental samolyotini sinovdan o'tkazar ekan, kuzovning reaktiv oqimidan yonib ketishining oldini olish uchun uning yon tomonlariga himoya metall plitalar o'rnatdi. dvigatellar. Biroq, buning ta'siri kutilganidan teskari bo'lib chiqdi. Noma'lum sabablarga ko'ra muddati o'tgan reaktivlar ushbu himoya plitalariga jalb qilina boshladi va ular joylashgan joyda joylashgan havo korpusining yog'och konstruktsiyalari yonib ketishi mumkin. Sinovlar baxtsiz hodisa bilan yakunlandi, ammo ixtirochining o'zi buni qilmadiJabrlangan. Bularning barchasi 20-asrning boshida sodir bo'lgan.
Eksperimental tekshirish
Coanda effekti - bu siz oshxonangizning qulayligida sinab ko'rishingiz mumkin bo'lgan hodisa. Agar siz muslukdagi suvni ochsangiz va suv oqimiga tekis plastinka olib kelsangiz, bu ta'sirni o'z ko'zingiz bilan ko'rishingiz mumkin. Suv plitka tomon deyarli og'irlashadi. Shu bilan birga, suvning oqim tezligi juda yuqori bo'lmasligi mumkin. Asos sifatida, bu hodisa har qanday muhitda kuzatiladi: suv yoki havo. Asosiysi, o'rtacha oqimning mavjudligi va bir tomonda bu oqimga qo'shni sirt mavjudligi.
Aytgancha, bu hodisaning boshqa nomi bor - choynak effekti. Aynan shu ta'sir tufayli choynak egilganida, undan suv kosaga tushmaydi, balki naydan oqib, dasturxonni, ba'zan esa boshqalarning tizzalarini suv bosadi. Gidrodinamika va umuman aerodinamika qonunlari, bir nechta istisnolardan tashqari, amalda bir xil bo'lganligi sababli, takrorlanmaslik uchun kelajakda Koanda effekti havo muhiti uchun ko'rib chiqiladi.
Hodisa fizikasi
Koanda effekti bu oqimni cheklovchi devor mavjud bo'lganda oqimdagi bosim farqiga asoslanadi va havoning bir tomondan erkin kirishiga to'sqinlik qiladi. Har qanday havo oqimi turli tezlikka ega bo'lgan qatlamlardan iborat. Shu bilan birga, havo qatlami va qo'shni qattiq sirt orasidagi ishqalanish kuchi alohida havo qatlamlari orasidagidan kamroq ekanligi eksperimental ravishda isbotlangan. Shunday qilib, sirtga yaqin o'tadigan havo qatlamining tezligi bo'lib chiqadibu sirtdan uzoqda joylashgan havo qatlami tezligidan yuqori.
Bundan tashqari, etarlicha katta masofada havo qatlamlaridan birining sirtga nisbatan tezligi odatda nolga teng bo'ladi. Bu oqim balandligi bo'ylab bir xil bo'lmagan tezliklar maydoniga aylanadi. Gaz dinamikasi qonunlariga muvofiq, bu erda ko'ndalang bosim farqi paydo bo'ladi, bu oqimni pastroq bosimga, ya'ni havo qatlamining tezligi yuqoriroq bo'lgan joyga - chegara devoriga buradi. Ko‘krak va sirt shaklini tanlash, masofalar va tezlik bilan tajriba o‘tkazish orqali oqim yo‘nalishini ancha keng diapazonda o‘zgartirish mumkin.
Matematika
Uzoq vaqt davomida tasvirlangan hodisa, uning ravshanligi va eksperimental tekshirishning nisbatan qulayligiga qaramay, umuman tan olinmadi. Keyin kuchning nazariy hisoblari va bu kuchning vektori, ya'ni Koanda effektini hisoblash zarurati paydo bo'ldi. Bunday hisob-kitoblar har xil turdagi reaktivlar uchun qilingan.
Olingan formulalar ancha og'ir va differensial hisobning trigonometriya bilan kombinatsiyasini ifodalaydi. Ammo bu murakkab va ko'p bosqichli hisob-kitoblar faqat taxminiy natija berishi mumkin. Albatta, bularning barchasi qog'ozda emas, balki kompyuterlarga o'rnatilgan zamonaviy algoritmlar yordamida hisoblanadi. Biroq, haqiqiy qiymatlarni faqat eksperimental ravishda olish mumkin. Bu ta'sirga juda ko'p omillar yordam beradi va ularning hammasini matematik formulalar yordamida tasvirlab bo'lmaydi.
Bu hodisa nimaga bogʻliq
Favqulodda mahorat talab qiladigan formulalarni batafsil tahlil qilishni chetga surib, Coanda effektining kuchi oqim tezligiga, oqim diametrining nisbatiga va devorning egriligiga bog'liq. Tajribalar shuni ko'rsatdiki, ko'krakning joylashishi va diametri, devor sirtining pürüzlülüğü, oqim va uni cheklovchi devor orasidagi masofa, shuningdek, devorning o'zi shakli katta ahamiyatga ega. Shuningdek, Coanda effekti turbulent oqimda aniqroq ekanligi qayd etilgan.
Kashfiyotchi yana nimalarni oʻylab topdi
Hodisa kashf etilgandan keyin A. Koanda uni ishlab chiqish va amaliy qoʻllanmalarni izlashga kirishdi. Uning sa'y-harakatlari natijasi uchar soyabon ixtirosiga patent bo'ldi. Agar yarim sharning markaziga soyabonga o'xshash gazlar oqimini chiqaradigan nozullar o'rnatilsa, Coanda effektiga muvofiq, bu oqim yarim sharning yuzasiga bosiladi va pastga qarab oqadi va past hududni yaratadi. soyabon ustidagi bosim, uni yuqoriga surish. Ixtirochining o'zi uni halqaga aylangan samolyot qanoti deb atagan.
Ushbu ixtironi amaliyotga tatbiq etishga urinishlar muvaffaqiyatli boʻlmadi. Sababi - havodagi apparatlarning beqarorligi. Biroq, havodagi beqaror tuzilmalarni aqlli boshqarish sohasidagi so'nggi yutuqlar, "Sim orqali uchish" printsipi deb ataladigan narsa, bu ekzotik samolyotning paydo bo'lishiga umid beradi.
Nima bajarildi
Ixtirochining soyabonini havoga koʻtarishning iloji boʻlmasa-da, Coanda effektiaviatsiya qo'llaniladi, lekin nisbatan aytganda, ikkinchi darajali sohalarda. Eng yorqin misollardan 40-yillarda ishlab chiqilgan dumi rotori bo'lmagan vertolyotni keltirish mumkin, uning asosiy rotorning aylanishini qoplash funktsiyalari orqa qismga o'rnatilgan fan va maxsus qo'llanmalar bilan nozullar tomonidan bajarilgan. Xuddi shu tizim vertolyotni egilish va balandlikda boshqarish imkonini berdi. Bu MD 520N, MD 600N va MD Explorer qurilmalarida qoʻllanilgan.
Samolyotlarda Coanda effekti, birinchi navbatda, dvigateldan qanotning yuqori yuzasiga qo'shimcha havo oqimi orqali ko'tarilishning kuchayishi, bu mexanizatsiya bo'shatilganda, ya'ni maksimal samarani beradi. qanot eng "qavariq" profilga ega bo'lib, oqimning deyarli vertikal pastga tushishiga imkon beradi. Bu Sovet An-72, An-74 va An-70 samolyotlarida amalga oshirildi. Bu mashinalarning barchasi qisqa uchish va qo‘nish yo‘laklaridan foydalanish imkonini beruvchi yaxshilangan uchish va qo‘nish xususiyatlariga ega.
Amerika texnologiyasidan biz "Boeing C-7" ni xuddi shu printsipdan, shuningdek, bir qator eksperimental mashinalardan foydalangan holda nomlashimiz mumkin. Urushdan keyingi davrda Coanda effekti tamoyillari asosida samolyot yaratishga ko'p urinishlar bo'ldi. Ularning barchasi uchadigan likopcha shakliga ega edi va ularning barchasi ma'lum vaqtdan keyin texnik qiyinchiliklar tufayli yopildi. Ayni paytda bu ishlar qat'iy qo'riqlangan shaklda amalga oshirilayotgan bo'lishi mumkin.
Osmondan yerga va suv ostida
Yol bilan g'ildiraklarning tutilishini oshirish uchun Coanda effekti ishlatila boshlandiva Formula 1 avtomobillarining dizaynlarida. Mashinalar diffuzerlar va yarmarkalar bilan jihozlangan, ularga qarshi chiqindi gazlar oqimi bosilib, kerakli effektni ta'minlaydi. Yuqoridagi rasmda egzoz trubasining oʻzi yuqoriga qaraganiga qaramay, konturlarga yopishgan chiqindi gazlar harakati koʻrsatilgan.
Quruqlikdagi transportdan tashqari bu hodisani suv osti kemalarida qoʻllash bilan bogʻliq eksperimental ishlar ham olib borilgan va olib borilmoqda. Xususan, Sankt-Peterburgda juda ekzotik suv osti velosipedi yaratilgan bo'lib, negadir ingliz tilida - Blue Space, "ko'k bo'shliq" deb tarjima qilingan. U harakat qilish uchun foydalanadigan narsa Coanda effektidir. Fairings "suv osti velosipedi" oldiga o'rnatiladi, unda eshkak eshish roliklari o'rnatiladi va suvni maxsus teshiklar orqali so'radi. Keyin suv mashina korpusining yuzasiga surilib, uning yuzasida surish hosil bo'ladi. Suv butun korpus bo'ylab oqadi, orqa tarafdagi teshikka so'riladi va tashqariga chiqariladi.
