ایروډینامیک

ایروډینامیک د هوا د حرکت څېړنه ده، په ځانګړي ډول هغه مهال چې د الوتکې د وزر په څېر د یوه جامد جسم تر اغېز لاندې راشي. په ایروډینامیک کې په ټولیز ډول د مایع ډینامیک او د ګازونو د ډینامیک موضوعات شاملېږي. ایروډینامیک اصطلاح تر ډېره د ګاز له ډینامیک سره په مترادفه معنا کارول کېږي، خو توپیر یې دا دی چې «د ګاز ډینامیک» د ټولو ګازونو حرکت څېړي او تر هوا پورې محدود نه دی. په اوسنۍ معنا د ایروډینامیک رسمي څېړنه په اتلسمه پېړۍ کې پیل شوه، که څه هم د ایروډینامیک د کشش په څېر بنسټیزو مفاهیمو مشاهدات تر هغه هم مخکې ثبت شوي وو. په ایروډینامیک کې ډېری لومړنۍ هڅې تر هوا د درنې الوتنې اړوندې وې چې دا چاره په لومړي ځل په ۱۸۹۱ ز کال کې اوټو لیلینتال ثابته کړه.^[۱]

تاریخچه

د اوسني ایروډينامیک تاریخ یوازې اوولسمې پېړۍ ته رسېږي، خو زرګونه کاله کېږي چې د ایروډینامیک قوې د انسانانو له‌خوا په بادبان لرونکو بېړیو او بادي ژرندو کې کارول شوې دي او په ثبت شوي تاریخ کې د الوت انځورونه او کیسې هم موجودې دي، لکه د لرغوني یونان د ایکاروس او ډایډالوس افسانې. د پیوستو محیطونو، کشش او د فشار د ګراډیان بنسټیز مفاهیم د ارسطو او ارشمیډس په اثارو کې څرګند دي.^[۲]^[۳]^[۴]^[۵]

په ۱۷۲۶ ز کال کې «سر ایزاک نیوټن» لومړنی کس و چې د هوا د مقاومت تیوري یې وړاندې کړه او په دې توګه د ایروډینامیک د لومړنیو پوهانو له ډلې شو. هالنډي الاصله سویسي ریاضي‌پوه «ډانیل برنولي» په ۱۷۳۸ زکال کې «هیډرونامیکا» کتاب خپور کړ. په دې کتاب کې یې د تراکم نه منونکي جریان لپاره د جریان د سرعت، فشار او کثافت تر منځ یوه بنسټیزه اړیکه تشرېح کړه چې دا مهال د برنولي اصل بلل کېږي او د ایروډینامیکي پورته وړونکي د محاسبې مېتود وړاندې کوي. په ۱۷۵۷ زکال کې «لیونارډ اویلر» څه ناڅه کلي معادلات خپاره کړل چې «د اویلر معادلات» بلل کېږي. دا معادلات پر تراکم منونکو او تراکم نه منونکو دواړو جریانونو عملي کېدای شي. د اویلر معادلات د ویسکوسېټي (غلظتي) اغېزو د متحدولو لپاره د ۱۸۰۰مې لسیزې په لومړۍ نیمايي کې پراخ شول چې پایله یې د ناویر-سټوکس معادلات وو. ناویر-سټوکس معادلات د سیال یا بهاند جریان تر ټولو کلي معادلات دي، خو حل یې د ټول شاوخوا جریان لپاره ستونزمن دی.^[۶]^[۷]^[۸]^[۹]

په ۱۷۹۹ ز کال کې «سر جورج کیلي» لومړنی کس و چې د الوت څلور ایروډینامیکي قوې (وزن، پورته کول، کشول او فشار یا ټېله کول) او د هغوی تر منځ اړیکې یې وپېژندې، د دې کار په کولو سره یې په راتلونکې پېړۍ کې تر هوا درانه الوت ته د رسېدو مسیر طرحه کړ. په ۱۸۷۱ ز کال کې «فرانسېس هربرټ ونهام» د باد لومړنی تونل جوړ کړ چې د ایروډینامیکي قوو د دقیقې اندازه اخیستنې شونتیا یې رامنځته کړه. د دې تر څنګ «جین لو رونډ ډالمبر»، «ګوسټاو کیرشهوف» او «لارډ ریلي» د کشش یا کشولو تیورۍ وړاندې کړې. په ۱۸۸۹ ز کال کې د هوانوردۍ فرانسوی انجنیر «چارلز رنار» لومړنی کس و چې د پایدارې الوتنې لپاره یې د اړین ځواک منطقي وړاندوېینه وکړه. اوټو لیلینتال لومړنی کس و چې د ګلایډر په مرسته له الوت سره ډېر بریالی شو، د دې تر څنګ لومړنی کس و چې د نازکو او منحني ایرفولونو [باد وړونکو پاڼو] وړاندیز یې وکړ چې د ډېر پورته وړلو او کم کشش لامل کېږي. رایټ وروڼو د دغو پرمختګونو او خپل بادي تونل د څېړنو په تکیه د ۱۹۰۳ ز کال د ډسمبر په ۱۷مه نېټه لومړنۍ برېښنايي الوتکه والوزوله. ^[۱۰]^[۱۱]^[۱۲]^[۱۳]^[۱۴]^[۱۵]

د لومړنیو الوتنو په جریان کې «فرډریک لانچسټر»، «مارټین کوټا» او «نیکولای ژوکوفسکي» په خپلواک ډول ځینې داسې تیورۍ وړاندې کړې چې د یوه سیال یا بهاند جریان انتشار یې له پورته کېدو یا لوړېدو سره وصلاوه. کوټا او ژوکوفسکي د دوه‌اړخیز وزر تیوري رامنځته کړه. د لانچسټر د کار په پراخېدو سره «لوډویګ پرانټل» ته د ریاضیاتو په مرسته د نازکې هوا او پورته وړونکې کرښې د تیوریو او له مرزي طبقو سره د کار نسبت کېږي.^[۱۶]^[۱۷]

د الوتکې د سرعت له ډېرېدو سره طراحان د غږ سرعت ته په نږدې سرعتونو کې د هوا د تراکم له اړوندو ننګونو سره مخ شول. په دغسې شرایطو کې د هوا په جریان کې توپیر د الوتکې په کنترول کې ستونزې رامنځته کوي، د ضربه‌يي څپو له امله کشش زیاتېږي او د ایرولاسټیک لړزې له امله د الوتکې د ساختمان د ماتېدو خطر پېښېږي. د غږ په سرعت د جریان د سرعت نسبت د «ارنسټ ماخ» په ویاړ د ماخ عدد نومول شوی. ارنسټ ماخ د لومړنیو هغو کسانو له ډلې و چې د غږ د مافوق جریان خواص یې وڅېړل. «مک‌کارن رانکین» او «پیر هانري هوګونیو» تر ضربه‌يي څپې مخکې او وروسته د جریان د خصوصیاتو تیوري په خپلواک ډول پراخه کړه. «تیوډور وون کارمان» او «هیو لاټیمر ډرایډن» د ماخ د عدد او ماخ ۱ تر منځ د جریان د سرعت تشرېح کولو لپاره «ټراسونیک» یا فراصوتي اصطلاح رامخې ته کړه چې کشش په چټکتیا سره په کې ډېرېږي. د دغه کشش د چټک ډېرښت له امله د ایروډینامیک پوهان او هوانوردان مافوق صوت الوتنې ته د رسېدو د شونتیا په اړه سره یوه خوله نه وو، تر هغه چې په ۱۹۴۷ زکال کې د بېل X-۱ الوتکې په مرسته غږیز دېوال مات شو.^[۱۸]

کله چې غږیز دېوال مات شو، د سب‌سونیک او ټیټ سوپر سونیک جریان په اړه د ایروډینامیک د پوهانو علم بشپړ شوی و. سړه جګړه د خطي الوتکو د طراحۍ لامل شوه. د محاسباتي سیالاتو ډینامیک د اجسامو په شاوخوا کې د جریان د ځانګړنو د حل لپاره د یوې هڅې په توګه پیل شو او ډېر ژر داسې ځای ته ورسېد چې ټوله الوتکه د کمپیوټري سافټویر په مرسته طراحي کېدای شوای. د سوپرسونیک او هایپرسونیک ایروډینامیک پوهه له ۱۹۶۰مې لسیزې راهیسې بشپړه شوې ده او د ایروډینامیک موخې له سیال یا بهاند جریان څخه د نقلیه وسایلو پر انجنیرۍ بدلې شوې دي، په داسې ډول چې له سیال جریان سره په تعامل کې دي. د سوپرسونیک او هایپرسونیک شرایطو لپاره د الوتکې طراحي او د الوتکو د ایروډینامیکي اغېزناکتیا ډېروالي ته تمایل په ایروډینامیک کې د لا ډېرو څېړنو انګېزه رامنځته کوي، که څه هم د ایروډینامیک په بنسټیزه تیورۍ کې د جریان د ګډوډۍ او د ناویر-سټوکس معادلاتو د تحلیلي حل‌لارو د شتون او بې‌ساريتوب پر اړوندو ستونزو هم کار دوام لري.

د ایروډینامیک څانګې

د ایروډینامیک ستونزې د جریان د محیط یا د جریان د خواصو پر بنسټ ډلبندي کېږي چې د جریان سرعت، تراکم او غلظت په کې شامل دي. بیرونی ایروډینامیک د بېلابېلو شکلونو د جامدو اجسامو په شاوخوا کې د جریان څېړنه ده. د الوتکې د پورته وړونکي او کشوونکي او یا هم د هغو ضربه‌يي څپو ارزونه چې د راکټ په مخنۍ پوزه کې رامنځته کېږي، د بیروني ایروډینامیک بېلګې دي. داخلي ایروډینامیک په جامدو اجسامو کې د عبوري جریان څېړنه ده. د بېلګې په توګه په داخلي ایروډینامیک کې د یوه جټ د موتور یا د ایرکنډېشن د پایپ له لارې د هوا د جریان څېړنه شاملېږي.

سرچينې

↑ "How the Stork Inspired Human Flight". flyingmag.com.^{[مړه لينکونه]}
↑ "Wind Power's Beginnings (1000 BC – 1300 AD) Illustrated History of Wind Power Development". Telosnet.com. خوندي شوی له the original on 2010-12-02. بياځلي په 2011-08-24.
↑ Berliner, Don (1997). Aviation: Reaching for the Sky. The Oliver Press, Inc. p. 128. ISBN 1-881508-33-1.
↑ Ovid; Gregory, H. (2001). The Metamorphoses. Signet Classics. ISBN 0-451-52793-3. OCLC 45393471.
↑ Anderson, John David (1997). A History of Aerodynamics and its Impact on Flying Machines. New York, NY: Cambridge University Press. ISBN 0-521-45435-2.
↑ Newton, I. (1726). Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, Book II.
↑ "Hydrodynamica". Britannica Online Encyclopedia. بياځلي په 2008-10-30.
↑ Navier, C. L. M. H. (1827). "Memoire Sur les Lois du Mouvement des fluides". Mémoires de l'Académie des Sciences. 6: 389–440.
↑ Stokes, G. (1845). "On the Theories of the Internal Friction of Fluids in Motion". Transactions of the Cambridge Philosophical Society. 8: 287–305.
↑ "U.S Centennial of Flight Commission – Sir George Cayley". خوندي شوی له the original on 20 September 2008. بياځلي په 2008-09-10. Sir George Cayley, born in 1773, is sometimes called the Father of Aviation. A pioneer in his field, he was the first to identify the four aerodynamic forces of flight – weight, lift, drag, and thrust and their relationship. He was also the first to build a successful human-carrying glider. Cayley described many of the concepts and elements of the modern airplane and was the first to understand and explain in engineering terms the concepts of lift and thrust.
↑ Cayley, George. "On Aerial Navigation" Part 1 Archived 2013-05-11 at the Wayback Machine., Part 2 Archived 2013-05-11 at the Wayback Machine., Part 3 Archived 2013-05-11 at the Wayback Machine. Nicholson's Journal of Natural Philosophy, 1809–1810. (Via NASA). Raw text. Retrieved: 30 May 2010.
↑ d'Alembert, J. (1752). Essai d'une nouvelle theorie de la resistance des fluides.
↑ Kirchhoff, G. (1869). "Zur Theorie freier Flussigkeitsstrahlen". Journal für die reine und angewandte Mathematik. 1869 (70): 289–298. doi:10.1515/crll.1869.70.289. S2CID 120541431.
↑ Rayleigh, Lord (1876). "On the Resistance of Fluids". Philosophical Magazine. 2 (13): 430–441. doi:10.1080/14786447608639132.
↑ Renard, C. (1889). "Nouvelles experiences sur la resistance de l'air". L'Aéronaute. 22: 73–81.
↑ Lanchester, F. W. (1907). Aerodynamics.
↑ Prandtl, L. (1919). Tragflügeltheorie. Göttinger Nachrichten, mathematischphysikalische Klasse, 451–477.
↑ Ackeret, J. (1925). "Luftkrafte auf Flugel, die mit der grosser also Schallgeschwindigkeit bewegt werden". Zeitschrift für Flugtechnik und Motorluftschiffahrt. 16: 72–74.

[1] "How the Stork Inspired Human Flight". flyingmag.com.^{[مړه لينکونه]}

[2] "Wind Power's Beginnings (1000 BC – 1300 AD) Illustrated History of Wind Power Development". Telosnet.com. خوندي شوی له the original on 2010-12-02. بياځلي په 2011-08-24.

[3] Berliner, Don (1997). Aviation: Reaching for the Sky. The Oliver Press, Inc. p. 128. ISBN 1-881508-33-1.

[4] Ovid; Gregory, H. (2001). The Metamorphoses. Signet Classics. ISBN 0-451-52793-3. OCLC 45393471.

[andersonhist-5] Anderson, John David (1997). A History of Aerodynamics and its Impact on Flying Machines. New York, NY: Cambridge University Press. ISBN 0-521-45435-2.

[6] Newton, I. (1726). Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, Book II.

[7] "Hydrodynamica". Britannica Online Encyclopedia. بياځلي په 2008-10-30.

[8] Navier, C. L. M. H. (1827). "Memoire Sur les Lois du Mouvement des fluides". Mémoires de l'Académie des Sciences. 6: 389–440.

[9] Stokes, G. (1845). "On the Theories of the Internal Friction of Fluids in Motion". Transactions of the Cambridge Philosophical Society. 8: 287–305.

[10] "U.S Centennial of Flight Commission – Sir George Cayley". خوندي شوی له the original on 20 September 2008. بياځلي په 2008-09-10. Sir George Cayley, born in 1773, is sometimes called the Father of Aviation. A pioneer in his field, he was the first to identify the four aerodynamic forces of flight – weight, lift, drag, and thrust and their relationship. He was also the first to build a successful human-carrying glider. Cayley described many of the concepts and elements of the modern airplane and was the first to understand and explain in engineering terms the concepts of lift and thrust.

[AerNav123-11] Cayley, George. "On Aerial Navigation" Part 1 Archived 2013-05-11 at the Wayback Machine., Part 2 Archived 2013-05-11 at the Wayback Machine., Part 3 Archived 2013-05-11 at the Wayback Machine. Nicholson's Journal of Natural Philosophy, 1809–1810. (Via NASA). Raw text. Retrieved: 30 May 2010.

[12] 'Alembert, J. (1752). Essai d'une nouvelle theorie de la resistance des fluides.

[13] Kirchhoff, G. (1869). "Zur Theorie freier Flussigkeitsstrahlen". Journal für die reine und angewandte Mathematik. 1869 (70): 289–298. doi:10.1515/crll.1869.70.289. S2CID 120541431.

[14] Rayleigh, Lord (1876). "On the Resistance of Fluids". Philosophical Magazine. 2 (13): 430–441. doi:10.1080/14786447608639132.

[15] Renard, C. (1889). "Nouvelles experiences sur la resistance de l'air". L'Aéronaute. 22: 73–81.

[16] Lanchester, F. W. (1907). Aerodynamics.

[17] Prandtl, L. (1919). Tragflügeltheorie. Göttinger Nachrichten, mathematischphysikalische Klasse, 451–477.

[18] Ackeret, J. (1925). "Luftkrafte auf Flugel, die mit der grosser also Schallgeschwindigkeit bewegt werden". Zeitschrift für Flugtechnik und Motorluftschiffahrt. 16: 72–74.

[۱]

[۲]

[۳]

[۴]

[۵]

[۶]

[۷]

[۸]

[۹]

[۱۰]

[۱۱]

[۱۲]

[۱۳]

[۱۴]

[۱۵]

[۱۶]

[۱۷]

[۱۸]