ديناميكة الهواء - ديناميكية الهواء - التحريك الهوائي - علم ديناميكية الهواء، جميعها مصطلحات تدل على دراسة القوى التي تؤثر على حركة جسم ما في الهواء، أو وسط مملوء بالغازات؛ مثل الطائرات، والسيارات، والطيور، والطائرات الورقية.
فسّرت ديناميكية الهواء طيران الأجسام بناءً على 4 قوى رئيسية، وهي:
1- قوة الجاذبية
هي القوة التي تجذب الأجسام للأرض، وتعتمد على كتلة الجسم؛ لأن وزن الجسم = كتلة الجسم * الجاذبية الأرضية.
بالتالي كلما كان وزن الجسم الأكبر، كلما انجذب للأرض بشكل أكبر، ولكن هل هذا يعني أن الأجسام الكبيرة سوف تسقط ولن تطير في الهواء؟ الجواب هو لا، بسبب وجود ما يُسمى في قوة الرفع.
2- قوة الرفع
هي قوة ميكانيكية مُعاكسة لقوة الجاذبية، ترفع الأجسام لأعلى حتى لا تتأثر بقوة الجاذبية، والشيء الثابت بها أنّك تحتاج لقوة رفع أكبر من قوة الجاذبية حتى يتحرك الجسم في الهواء ولا يسقط، وتتأثر قوة الرفع في عوامل مختلفة حسب الجسم المتحرك في الهواء، ومن الأمثلة عليها:
- فرق الضغط الجوي: في الطيور خُلقت أجنحتها بطريقة تجعل حركة الهواء فوق أجنحتها أسرع من حركة الهواء أسفل أجنحتها، مما يجعل الضغط فوق الأجنحة أقل من الضغط الذي أسفلها، وهذه الاختلاف في الضغط يولّد قوة رفع ترفع الأجسام لأعلى، وكذلك الأمر في الطائرات.
- الكثافة: الأجسام التي تمتلك كثافة أقل من كثافة الهواء تستطيع التحرك في الهواء بحريّة كبيرة، وتمتلك قوة رفع أكبر، والكثافة تقل مع زيادة درجة حرارة الجسم؛ جّرب أن تملأ بالونًا في هواء ساخن، وآخر في هواء بارد، وانظر كيف أن الساخن يرتفع في الهواء أسرع، ويتحرّك بشكل أفضل.
- حركة الشفرات: في طائرة الهيلوكبتر يتم خلق قوة دفع لأعلى من خلال حركة الشفرات في الهواء؛ تخلق فرقًا في الضغط حتى تتغلب على قوة الجاذبية وترتفع لأعلى.
3- قوة السحب
وهي مقاومة الجسم للاحتكاك مع المحيط الخارجي، وفي حالتنا هذه هي مقاومة الجسم احتكاكه مع الهواء الذي قد يؤثر على اتجاه حركته أو يُعيقها، وتُسمى أيضًا " قوة الجر " و " قوة الإعاقة "، وتسحب الجسم بعكس اتجاهه؛ لو افترضنا أن الطائرة تتجه نحو الشمال، فإنّ قوة السحب تسحبها في اتجاه الجنوب.
وتتأثر قوة السحب في العوامل التالية: شكل الجسم، وحجم الجسم، وحالة الوسط الذي يتحرك به الجسم، وسرعة حركة الجسم.
4- قوة الدفع
القوة التي تدفع الجسم للأمام (اتجاهها معاكس لقوة السحب)، وتقوم الأجسام بصنع هذه القوة حتى تتغلب على قوة السحب وتستطيع التقدّم للأمام في طريقها المطلوب، وتختلف طُرق صنع قوة الدفع باختلاف الجسم، وباختلاف قوة السحب المُراد مقاومتها.
في الطائرات والصواريخ يتم توليدها قوة الدفع باستخدام المحركات، وكلما كان الجسم أكبر كلما احتاج قوة دفع أكبر.
315 مشاهدة
