Aerul si calitatile sale

Aerul si calitatile sale

Zborul unei aeronave are loc in interiorul masei fluide care inconjoara intreaga suprafata a planetei noastre. Acest mediu numit aer atmosferic si mentinut in jurul Pamantului datorita gravitatiei, reprezinta un amestec de gaze (vezi si Cap. Meteo: 2.) in care plutesc o serie intreaga de particule materiale (de dimensiuni variabile si in stari de agregare multiple).

Datorita distributiei parametrilor care o caracterizeaza din punct de vedere fizic:

presiune,

temperatura,

umiditate,

densitate,

compresibilitate,

vascozitate,

turbulenta, etc., atmosfera apare ca un mediu cu structura diferita, atat pe orizontala cat si pe verticala.

Daca atmosfera si proprietatile sale sunt studiate in amanuntime la capitolul de meteorologie, pentru buna intelegere a celor ce vor urma, trebuie sa facem urmatoarele precizari:

a. compresibilitatea este proprietatea gazelor de a-si modifica volumul sub actiunea fortelor exterioare, pana la stabilirea unui echilibru intre fortele ce iau nastere in gaz si cele ce tind sa-l comprime.

In cazul deplasarii unei aeronave in atmosfera terestra, acest fenomen apare la viteze mari (peste 500 km/h) si are consecinte deosebite.

Planoarele deplasandu-se cu viteze de maxim 300-400 km/h, nu genereaza fenomenul de comprimare si in consecinta, pe intinsul acestui capitol, aerul atmosferic va fi considerat ca fiind un fluid incompresibil.

b. efectele de frecare exista in miscarea oricarui fluid compresibil sau incompresibil si duc la doua consecinte importante:

Fig. 2.1. Efectul frecarii

- orice fluid adera la suprafata unui corp solid cufundat in el sau la pereti, deci viteza u a fluidului la perete este egala cu viteza peretelui in marime, directie si sens (vezi Fig. 2.1)

(A.1)

- in interiorul fluidului si la contactul cu suprafetele solide, apar tensiuni de forfecare tangentiale:

(A.2)

unde coeficientul de proportionalitate m se numeste coeficient de vascozitate.

In practica se utilizeaza si coeficientul de vascozitate cinematica:

(A.3)

unde r = densitatea fluidului.

De multe ori, cu o buna aproximatie, pentru usurarea intelegerii unor fenomene, fluidele se considera ideale, adica lipsite de frecare.

c. caracterul miscarii unui fluid poate fi laminar sau turbulent, in functie de marimea numarului Reynolds:

(A.4)

unde V este o viteza caracteristica, iar 'l' o  lungime caracteristica.

In timp ce miscarea laminara este caracterizata printr-un camp continuu cu variatii lente de viteze, presiuni, etc., miscarea turbulenta prezinta fluctuatii turbulente caracteristice si este insotita de o crestere substantiala a frecarilor aparente.