এই ড্র্যাগ ফোর্সটি উড়োজাহাজে দেখা যায় ডানা বা লিফট বডির কারণে বাতাসকে লিফটের জন্য রিডাইরেক্ট করে এবং এয়ারফয়েল উইংস যুক্ত গাড়িতে যা বাতাসকে ডাউনফোর্সের জন্য রিডাইরেক্ট করে। স্যামুয়েল ল্যাংলি লক্ষ্য করেছেন যে চাটুকার, উচ্চ আকৃতির অনুপাতের প্লেটগুলির উচ্চতর উত্তোলন এবং নিম্ন টেনে আনা হয়েছিল এবং 1902 সালে চালু হয়েছিল। উড়োজাহাজের অ্যারোডাইনামিক মানের উদ্ভাবন ছাড়া আধুনিক বিমানের নকশা করা অসম্ভব।
উত্তোলন এবং সরানো
একটি শরীরের উপর ক্রিয়াশীল মোট অ্যারোডাইনামিক শক্তি সাধারণত দুটি উপাদান নিয়ে গঠিত বলে মনে করা হয়: উত্তোলন এবং স্থানচ্যুতি। সংজ্ঞা অনুসারে, কাউন্টার প্রবাহের সমান্তরাল বল উপাদানটিকে স্থানচ্যুতি বলা হয়, যখন কাউন্টার প্রবাহের সাথে লম্ব উপাদানটিকে উত্তোলন বলা হয়।
এয়ারোডাইনামিকসের এই মৌলিক বিষয়গুলো উইং এর এরোডাইনামিক মানের বিশ্লেষণের জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। উইং এর চারপাশে প্রবাহের দিক পরিবর্তন করে উত্তোলন করা হয়। পরিবর্তনদিকনির্দেশের ফলে গতির পরিবর্তন হয় (যদিও গতিতে কোনো পরিবর্তন না হয়, যেমনটি অভিন্ন বৃত্তাকার গতিতে দেখা যায়), যা ত্বরণ। অতএব, প্রবাহের দিক পরিবর্তন করতে, তরলে একটি বল প্রয়োগ করা প্রয়োজন। এটি যে কোনও বিমানে স্পষ্টভাবে দৃশ্যমান, শুধু An-2 এর অ্যারোডাইনামিক মানের পরিকল্পিত উপস্থাপনাটি দেখুন।
কিন্তু সবকিছু এত সহজ নয়। একটি ডানার এয়ারোডাইনামিক মানের থিমটি অব্যাহত রেখে, এটি লক্ষণীয় যে এটির নীচে বায়ু উত্তোলন তৈরি করা তার উপরে থাকা বায়ুর চাপের চেয়ে বেশি চাপে। একটি সীমিত স্প্যান উইংয়ে, এই চাপের পার্থক্য নিম্ন পৃষ্ঠের ডানার মূল থেকে এর উপরের পৃষ্ঠের গোড়ায় বায়ু প্রবাহিত করে। এই উড়ন্ত বায়ুপ্রবাহটি প্রবাহিত বাতাসের সাথে মিলিত হয়ে গতি এবং দিক পরিবর্তন ঘটায় যা বায়ুপ্রবাহকে মোচড় দেয় এবং ডানার পিছনের প্রান্ত বরাবর ঘূর্ণি সৃষ্টি করে। তৈরি ঘূর্ণিগুলি অস্থির, তারা দ্রুত ডানা ঘূর্ণি তৈরি করতে একত্রিত হয়। ফলস্বরূপ ঘূর্ণিগুলি পিছনের প্রান্তের পিছনে বায়ুপ্রবাহের গতি এবং দিক পরিবর্তন করে, এটিকে নীচের দিকে সরিয়ে দেয় এবং এর ফলে ডানার পিছনে একটি ফ্ল্যাপ সৃষ্টি করে। এই দৃষ্টিকোণ থেকে, উদাহরণস্বরূপ, MS-21 বিমানের উচ্চ স্তরের লিফট-টু-ড্র্যাগ অনুপাত রয়েছে৷
বায়ু প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ
ঘূর্ণিগুলি পালাক্রমে ডানার চারপাশে বায়ুপ্রবাহকে পরিবর্তন করে, উইংয়ের লিফ্ট তৈরি করার ক্ষমতা হ্রাস করে, তাই একই লিফটের জন্য এটির জন্য একটি উচ্চতর আক্রমণের কোণ প্রয়োজন, যা মোট অ্যারোডাইনামিক শক্তিকে পিছনের দিকে কাত করে এবং ড্র্যাগ উপাদানকে বাড়িয়ে দেয় যে শক্তি কৌণিক বিচ্যুতি নগণ্যলিফট প্রভাবিত করে। যাইহোক, লিফটের গুণফল এবং কোণের সমান টেনে বৃদ্ধি রয়েছে যার কারণে এটি বিচ্যুত হয়। যেহেতু বিচ্যুতি নিজেই লিফটের একটি ফাংশন, তাই অতিরিক্ত টেনে আরোহণের কোণের সমানুপাতিক, যা A320 এর অ্যারোডাইনামিকসে স্পষ্টভাবে দেখা যায়।
ঐতিহাসিক উদাহরণ
একটি আয়তক্ষেত্রাকার গ্রহের ডানা একটি শঙ্কু বা উপবৃত্তাকার ডানার চেয়ে বেশি ঘূর্ণি কম্পন তৈরি করে, যে কারণে অনেক আধুনিক ডানাগুলিকে উত্তোলন থেকে টেনে আনার অনুপাতকে উন্নত করার জন্য ছোট করা হয়। যাইহোক, উপবৃত্তাকার এয়ারফ্রেমটি আরও কার্যকর কারণ প্ররোচিত ধোয়া (এবং তাই আক্রমণের কার্যকর কোণ) ডানার পুরো স্প্যান জুড়ে স্থির থাকে। ম্যানুফ্যাকচারিং জটিলতার কারণে, কয়েকটি বিমানের এই প্ল্যানফর্ম রয়েছে, সবচেয়ে বিখ্যাত উদাহরণ হল দ্বিতীয় বিশ্বযুদ্ধের স্পিটফায়ার এবং থান্ডারবোল্ট। সোজা অগ্রগামী এবং পিছনের প্রান্ত সহ টেপারড উইংস একটি উপবৃত্তাকার লিফট বিতরণের কাছে যেতে পারে। একটি সাধারণ নিয়ম হিসাবে, সোজা, অবিকৃত ডানাগুলি 5% উত্পাদন করে এবং টেপারড ডানাগুলি উপবৃত্তাকার ডানার চেয়ে 1-2% বেশি প্ররোচিত টেনে আনে। অতএব, তাদের আরও ভাল এরোডাইনামিক গুণমান রয়েছে৷
আনুপাতিকতা
একটি উচ্চ আকৃতির অনুপাত উইং একটি নিম্ন অনুপাতের উইংয়ের তুলনায় কম প্ররোচিত টেনে আনবে কারণ একটি দীর্ঘ, পাতলা ডানার অগ্রভাগে কম বাতাসের ব্যাঘাত রয়েছে। অতএব, প্ররোচিতপ্রতিরোধ আনুপাতিকতার বিপরীতভাবে সমানুপাতিক হতে পারে, তা যতই বিরোধিতাপূর্ণ মনে হোক না কেন। লিফ্ট ডিস্ট্রিবিউশন ওয়াশিং আউট করে, ডানার দিকে ড্রপ কমাতে ডানার চারপাশে মোচড় দিয়ে এবং ডানার কাছাকাছি এয়ারফয়েল পরিবর্তন করেও পরিবর্তন করা যেতে পারে। এটি আপনাকে উইং রুটের কাছাকাছি এবং ডানার কম লিফ্ট পেতে দেয়, যা ডানার ঘূর্ণির শক্তি হ্রাস করে এবং তদনুসারে, বিমানের অ্যারোডাইনামিক মানের উন্নতির দিকে পরিচালিত করে।
এয়ারক্রাফট ডিজাইনের ইতিহাসে
প্রাথমিক কিছু বিমানে পাখনাগুলো লেজের ডগায় বসানো হতো। ঘূর্ণির তীব্রতা কমাতে এবং সর্বোচ্চ লিফট-টু-ড্র্যাগ রেশিও অর্জনের জন্য পরবর্তীতে উড়োজাহাজের একটি ভিন্ন ডানার আকৃতি থাকে।
ছাদের ইম্পেলার ফুয়েল ট্যাঙ্কগুলি ডানার চারপাশে বিশৃঙ্খল বায়ু প্রবাহ রোধ করে কিছু সুবিধা প্রদান করতে পারে। এখন অনেক বিমানে এগুলো ব্যবহার করা হয়। DC-10 এর এরোডাইনামিক গুণমানকে এই ক্ষেত্রে বৈপ্লবিক হিসাবে বিবেচনা করা হয়েছিল। যাইহোক, আধুনিক বিমান চলাচলের বাজার অনেক আগে থেকেই অনেক বেশি উন্নত মডেল দিয়ে পরিপূর্ণ হয়েছে।
টেনে আনুন সূত্র: সহজ ভাষায় ব্যাখ্যা করা হয়েছে
মোট প্রতিরোধের গণনা করার জন্য তথাকথিত পরজীবী প্রতিরোধকে বিবেচনা করা প্রয়োজন। যেহেতু প্ররোচিত ড্র্যাগ বায়ুগতির বর্গক্ষেত্রের বিপরীতভাবে সমানুপাতিক (একটি প্রদত্ত লিফটে), যখন পরজীবী টেনে সরাসরি এটির সমানুপাতিক, সামগ্রিক ড্র্যাগ বক্ররেখা সর্বনিম্ন গতি দেখায়। বিমান,এই ধরনের গতিতে উড়ন্ত, সর্বোত্তম এরোডাইনামিক গুণাবলীর সাথে কাজ করে। উপরের সমীকরণগুলি অনুসারে, ন্যূনতম প্রতিরোধের গতি এমন একটি গতিতে ঘটে যেখানে প্ররোচিত প্রতিরোধ পরজীবী প্রতিরোধের সমান। এটি এমন গতি যা নিষ্ক্রিয় বিমানের জন্য সর্বোত্তম স্লিপ কোণে পৌঁছে যায়। ভিত্তিহীন না হওয়ার জন্য, একটি বিমানের উদাহরণের সূত্রটি বিবেচনা করুন:
সূত্রটির ধারাবাহিকতাও বেশ কৌতূহলপূর্ণ (নীচের ছবি)। উঁচুতে উড়ে যাওয়া, যেখানে বাতাস পাতলা, সেখানে ন্যূনতম টেনে আনার গতি বৃদ্ধি পাবে এবং এইভাবে এটি একই পরিমাণে দ্রুত ভ্রমণের অনুমতি দেয়। জ্বালানী.
যদি একটি বিমান তার সর্বোচ্চ অনুমোদিত গতিতে উড়ে যায়, তাহলে যে উচ্চতায় বাতাসের ঘনত্ব সেটিকে সর্বোত্তম অ্যারোডাইনামিক গুণমান প্রদান করবে। সর্বোচ্চ গতিতে সর্বোত্তম উচ্চতা এবং সর্বোচ্চ উচ্চতায় সর্বোত্তম গতি ফ্লাইটের সময় পরিবর্তিত হতে পারে।
স্ট্যামিনা
সর্বাধিক সহনশীলতার জন্য গতি (অর্থাৎ বাতাসে সময়) হল ন্যূনতম জ্বালানী খরচের গতি এবং সর্বাধিক পরিসরের জন্য কম গতি। জ্বালানী খরচকে প্রয়োজনীয় শক্তির পণ্য হিসাবে গণনা করা হয় এবং প্রতি ইঞ্জিনের নির্দিষ্ট জ্বালানী খরচ (বিদ্যুতের প্রতি ইউনিট জ্বালানী খরচ)। প্রয়োজনীয় শক্তি টেনে আনার সময়ের সমান।
ইতিহাস
আধুনিক অ্যারোডাইনামিকসের বিকাশ শুধুমাত্র XVII সালে শুরু হয়েছিলশতাব্দীর পর শতাব্দী, কিন্তু বায়ুগত শক্তিগুলি মানুষ হাজার হাজার বছর ধরে পালতোলা নৌকা এবং বায়ুকলগুলিতে ব্যবহার করে আসছে, এবং ইকারাস এবং ডেডালাসের প্রাচীন গ্রীক কিংবদন্তির মতো সমস্ত ঐতিহাসিক নথি এবং শিল্পকর্মগুলিতে উড়ার ছবি এবং গল্পগুলি দেখা যায়৷ ধারাবাহিকতা, প্রতিরোধ এবং চাপ গ্রেডিয়েন্টের মৌলিক ধারণাগুলি অ্যারিস্টটল এবং আর্কিমিডিসের রচনায় উপস্থিত হয়৷
1726 সালে, স্যার আইজ্যাক নিউটন বায়ু প্রতিরোধের তত্ত্বের বিকাশকারী প্রথম ব্যক্তি হয়ে ওঠেন, এটি বায়ুগত গুণাবলী সম্পর্কে প্রথম যুক্তিগুলির মধ্যে একটি করে তোলে। ডাচ-সুইস গণিতবিদ ড্যানিয়েল বার্নোলি 1738 সালে হাইড্রোডাইনামিকা নামে একটি গ্রন্থ লিখেছিলেন যেখানে তিনি চাপ, ঘনত্ব এবং অসংকোচনীয় প্রবাহের জন্য প্রবাহ বেগের মধ্যে মৌলিক সম্পর্ক বর্ণনা করেছিলেন, যা আজকে বার্নউলির নীতি হিসাবে পরিচিত, যা বায়ুগত উত্তোলন গণনা করার জন্য একটি পদ্ধতি প্রদান করে। 1757 সালে, লিওনহার্ড অয়লার আরও সাধারণ অয়লার সমীকরণ প্রকাশ করেন, যা সংকোচনযোগ্য এবং সংকোচনযোগ্য উভয় প্রবাহে প্রয়োগ করা যেতে পারে। অয়লার সমীকরণগুলি 1800-এর দশকের প্রথমার্ধে সান্দ্রতার প্রভাব অন্তর্ভুক্ত করার জন্য প্রসারিত করা হয়েছিল, যা নেভিয়ার-স্টোকস সমীকরণের জন্ম দেয়। একই সময়ে পোলারের অ্যারোডাইনামিক কর্মক্ষমতা/বায়ুগত গুণমান আবিষ্কৃত হয়েছিল।
এই ঘটনাগুলির উপর ভিত্তি করে, সেইসাথে তাদের নিজস্ব বায়ু সুড়ঙ্গে করা গবেষণার ভিত্তিতে, রাইট ভাইয়েরা 17 ডিসেম্বর, 1903 তারিখে প্রথম বিমানটি উড্ডয়ন করেছিলেন।
বায়ুগতিবিদ্যার প্রকার
অ্যারোডাইনামিক সমস্যাগুলি প্রবাহের অবস্থা বা প্রবাহ বৈশিষ্ট্য দ্বারা শ্রেণীবদ্ধ করা হয়, যার মধ্যে বেগ, সংকোচনযোগ্যতা এবং সান্দ্রতার মতো বৈশিষ্ট্য রয়েছে। এগুলি প্রায়শই দুটি প্রকারে বিভক্ত হয়:
- বাহ্যিক বায়ুগতিবিদ্যা হল বিভিন্ন আকারের কঠিন বস্তুর চারপাশে প্রবাহের অধ্যয়ন। বাহ্যিক এয়ারোডাইনামিকসের উদাহরণ হল একটি বিমানে উত্তোলন এবং টেনে আনার মূল্যায়ন, বা ক্ষেপণাস্ত্রের নাকের সামনে যে শক ওয়েভ তৈরি হয়।
- অভ্যন্তরীণ বায়ুগতিবিদ্যা হল কঠিন বস্তুর প্যাসেজের মধ্য দিয়ে প্রবাহের অধ্যয়ন। উদাহরণস্বরূপ, অভ্যন্তরীণ বায়ুগতিবিদ্যা একটি জেট ইঞ্জিন বা একটি শীতাতপ নিয়ন্ত্রণ চিমনির মাধ্যমে বায়ুপ্রবাহের অধ্যয়নকে কভার করে৷
এ্যারোডাইনামিক সমস্যাগুলিও শব্দের গতির নীচে বা কাছাকাছি প্রবাহের গতি অনুসারে শ্রেণিবদ্ধ করা যেতে পারে।
সমস্যাটিকে বলা হয়:
- সাবসনিক, যদি সমস্যার সমস্ত বেগ শব্দের গতির চেয়ে কম হয়;
- ট্রান্সনিক যদি শব্দের গতির নীচে এবং উপরে উভয় গতি থাকে (সাধারণত যখন বৈশিষ্ট্যগত গতি প্রায় শব্দের গতির সমান হয়);
- সুপারসনিক, যখন বৈশিষ্ট্যগত প্রবাহ বেগ শব্দের গতির চেয়ে বেশি হয়;
- হাইপারসনিক, যখন প্রবাহের বেগ শব্দের গতির চেয়ে অনেক বেশি হয়।
বায়ুগতিবিদরা হাইপারসনিক প্রবাহের সঠিক সংজ্ঞা নিয়ে একমত নন।
প্রবাহের উপর সান্দ্রতার প্রভাব তৃতীয় শ্রেণীবিভাগ নির্দেশ করে। কিছু সমস্যা শুধুমাত্র খুব ছোট সান্দ্রতা প্রভাব থাকতে পারে, যে ক্ষেত্রে সান্দ্রতা নগণ্য বলে বিবেচিত হতে পারে। এই সমস্যাগুলির আনুমানিকতাকে ইনভিসিড বলা হয়স্রোত যে প্রবাহের জন্য সান্দ্রতাকে অবহেলা করা যায় না তাকে সান্দ্র প্রবাহ বলে।
সংকোচনযোগ্যতা
একটি অসংকোচনীয় প্রবাহ হল এমন একটি প্রবাহ যার ঘনত্ব সময় এবং স্থান উভয় ক্ষেত্রেই স্থির থাকে। যদিও সমস্ত বাস্তব তরল সংকোচনযোগ্য, তবে ঘনত্বের পরিবর্তনের প্রভাব গণনা করা ফলাফলগুলিতে শুধুমাত্র ছোট পরিবর্তন ঘটায় যদি প্রবাহ প্রায়শই সংকোচনযোগ্য হিসাবে আনুমানিক হয়। যখন প্রবাহের হার শব্দের গতির চেয়ে কম হয় তখন এটির সম্ভাবনা বেশি। কম্প্রেসিবিলিটির প্রভাব শব্দের গতির কাছাকাছি বা বেশি গতিতে বেশি তাৎপর্যপূর্ণ। অসংকোচনযোগ্যতার সম্ভাবনা মূল্যায়ন করতে Mach নম্বর ব্যবহার করা হয়, অন্যথায় সংকোচনযোগ্যতা প্রভাব অবশ্যই অন্তর্ভুক্ত করতে হবে।
বায়ুগতিবিদ্যার তত্ত্ব অনুসারে, স্ট্রিমলাইনের সাথে ঘনত্বের পরিবর্তন হলে প্রবাহকে সংকোচনযোগ্য বলে মনে করা হয়। এর মানে হল যে, একটি অসংকোচনীয় প্রবাহের বিপরীতে, ঘনত্বের পরিবর্তনগুলি বিবেচনায় নেওয়া হয়। সাধারণভাবে, এটি এমন হয় যখন অংশের মাক সংখ্যা বা সমস্ত প্রবাহ 0.3 ছাড়িয়ে যায়৷ 0.3-এর মাচ মান বরং নির্বিচারে, কিন্তু এটি ব্যবহার করা হয় কারণ এই মানের নীচে একটি গ্যাস প্রবাহ 5% এর কম ঘনত্বের পরিবর্তন প্রদর্শন করে৷ এছাড়াও, সর্বাধিক ঘনত্বের 5% পরিবর্তন ঘটে স্থবিরতা বিন্দুতে (বস্তুর বিন্দু যেখানে প্রবাহের বেগ শূন্য), যখন বাকি বস্তুর চারপাশে ঘনত্ব অনেক কম হবে। ট্রান্সনিক, সুপারসনিক এবং হাইপারসনিক প্রবাহ সবই সংকুচিত।
উপসংহার
বায়ুগতিবিদ্যা বর্তমান বিশ্বের অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ বিজ্ঞান। তিনি আমাদের প্রদানমানসম্পন্ন প্লেন, জাহাজ, গাড়ি এবং কমিক শাটল তৈরি করা। এটি আধুনিক ধরণের অস্ত্র - ব্যালিস্টিক ক্ষেপণাস্ত্র, বুস্টার, টর্পেডো এবং ড্রোনগুলির বিকাশে একটি বিশাল ভূমিকা পালন করে। এরোডাইনামিক মানের আধুনিক উন্নত ধারণা না থাকলে এই সবই অসম্ভব।
এইভাবে, নিবন্ধটির বিষয় সম্পর্কে ধারণাগুলি ইকারাস সম্পর্কে সুন্দর, কিন্তু নিষ্পাপ কল্পনা থেকে পরিবর্তিত হয়েছে, যা গত শতাব্দীর শুরুতে উত্থিত কার্যকরী এবং সত্যিই কার্যকরী বিমানে পরিণত হয়েছে। আজ আমরা গাড়ি, জাহাজ এবং বিমান ছাড়া আমাদের জীবন কল্পনা করতে পারি না এবং এই যানবাহনগুলি বায়ুগতিবিদ্যায় নতুন সাফল্যের সাথে উন্নতি করতে থাকে৷
গ্লাইডারের অ্যারোডাইনামিক গুণাবলী তাদের সময়ে একটি বাস্তব অগ্রগতি ছিল। প্রথমে, এই এলাকায় সমস্ত আবিষ্কার বিমূর্ত, কখনও কখনও বাস্তবতা থেকে বিচ্ছিন্ন, তাত্ত্বিক গণনা, যা ফরাসি এবং জার্মান গণিতবিদদের দ্বারা তাদের গবেষণাগারে করা হয়েছিল। পরবর্তীতে, তাদের সমস্ত সূত্র অন্যান্য, আরও চমত্কার (18 শতকের মান অনুসারে) উদ্দেশ্যে ব্যবহার করা হয়েছিল, যেমন ভবিষ্যতের বিমানের আদর্শ আকার এবং গতি গণনা করা। 19 শতকে, এই ডিভাইসগুলি প্রচুর পরিমাণে তৈরি হতে শুরু করে, গ্লাইডার এবং এয়ারশিপ থেকে শুরু করে, ইউরোপীয়রা ধীরে ধীরে বিমান নির্মাণে স্যুইচ করে। পরেরটি প্রথম সামরিক উদ্দেশ্যে একচেটিয়াভাবে ব্যবহার করা হয়েছিল। প্রথম বিশ্বযুদ্ধের অ্যাসেস দেখিয়েছিল যে কোনও দেশের জন্য বাতাসে আধিপত্যের বিষয়টি কতটা গুরুত্বপূর্ণ, এবং আন্তঃযুদ্ধ সময়ের প্রকৌশলীরা আবিষ্কার করেছিলেন যে এই জাতীয় বিমানগুলি কেবল সামরিক নয়, বেসামরিকদের জন্যও কার্যকর।লক্ষ্য সময়ের সাথে সাথে, সিভিল এভিয়েশন দৃঢ়ভাবে আমাদের জীবনে প্রবেশ করেছে, এবং আজ একটি একক রাষ্ট্র এটি ছাড়া করতে পারে না।
