Bir Top Fuel Dragster Necə Olur da Uçmur?

Eyni sürətlə təyyarələri havaya qaldıran hava, bu qanadları tərs çevirib 480 km/s sürətli dragsteri yerə mismarlamaqdadır.
Eyni sürətlə təyyarələri havaya qaldıran hava, bu qanadları tərs çevirib 480 km/s sürətli dragsteri yerə mismarlamaqdadır.

Bu Səhifəni Paylaşın

Bir dəfə düşün: saniyədə dörd litr nitrometan yandıran mühərrik, sən gözlərinı yummadan üç dəfə qocalacaq qədər qısa bir müddətdə səni saatda 480 kilometrdən yuxarı daşıyır. Bəs bu şey nə üçün yerdən qalxmır? Ciddi soruşuram. Təyyarə qanadları yükü qaldırır, draqsterlərdəki qanadlar da demək olar ki, eyni sürətlə havanı kəsir. Sərnişin oturacağı olmayan bu incə silah, dörddə bir mil boyunca nə üçün göyə çıxmır da yerə yapışıb qalır?

Bu səhifədə cavablandırayacağımız sual tam da budur: Top Fuel draqsteri nə üçün uçmur? Qısa cavab qanadlarda, uzun cavab isə fizikada gizlidir. Gəlin başlayaq.

Downforce Nədir? Təyyarə Qanadının Əks İstiqamətli Əkizi

Əvvəlcə əsas anlayışı oturaq. Downforce, yəni basdırma qüvvəsi, avtomobili yola doğru basan aerodinamik qüvvədir. Hətta ona mənfi qalxma qüvvəsi də deyirlər, çünki əslində təyyarə qanadının etdiyi işin tam əksini edir. Təyyarə qanadı üst və alt səthdəki hava axını arasında təzyiq fərqi yaradaraq yuxarı qaldırır; draqsterin qanadı isə eyni prinsipi tərs çevirərək aşağı basır.

Nə üçün buna ehtiyacımız var? Çünki basdırma qüvvəsi artdıqca təkərlər yola daha sıx basılır, yol tutuşu artır və yüksək sürətdə sabitlik yaxşılaşır. Belə düşün: küləkli havada velosipedlə getməklə, üstündə iki sandıq daşıyıb getmək arasındakı fərq kimi. Ağırlık varkən təkərlər yerə yapışır, tullanmaq çətinləşir. Draqsterin qanadları da nitro gücünü yola ötürə bilmək üçün tam olaraq bunu edir.

Və işin ən kino səhnəsi tərəfi budur: bu qüvvə sabit deyil. Aerodinamik qüvvələr təxminən sürətin kvadratı ilə artır. Yəni sürətini iki dəfə artırsan, basdırma qüvvən və hava müqavimətin təxminən dörd dəfə artar. Yolun yarısını keçdikdə avtomobilə əsən hava, ilk anda əsən hava ilə müqayisəolunmayacaq qədər aqressivləşir. Havadakı bu artım həm problem, həm də həlldir - səbəbini bir azdan görəcəksən.

7.000 Funt Hava: Qanadlar Əslində Nə Qədər Basır?

İndi rəqəmlərə baxaq, çünki bu rəqəmlər həqiqətən dəli. Top Fuel draqsterlərində iki əsas aerodinamik səth var və hər ikisi ağır iş üçün hazırlanıb:

  • Ön qanad: təxminən 700 funt (317 kq) basdırma qüvvəsi yaradır.
  • Arxa qanad: 5.000 funtdan çox (2.270 kq-dan artıq) basdırma qüvvəsi yarada bilər.

Yəni iki qanad birlikdə, avtomobilin öz çəkisini qat-qat aşan qüvvə ilə bu şeyi yerə yapışdırır. Sanki görünməz bir filin üstünə oturmuş kimi düşün. Arxa qanad bu qədər nəhəng qüvvə yaradarkən ön qanad, burnun qalxmasına mane olan tarazlayıcı vəzifəsini daşıyır. İkisi birlikdə işləyir; biri əksik olsa, tarazlıq alt-üst olar.

Bəs qanad bu qüvvəni necə yaradır? Arxa qanad tərs çevrilmiş təyyarə qanadı şəklində hazırlanıb. Üst və altındakı hava axınları arasında təzyiq fərqi yaranır və bu fərq qanadı aşağı itələyir. Sadə, lakin effektiv - insanlıq 100 ildir havada qalmaq üçün istifadə etdiyi eyni fizika ilə, bu dəfə havada qalmamaq üçün istifadə edir.

Hər Şeyin Bir Qiyməti Var: Downforce və Drag Kompromisi

Dikleştirilen her kanat açısı motorun gücünün bir kısmını yola değil, havayı itmeye harcatır; aerodinamiğin en temel ödünleşimi budur.

Macəranın əsl gərginliyi məhz burada başlayır. Hava sənə pulsuz yemək vermir. Basma qüvvəsi yaradan demək olar ki, hər komponent - qanad, splitter, difuzör - eyni zamanda hava müqaviməti, yəni drag da yaradır. Birini artırmağa çalışdıkda digərini çox vaxt böyüdürsən. Bu, aerodinamikanın ən fundamental kompromisidir.

Qanadın bucağını dikləşdirdiyini düşün. Daha çox basma qüvvəsi qazanırsan, əla. Amma qanadın arxasında hava axını daha güclü şəkildə ayrılır və daha çox drag yaranır. Sürətin kvadratı ilə böyüyən bu müqavimət, motorun bir hissəsini yola yox, havanı itələməyə sərf etməsini məcburi edir. Yaxşı dragster tənzimi, bu iki qüvvə arasında qızıl orta tapmaq sənətidir: kifayət qədər yapış, amma lazımından artıq yavaşlama.

Səmərəlilik də buna görə lift-to-drag nisbəti ilə, yəni basma qüvvəsinin müqavimətə nisbəti ilə ölçülür. Drag növləri də tək növ deyil:

  • Təzyiq dragı: avtomobilin önündə sıxılan havanın yaratdığı müqavimət; adətən ən böyük töhfə budur.
  • İnduksiyon dragı: qanadların basma qüvvəsi yaradarkən arxada buraxdığı turbulensiyanın bahası.
  • Səth sürtünmə dragı: havanın gövdə səthi boyunca sürtünməsindən yaranan, daha kiçik amma qaçınılmaz pay.

Dragsterların gövdəsi buna görə bu qədər nazik və uzundur: öndəki hava kəsilib arxanın arxasında mümkün qədər az turbulensiya buraxacaq şəkildə hazırlanıb. İndi isə o, maraqlandığın suala gəlmək vaxtıdır: arxa qanad bu qədər basarkən niyə aşmır?

Diqqət Çəkənlər

  • Top Fuel ön qanadı təxminən 700 funt (317 kq) basma qüvvəsi yaradır.
  • Arxa qanad tək başına 5.000 funtdan çox (2.270+ kq) qüvvə yarada bilər.
  • Sürət iki dəfə artdıqda basma qüvvəsi və drag təxminən dörd dəfə artır.
  • Basma qüvvəsi yaradan hər komponent eyni zamanda hava müqaviməti də yaradır.
  • Bu avtomobillər 0-160 km/s sürətlənməsini 0,8 saniyənin altında başa vura bilər.

Nəhəng Qanadlı Avtomobil Önə Çəkildikdə Niyə Aşağı Dönmür?

Səhifənin qəlbi məhz burasıdır. Məntiqli bir sual: arxa qanad avtomobilə minlərlə funtluq aşağı doğru qüvvə tətbiq edirsə, bu qüvvə eyni zamanda avtomobilin arxasını yerə basır və Burnunu havaya qaldırmır? Nəzəriyyədə bəli - amma məhz o "nəzəriyyədə"nin açar sözü, tarazlıqdır.

Avtomobil aşmır; basma qüvvələri və çəkisi, təkərlər üzərində yaranan ümumi yük paylanması aşmağa yetəcək qədər önlə yerini dəyişmədiyindən aşmır. Top Fuel dragsterlarında bu tarazlıq üç elementlə qorunur. Birincisi, ön qanad: arxa qanad nə qədər aşağı basırsa, ön qanad da Burnunu yerə doğru basan qüvvəsi ilə cavab verir. İkincisi, uzun gövdə: qanad ilə ön təkərlər arasındakı məsafə nə qədər çoxdursa, arxa tərəfdəki nəhəng qüvvənin önlə döndərmə təsiri o qədər zəifləyir. Üçüncüsü, wheelie bar: arxa oxun arxasında uzanan o kiçik təkərli çubuq, Burnunun həddindən artıq qalxması ehtimalına qarşı son sığorta vəzifəsini görür.

Həmçinin bunu unutma: bu qüvvə saniyədə qurulmur. Qalxma anında sürət hələ aşağı olduğu için basma qüvvəsi də çox kiçikdir. Qanadların əsl gücü, avtomobil artıq yüksək sürətə çatmış və yerdə saxlanılan nəhəng təkərlər isinmiş halda tam gücü ilə işə düşür. Yəni hava, avtomobilə təsir edən qüvvə ilə birlikdə tədricən artır - avtomobil hər an bu qüvvəyə öyrəşmiş balans içində yol alır.

Qısacası, dragster uçmur, çünkü arxa qanadın avtomobili geri və aşağı çəkən qüvvəsini, ön qanad, uzun gövdə geometriyası və yerə basan çəki paylanması bir balans içində neytrallaşdırır. Hava müqaviməti isə bu nöqtədə dost davranır: arxadan itələyən o nəhəng müqavimət, avtomobilin arxasını yuxarı qaldıracaq qüvvəni neytrallaşdırmaqda gizli müttəfiq kimi çıxış edir.

Saniyədə 0,8: Bu Qüvvəyə Niyə Bu Qədər Ehtiyac Var?

Basma qüvvəsi olmadan bu avtomobillər artıq mənasızdır, çünkü dünyada bu təcili daşıya biləcək başqa bir yol tutuşu yoxdur. Top Fuel dragsterları dünyanın ən sürətlə təcillənən yarış avtomobilləridir. 0–100 mph təcil, yəni 0-dan 160 km/s-ə çıxma, 0,8 saniyəyə qədər enə bilir. İstehsal idman avtomobili bu təcilə çatsa, üç dəfə daha uzun vaxtda çatar. Dragster 1.000 feet məsafəni təxminən 3,6 saniyədə bitirir - qalxan bir döyüş təyyarəsinin qalxma təcilindən sürətli olduqunu deyirlər və şişirtmə edirlər.

Bu təcili yerə ötürən şey təbii ki yalnız qanadlar deyil; slick təkərlər, nəhəng ruxluq və qocaman moment işin digər yarısıdır. Amma qanadlar olmasa, mühərrikin istehsal etdiyi güc təkərləri tutmadan boşa döner, avtomobil ya fırlanmaya girər, ya da burnu qalxar. Basma qüvvəsi, mühərrik gücü ilə asfalt arasındakı tərcüməçidir. Mühərrik işıqdan işığa yalnız təxminən 540 dövr edərkən minlərlə at gücü ortaya qoyduğuna görə, o gücü itirmədən yola bağlamaq hər şey deməkdir.

Yarış Bitəndən Sonra Nə Olur? Təkillər və Paraşüt

Aerodinamikanın işi yalnız sürətlənməklə bitmir. 480 km/s sürəti bir yerə qədər qanadla yavaşlatmaq mümkündür: sürücü qaz kəsdiyi anda hava müqaviməti, sürətin kvadratı ilə böyüyən gücü ilə nəhəng hava əyləci kimi davranmağa başlayır. Amma çeyrik milin sonunda sürət hələ yüksəkdirsə, işə paraşüt əyləc sistemi düşür. Dragster və Funny Car tətbiqlərində istifadə olunan paraşütlər, təxminən 190–250 mph sürət aralığında açılmaq üçün nəzərdə tutulmuş sistemlərdir və avtomobili idarəolunan şəkildə yavaşladır.

Paraşütün gövdə ilə olan münasibəti də boş mövzu deyil: gövdə arxasındakı təzyiq balansı, paraşüt açılanda avtomobilin sabitliyinə birbaşa təsir edir. Gövdə arxasındakı struktural davamlılıq pozularsa, o nöqtədən sonra aerodinamik balans da pozulur. Bu səbəbdən şassi, qanad, paraşüt və gövdə dizaynı ayrı-ayrı deyil, tək bir bütöv kimi düşünülərək hazırlanır. Aerodinamika, yarışın qalxışında da bitişində də səhnəyə çıxır - bir dəfə işıq yanar, bir dəfə paraşüt açılır və iki ucda da hava son sözü deyir.

Nəticə: Yerə Yapışmaq, Uçmaqdan Çətindir

Ona görə Top Fuel dragsterı uçmur: qanadları onu havaya qaldırmaq üçün deyil, yerə çırpmaq üçün hazırlanıb. Ters çevrilmiş qanad profilləri öndə 700 funt, arxada isə 5.000 funtdan çox basma qüvvəsi yaradır və bu qüvvə nəhəng mühərrikin gücünü təkərlərlə asfalt arasındakı tək toxunma nöqtəsinə daşıyır. Hava müqaviməti ödənilmiş bir vergidir; amma eyni müqavimət yarışın sonunda paraşütlə əl sıxaraq avtomobili dayandırır. Üç saniyəlik bu düello, əslində insanlığın hava ilə etdiyi ən zərif sövdələşmələrdən biridir. Növbəti dəfə dragster videosunda qanadlara diqqət yetir - hansı səthın hansı işi gördüyünü artıq səndən başqa heç kim görməyəcək.

Mənbələr