Хүн санамсаргүй байдлаар нээсэн физикийн олон үзэгдэл, хууль дүрэм байдаг. Исаак Ньютон, Архимед хоёрын толгой дээр унасан домогт алим, усанд орохоос эхлээд шинэ материал, биохимийн салбарт хамгийн сүүлийн үеийн нээлтүүд хүртэл. Коанда эффект нь ижил цуврал нээлтүүдэд хамаарна. Хачирхалтай нь, гэхдээ түүний технологид практик хэрэглээ нь эхний шатандаа байна. Тэгэхээр, Coanda нөлөө юу вэ?
Нээлтийн түүх
Румын инженер Анри Коанда тийрэлтэт хөдөлгүүрээр тоноглогдсон, гэхдээ модон их биетэй туршилтын онгоцоо туршихдаа тийрэлтэт урсгалаас их биеийг гал асаахаас сэргийлэхийн тулд онгоцны хажуу талд хамгаалалтын металл хавтанг суурилуулжээ. хөдөлгүүрүүд. Гэсэн хэдий ч үүний үр нөлөө нь хүлээгдэж байснаас эсрэгээрээ болсон. Үл мэдэгдэх шалтгааны улмаас хугацаа нь дууссан тийрэлтэт онгоцууд эдгээр хамгаалалтын хавтангуудад татагдаж эхэлсэн бөгөөд тэдгээрийн байрлуулсан хэсэгт байрлах онгоцны модон байгууламжууд гал авалцаж болзошгүй юм. Туршилтууд ослоор дууссан боловч зохион бүтээгч өөрөө тэгээгүйЗовсон. Энэ бүхэн 20-р зууны эхэнд болсон.
Туршилтын баталгаажуулалт
Коанда эффект нь гал тогооны өрөөнийхөө тайвшралаас туршиж үзэх боломжтой үзэгдэл юм. Хэрэв та цоргоны усыг онгойлгож, усны урсгал руу хавтгай таваг авчрах юм бол энэ нөлөөг өөрийн нүдээр харж болно. Ус нь хавтан руу бараг мэдэгдэхүйц хазайх болно. Үүний зэрэгцээ усны урсгалын хурд тийм ч өндөр биш байж болно. Зарчмын хувьд энэ үзэгдэл ямар ч орчинд ажиглагддаг: ус эсвэл агаар. Хамгийн гол нь дунд зэргийн урсгалтай байх ба нэг талдаа энэ урсгалтай зэргэлдээх гадаргуу байх явдал юм.
Дашрамд хэлэхэд, энэ үзэгдэл өөр нэртэй байдаг - данхны эффект. Энэ нөлөөгөөр цайны аяга хазайсан үед ус нь аяга руу унахгүй, харин хошуугаар урсаж, ширээний бүтээлэг, заримдаа бусдын өвдөг рүү урсдаг. Гидродинамик ба аэродинамикийн хуулиуд бүхэлдээ, цөөхөн үл хамаарах зүйлүүд нь бараг ижил байдаг тул давтагдахгүйн тулд ирээдүйд Коанда эффектийг агаарын орчинд авч үзэх болно.
Үзэгдлийн физик
Коанда эффект нь энэ урсгалыг хязгаарлаж, нэг талаас агаар нэвтрэхээс сэргийлсэн хана байгаа үед урсгалын даралтын зөрүү дээр суурилдаг. Аливаа агаарын урсгал нь өөр өөр хурдтай давхрагаас бүрдэнэ. Үүний зэрэгцээ агаарын давхарга ба зэргэлдээх хатуу гадаргуугийн хоорондох үрэлтийн хүч нь бие даасан агаарын давхарга хоорондын үрэлтийн хүчнээс бага байдаг нь туршилтаар батлагдсан. Тиймээс гадаргууд ойрхон өнгөрөх агаарын давхаргын хурд нь болж хувирдагэнэ гадаргуугаас алслагдсан агаарын давхаргын хурдаас дээш.
Түүнээс гадна хангалттай хол зайд агаарын аль нэг давхаргын гадаргуутай харьцуулахад хурд ерөнхийдөө тэгтэй тэнцүү байх болно. Энэ нь урсгалын өндрийн дагуу жигд бус хурдны талбар болж хувирдаг. Хийн динамикийн хуулиудын дагуу энд хөндлөн даралтын зөрүү үүсдэг бөгөөд энэ нь урсгалыг доод даралт руу, өөрөөр хэлбэл агаарын давхаргын хурд өндөр байгаа газар руу чиглүүлдэг хана руу чиглүүлдэг. Цорго болон гадаргуугийн хэлбэрийг сонгож, зай, хурдыг туршиж үзсэнээр урсгалын чиглэлийг нэлээд өргөн хүрээнд өөрчлөх боломжтой.
Математик
Удаан хугацааны туршид тайлбарласан үзэгдэл нь илэрхий бөгөөд туршилтын баталгаажуулалтад харьцангуй хялбар байсан ч огт танигдаагүй. Дараа нь хүч ба энэ хүчний векторын онолын тооцоо, өөрөөр хэлбэл Коанда эффектийг тооцоолох хэрэгцээ гарч ирэв. Ийм тооцоог өөр өөр төрлийн тийрэлтэт онгоцонд хийсэн.
Үйлдвэрлэсэн томьёо нь нэлээд төвөгтэй бөгөөд дифференциал тооцоолол ба тригонометрийн хослолыг илэрхийлдэг. Гэхдээ эдгээр нарийн төвөгтэй, олон үе шаттай тооцоолол нь зөвхөн ойролцоо үр дүнг өгч чадна. Мэдээжийн хэрэг, энэ бүгдийг цаасан дээр тооцоогүй, харин компьютерт суулгасан орчин үеийн алгоритмуудыг ашигладаг. Гэсэн хэдий ч бодит утгыг зөвхөн туршилтаар олж авах боломжтой. Энэ нөлөөнд хэт олон хүчин зүйл нөлөөлдөг бөгөөд бүгдийг нь математикийн томъёогоор тайлбарлах боломжгүй.
Энэ үзэгдэл юунаас шалтгаалдаг вэ
Ер бусын ур чадвар шаарддаг томьёоны нарийвчилсан шинжилгээг орхиод Коандагийн эффектийн хүч нь урсгалын хурд, урсгалын диаметрийн харьцаа, хананы муруйлт зэргээс шалтгаална. Цоргоны байршил, диаметр, хананы гадаргуугийн барзгар байдал, урсгал ба түүнийг хязгаарлаж буй хананы хоорондох зай, мөн хананы хэлбэр нь маш чухал болохыг туршилтаар харуулсан. Түүнчлэн Коандагийн нөлөө нь турбулент урсгалд илүү тод илэрдэг болохыг тэмдэглэжээ.
Нээгч өөр юу бодож олов
Үзэгдлийг нээсний дараа А. Коанда үүнийг хөгжүүлж, практик хэрэглээг хайж эхэлсэн. Түүний хүчин чармайлтын үр дүн нь нисдэг шүхэр зохион бүтээх патент байв. Хэрэв бөмбөрцгийн төв хэсэгт шүхэртэй төстэй хушуу суурилуулсан бол хийн урсгалыг гадагшлуулж байвал Коанда эффектийн дагуу энэ урсгал нь хагас бөмбөрцгийн гадаргуу дээр дарагдаж, доошоо урсаж, нам дор бүсийг бий болгоно. шүхэр дээр дарж, дээшээ түлхэнэ. Зохион бүтээгч өөрөө үүнийг цагираг хэлбэртэй эргэлдэж буй онгоцны далавч гэж нэрлэсэн.
Энэ шинэ бүтээлийг практикт хэрэгжүүлэх оролдлого амжилтад хүрээгүй. Үүний шалтгаан нь агаарт байгаа төхөөрөмжийн тогтворгүй байдал юм. Гэсэн хэдий ч, агаарт тогтворгүй байгууламжийг ухаалаг удирдах чиглэлээр сүүлийн үеийн дэвшилтүүд буюу "Утсаар нисэх" зарчим нь энэхүү чамин нисэх онгоц гарч ирэх найдвар төрүүлж байна.
Юу хийсэн бэ
Хэдийгээр зохион бүтээгчийн шүхрийг агаарт өргөх боломжгүй байсан ч Коандагийн эффектнисэх онгоцыг ашигладаг, гэхдээ харьцангуйгаар хоёрдогч бүсэд ашигладаг. Хамгийн гайхалтай жишээнүүдээс 40-өөд онд бүтээгдсэн сүүлний роторгүй нисдэг тэргийг дурдаж болно, үндсэн роторын эргэлтийг нөхөх үүргийг арын хэсэгт суурилуулсан сэнс, тусгай хөтөч бүхий хушуугаар гүйцэтгэдэг. Үүнтэй ижил систем нь нисдэг тэргийг хазайлт, давирхайгаар удирдах боломжтой болгосон. Үүнийг MD 520N, MD 600N болон MD Explorer дээр ашигласан.
Нисэх онгоцонд Коанда эффект нь юуны түрүүнд хөдөлгүүрээс далавчны дээд гадаргуу руу чиглэсэн нэмэлт агаарын урсгалаар өргөлтийг нэмэгдүүлэх явдал бөгөөд энэ нь механикжуулалтыг суллах үед хамгийн их нөлөө үзүүлдэг. Далавч нь хамгийн "гүдгэр" хэлбэртэй бөгөөд урсгалыг бараг босоо байдлаар доош буулгах боломжийг олгодог. Үүнийг Зөвлөлтийн Ан-72, Ан-74, Ан-70 онгоцуудад хэрэгжүүлсэн. Эдгээр бүх машин нь хөөрөх, буух шинж чанарыг сайжруулж, богино хөөрөх болон буух эгнээ ашиглах боломжийг олгосон.
Америкийн технологиос бид "Боинг С-7"-ийг ижил зарчмаар нэрлэж болохоос гадна хэд хэдэн туршилтын машинуудыг ашиглаж болно. Дайны дараах үед Коанда эффектийн зарчимд суурилсан нисэх онгоц бүтээх оролдлого олон удаа хийгдсэн. Тэд бүгд нисдэг таваг хэлбэртэй байсан бөгөөд тодорхой хугацааны дараа техникийн хүндрэлээс болж бүгд хаагдсан. Одоогоор эдгээр ажлуудыг хатуу хамгаалалттай хэлбэрээр хийж байгаа байх.
Тэнгэрээс газар хүртэл, усан дор
Замтай дугуйны атгах чадварыг нэмэгдүүлэхийн тулд Coanda эффектийг ашиглаж эхэлсэн.мөн Формула 1 машинуудын загварт. Машинууд нь сарниулагч ба яндангаар тоноглогдсон бөгөөд үүний эсрэг яндангийн хийн урсгалыг дарж, хүссэн үр нөлөөг өгдөг. Дээрх зураг нь яндангийн хоолой өөрөө дээшээ чиглэж байгаа хэдий ч контур руу наалдсан утааны хөдөлгөөнийг харуулж байна.
Газар дээрх тээвэрлэлтээс гадна шумбагч онгоцонд энэ үзэгдлийг ашиглахтай холбоотой туршилтын ажил хийгдэж байсан бөгөөд одоо ч хийгдэж байна. Тодруулбал, Санкт-Петербургт нэлээд чамин усан доорх дугуй бүтээгдсэн бөгөөд ямар нэг шалтгаанаар англиар "цэнхэр орон зай" гэж орчуулагдсан Blue Space гэж нэрлэгддэг. Түүний хөдөлж буй зүйл бол Коанда эффект юм. "Усан доорх унадаг дугуй" -ын өмнө дугуй суурилуулсан бөгөөд үүнд сэлүүрт дугуй суурилуулж, тусгай нүхээр ус сордог. Дараа нь усыг машины биеийн гадаргуу дээр шахаж, гадаргуу дээр нь түлхэлт үүсгэдэг. Ус нь их биеийг бүхэлд нь тойрон урсаж, ар талын нүх рүү буцаан сорж, гадагшаа түлхэгдэнэ.
