İçeriğe atla

Rüzgâr tüneli

Rüzgâr tünelinde test edilen bir MD-11 tipi yolcu uçağı modeli

Rüzgâr tüneli, hava, sıvı ve plazma gibi hareketli bir akış içinde bulunan katı cisimlere akışın uyguladığı etkinin ve cisimlerin akış üzerindeki etkisinin incelenmesi, araştırılması ve yorumlanması için tasarlanarak üretilen ve içindeki akışkanla yapay olarak üretilen akışın hızının kontrol edilebildiğitünellere denir.

Hava tünelinden (ya da rüzgâr tüneli)içine yerleştirilen gerçek ya da küçültülmüş boyutlardaki parça ve araçların aerodinamik niteliklerinin, denetlenebilen koşullar altında denenmesinde yararlanılır. Düzgün bir gaz (ya da hava) akışı sağlaması gerektiği gibi, gerekli hızlara göre farklı düzenekler kullanılır.

Eskiden yalnızca uçak gövdelerinin aerodinamik biçimlerinin denetiminde kullanılan hava tünellerinden, günümüzde hem mermilerin ve kara-demir yolu taşıtlarının biçimlerinin belirlenmesinde, hem de yüksek yapıların, köprülerin güç iletim hatlarının ve radar tarayıcılarının rüzgâr yükleri ile gazların güvenlikle boşaltılması için, yüksek binaların çevresinde oluşan rüzgâr girdaplarının incelenmesi için, kara yollarının bulunduğu bölgelere yağan karın ne biçimde biriktiğinin araştırılması için yapılan deneyler sayılabilir.

Tarihçe

19. yüzyıldaki uçma sevdalıları basit bir pervane sitemiyle çalışan kare kesitli her iki ucu açık bir dikdörtgenler prizması olarak yapmışlardır. Ancak daha sonraları bu tür bir sistemin içinden geçen havanın doğrusallığında (lineerliğinde) sorunlar yarattığı anlaşılmış ve bu durum onları başka arayışlara yönlendirmiştir.

Alman rüzgâr tüneli, 1935

İngiliz bilim insanı Francis Herbert Wenham, bir seri insansız başarısız planör imal etme teşebbüsünde bulunmuş. Çalışmaları esnasında, kuş kanadı benzeri bir kanattaki taşımanın çoğunun kanadın önünde oluştuğunu bulmuştur. Bunu daha da ileri götürmüş ve ince kanatların birçok kişinin iddiasının aksine yarasa kanadı tipi kanatlardan daha iyi olduğunu, çünkü bu tür ince kanatların ağırlıklarına oranla daha çok hücum kenarları olduğunu fark etmiştir. Günümüzde bu ölçüm, kanadın açıklık oranı olarak bilinmektedir. 1866'da bu çalışmasını o sıralarda yeni oluşmaya başlamış olan İngiltere Kraliyet Havacılık Topluluğuna sunmuş ve çalışmasını kanıtlamak için, 1871 yılında, dünyanın ilk rüzgâr tünelini inşa etmeye karar vermiştir.

Tipleri

Hızlarına göre

  • Ses altı hızlar için rüzgâr tüneli

Ses altı rüzgar tünelleri, 0.8 mach (yaklaşık 1000 km/h) altında hızlarda çalışmaktadır. Rüzgar türbinlerinin, gemilerin, uçak kanat profillerinin ve diğer akış içerisinde dinamik halde bulunan araçların; aerodinamik performansını test etmek, araçların rüzgar direncini azaltmak ve yakıt verimliliğini arttıracak optimizasyonlar yapmak için kullanılır. Şehir, bina ve benzeri statik halde bulunan yapıların; aerodinamik durumunu ve dayanımını test etmek için kullanılır.

  • Ses üstü hızlar için rüzgâr tüneli

Ses üstü rüzgar tünelleri, 1.2 ile 5.0 mach arasındaki (yaklaşık 1500 km/h ile 6200 km/h) hızlarda çalışmaktadır. Ses hızının üstünde hareket edebilen hava araçların ve roketlerin aerodinamik özelliklerini test etmek için tasarlanmışlardır ve şok dalgaları, sürükleme ve ısı transferi gibi yüksek hız sonucu oluşan etkileri incelemek için kullanılmaktadırlar. Tasarımında darboğaz denilen akışı daraltarak hızlandıran bölüm şok dalgaları oluşturarak istenilen testleri oluşturur. Tünelin genel dayanımı da şok dalgalarına ve yüksek hızdan kaynaklı oluşacak yüksek ısılara dayanabilecek halde yapılır.

Çevrim tipine göre

  • Kapalı rüzgâr tünelleri
  • Açık rüzgâr tünelleri

Kaynakça

[1]

  1. ^ https://www.unedex.com/ruzgar-tunelleri-nedir-nasil-calisir-yeni-metodlar-ve-yapay-zeka-ile-iliskisi 22 Ağustos 2024 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. []

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Rüzgâr</span> Yüksek basınç alanından Alçak basınç alanı arasındaki yatay yönlü hava hareketi

Rüzgâr ya da yel, hava veya diğer gazların gezegen yüzeyine göre doğal hareketidir. Rüzgârlar, onlarca dakika süren fırtına’lardan, kara yüzeylerinin ısınmasıyla oluşan ve birkaç saat süren yerel meltemlere, Dünyanın iklim bölgeleri arasındaki güneş enerjisinin soğurulma farkından kaynaklanan küresel rüzgârlara kadar çeşitli ölçeklerde oluşur. Büyük ölçekli atmosferik dolaşımın iki ana nedeni, ekvator ve kutuplar arasındaki farklı ısınma ve dünyanın dönüşüdür. Tropik ve subtropik bölgelerde, arazi ve yüksek platolar üzerindeki alçak ısıl dolaşımlar muson sirkülasyonlarını yönlendirir. Kıyı bölgelerinde deniz meltemi/kara meltemi döngüsü yerel rüzgârları belirler. Değişken arazi yapılı bölgelerde dağ ve vadi meltemleri hakimdir.

<span class="mw-page-title-main">Uçak</span> Motorlu hava taşıtı

Uçak veya tayyare; hava akımının başta kanatlar olmak üzere kanat profilli parçaların alt ve üst yüzeyleri arasında basınç farkı oluşturması sayesinde havada tutunarak yükselebilen, uçma özellikli motorlu bir hava gemisi ve hava taşıtıdır. Pistonlu ya da jet motorlu, sabit kanatlı ve havadan ağır pek çok hava taşıtı uçak kategorisine dahildir. Günümüzde en temel uçak tipleri, yolcu uçağı, savaş uçağı, kargo uçağı olarak bilinirken, farklı coğrafi şartlara göre özelleştirmiş uçaklar da mevcuttur.

<span class="mw-page-title-main">Mach sayısı</span>

Mach sayısı, akışkanlar mekaniğinde hareket halindeki bir kütlenin hızının, kütlenin bulunduğu şartlardaki ses hızına oranıdır. Kısaltması Ma ya da M'dir. Adını Avusturyalı fizikçi ve filozof Ernst Mach'tan alır. Ernst Mach'tan önce bu konu üzerine Fransız fizikçi Sarrau da incelemeler yaptığından Sarrau sayısı da denir.

<span class="mw-page-title-main">Roket</span> itiş için kullanılan pirokinetik motor; yanıcı silah için bkz. Q2037215

Roket bir uzay aracı, hava aracı, araç, atkı veya bombadır. Roket, roket motorundan itme gücü elde eder. Roket motoru egzozu tamamen roket içinde taşınan roket itici yakıtından oluşur. Roket motorları etki ve tepki ile çalışır ve sadece egzozlarını yüksek hızda ters yönde dışarı atarak roketleri ileri doğru iter ve bu nedenle uzay boşluğunda çalışabilir. Etimolojik kökeni İtalyancada "bobin" anlamına gelen rocchetto olup, silindirik şekil benzerliğinden ötürü modern anlamında sahiplenilen kelimenin kullanımı 20. yüzyıl başlarında savaş gemilerinin öz itmeli ateşleme mermilerine dayanmaktadır. Türk Dil Kurumuna göre Türkçeye Fransızca roquette kelimesinden geçmiştir.

<span class="mw-page-title-main">Kanat</span> hayvan ya da cansız bir objenin uçmasını sağlayan organ ya da parça

Kanat, uçma veya hareket etme amacıyla kullanılan ve genellikle kuşlar, böcekler veya uçaklar gibi hayvanlar veya araçlar tarafından kullanılan bir yapıdır. Kanatlar, aerodinamik prensiplere dayalı olarak tasarlanmış ve şekillendirilmiştir, böylece hava akışını kontrol ederek uçuş veya hareket sağlayabilirler. Kanat belli bir evrimsel ve biyolojik süreç sonrası oluşabilmesinin yanı sıra beşeri olarak da modellenebilip uçmak veya bir sıvı içerisinde hareket sağlamak için de özelleştirilebilmektedir.

<span class="mw-page-title-main">Kanat profili</span>

Kanat profili veya aerofoil, kanat, yelken, dümen, pervane kanadı, rotor veya türbin gibi bir akışkan içindeki hareketi kaldırma kuvveti oluşturabilen nesnenin kesit şeklidir.

<span class="mw-page-title-main">Veter hattı</span>

Veter hattı, veter çizgisi veya kord hattı. Kord hattı, arka kenar ile kordun önde gelen kenara kesiştiği nokta arasındaki mesafedir. Kordun tanımlanmasında kullanılan öndeki nokta, en küçük yarıçaplı yüzey noktası olabilir. Bir türbin kanadı için kord, konveks tarafı yukarıya doğru bakacak şekilde düz bir yüzeye yatırıldığında, iki boyutlu kanat kesitinin ön ve arka noktalarının bir düz yüzeye değdiği noktalar arasındaki çizgi ile tanımlanabilir.

<span class="mw-page-title-main">Sürükleme</span>

Sürükleme; akışkanlar mekaniğinde bir cismin, bir akışkan içindeki hareketine gösterdiği direnç. Sürükleme İngilizce drag sözcüğüne atfen "D" harfi ile gösterilir.

<span class="mw-page-title-main">Aerodinamik</span> Fizik terimi ve bilim dalı

Aerodinamik, hareket eden katı kütlelerin havayla etkileşimlerini inceleyen bilim dalıdır. Aerodinamik sözcüğü Yunancadan gelmiş olup bu bilim dalı havanın hareketi ile ilgilidir. Parçalı olarak katı bir cisim ile irtibata geçmiş olması, havanın hareketi ve uçağın kanadı gibi, buna örnek olarak gösterilebilir. Aerodinamik akışkan dinamiği ve gaz dinamiğinin bir alt dalıdır ve aerodinamiğin birçok bakış açısı, teorisi bu alanlarda ortaktır. Aerodinamik genellikle gaz dinamiği için kullanılır; gaz dinamiğinin aerodinamikten farkı, tüm gazlar için çalışması ve aerodinamik gibi yalnızca hava ile sınırlanmamış olmasıdır.

<span class="mw-page-title-main">Kritik Mach sayısı</span>

Aerodinamikte, bir hava taşıtının kritik Mach sayısı kanattaki küçük bir bölge üzerindeki akışın ses hızına ulaştığı en küçük mach sayısıdır.

<span class="mw-page-title-main">Ses</span> canlıların işitme organları tarafından algılanabilen periyodik basınç değişimleridir.

Ses, canlıların işitme organları tarafından algılanabilen periyodik basınç değişimleridir. Fiziksel boyutta ses, katı, sıvı veya gaz ortamlarda oluşan basit bir mekanik düzensizliktir. Bir maddedeki moleküllerin titreşmesi sonucunda oluşur.

<span class="mw-page-title-main">Dümen</span>

Dümen, deniz ve hava taşıtlarının sapma hareketini gerçekleştirmesine yarayan, dikey stabilize üzerindeki kumanda yüzeyi. Hidrolik ve joystick olmak üzere iki tür dümen vardır.

<span class="mw-page-title-main">Yer sürati</span>

Yer sürati (GS), uçuştaki herhangi bir hava aracının yeryüzü üzerindeki izdüşümünün hızı. GS kısaltması İngilizce ground speed kavramının akronimidir. Havacılıkta yer süratinin hava sürati ile ilişkisinin anlaşılabilmesi için öncelikle şu süratlerin bilinmesi gerekir:

Akışkanlar dinamiğinde, sürüklenim bir sıvı içerisinde hareket eden bir cismin hareket yönüne zıt yönde etki eden kuvvet topluluğuna denir. Bu kuvvet iki sıvı yüzeyi arasında veya bir katı ve bir sıvı yüzeyi arasında olabilir. Diğer durdurucu kuvvetler nazaran sürüklenim kuvveti hıza bağlıdır. Bir sıvının akış yönü hizasında bulunan katı bir cisme göre, sürüklenim kuvvetleri sıvının hızını her zaman azaltır.

<span class="mw-page-title-main">Roket motoru</span>

Roket motoru, genellikle yüksek sıcaklıktaki gaz olan yüksek hızlı itici bir sıvı jeti oluşturmak için tepkime kütlesi olarak depolanmış roket itici gazlarını kullanır. Roket motorları, Newton'un üçüncü yasasına göre kütleyi geriye doğru fırlatarak itme üreten tepki motorlarıdır. Çoğu roket motoru, gerekli enerjiyi sağlamak için reaktif kimyasalların yanmasını kullanır, ancak soğuk gaz iticileri ve nükleer termal roketler gibi yanmayan biçimleri de mevcuttur. Roket motorları tarafından tahrik edilen araçlara genellikle roket denir. Roket araçları, çoğu yanmalı motorun aksine kendi yükseltgen taşır, bu nedenle roket motorları, uzay aracını ve balistik füzeleri itmek için bir boşlukta kullanılabilir.

<span class="mw-page-title-main">Darrieus rüzgâr türbini</span>

Darrieus rüzgâr türbini, rüzgar enerjisinden elektrik üretmek için kullanılan bir tür dikey eksenli rüzgâr türbinidir (DERT). Türbin, dönen bir şaft veya çerçeve üzerine monte edilmiş bir çok kavisli kanat profili kanatlarından oluşur. Kanatların kavisi, kanadın yalnızca yüksek dönüş hızlarında gerilim altında gerilmesine olanak tanır. Düz kanatlar kullanan birkaç yakından ilişkili rüzgar türbini vardır. Türbinin bu tasarımı, Fransız havacılık mühendisi Georges Jean Marie Darrieus tarafından patentlenmiştir; patent başvurusu 1 Ekim 1926'da yapılmıştır. Darrieus türbinini aşırı rüzgar koşullarından korumak ve kendi kendine çalışmasını sağlamak konusunda büyük zorluklar vardır.

<span class="mw-page-title-main">Plazma aktüatörü</span>

Plazma aktüatörleri halihazırda aerodinamik akış kontrolü için geliştirilen bir aktüatör tipidir. Plazma aktüatör ionocraft ile aynı yolla kuvvet uygular.

<span class="mw-page-title-main">Alan kuralı</span> tasarım tekniği

Transonik alan kuralı olarak da adlandırılan Whitcomb alan kuralı, bir uçağın transonik ve süpersonik hızlarda, özellikle Mach 0.75 ve 1.2 arasında sürüklenmesini azaltmak için kullanılan bir tasarım tekniğidir.

<span class="mw-page-title-main">Paramotor</span>

Paramotor, motorlu bir yamaç paraşütünün ("PPG") koşum takımı ve itici kısmının genel adıdır. İki temel tip paramotor vardır: ayakla fırlatma ve tekerlek fırlatma.

<span class="mw-page-title-main">Rüzgar türbini aerodinamiği</span>

Rüzgarın enerjisi, rüzgar türbininin dönen kanatlarına rüzgarın uyguladığı aerodinamik kuvvetler yoluyla türbinin alternatöründe elektrik enerjisine çevrilir. Bu nedenle aerodinamik hesaplamalar rüzgar türbininde önemlidir. Çoğu makine gibi rüzgar türbinleri de hepsi farklı enerji kazanım kavramlarına dayanır.