Ka shumë dukuri dhe ligje fizike të zbuluara nga njeriu krejt rastësisht. Duke filluar nga molla legjendare që ra mbi kokën e Isak Njutonit, dhe Arkimedi duke bërë banjë paqësisht, e deri te zbulimet më të fundit në fushën e krijimit të materialeve të reja dhe biokimisë. Efekti Coanda i përket së njëjtës seri zbulimesh. Mjaft e çuditshme, por aplikimi i tij praktik në teknologji është ende në fazën fillestare. Pra, cili është efekti Coanda?
Historia e zbulimit
Inxhinieri rumun Henri Coanda, gjatë testimit të avionit të tij eksperimental, të pajisur me një motor reaktiv, por me një trup prej druri, për të parandaluar ndezjen e trupit nga një rrymë avion, vendosi pllaka metalike mbrojtëse në anët e motorët. Megjithatë, efekti i kësaj doli të ishte i kundërt i asaj që pritej. Avionët e skaduar, për arsye të panjohura, filluan të tërhiqen nga këto pllaka mbrojtëse dhe strukturat prej druri të kornizës së ajrit të vendosura në zonën e vendosjes së tyre mund të ndizen. Testet përfunduan në një aksident, por vetë shpikësi nuk e bërivuajtur. E gjithë kjo ndodhi në fillim të shekullit të 20-të.
Verifikimi eksperimental
Efekti Coanda është një fenomen që mund ta provoni nga komoditeti i kuzhinës tuaj. Nëse hapni ujin në rubinet dhe sillni një pjatë të sheshtë në rrjedhën e ujit, mund ta shihni këtë efekt me sytë tuaj. Uji mezi do të devijojë dukshëm drejt pjatës. Në të njëjtën kohë, shkalla e rrjedhës së ujit mund të mos jetë shumë e lartë. Në parim, ky fenomen vërehet në çdo medium: ujë ose ajër. Gjëja kryesore është prania e një rrjedhjeje mesatare dhe prania e një sipërfaqeje ngjitur me këtë rrjedhje nga njëra anë.
Meqë ra fjala, ky fenomen ka një emër tjetër - efekti i kazanit. Falë këtij efekti, kur çajniku anohet, uji prej tij nuk bie në filxhan, por derdhet në grykë, duke përmbytur mbulesën e tavolinës, dhe nganjëherë gjunjët e të tjerëve. Meqenëse ligjet e hidrodinamikës dhe aerodinamikës në tërësi, me disa përjashtime, janë praktikisht identike, në mënyrë që të mos përsëriten, në të ardhmen efekti Coanda do të merret parasysh për mjedisin ajror.
Fizika e fenomenit
Efekti Coanda bazohet në ndryshimin e presionit që rezulton në rrjedhën në prani të një muri që kufizon këtë rrjedhje, duke parandaluar hyrjen e lirë të ajrit nga njëra anë. Çdo rrjedhë ajri përbëhet nga shtresa me shpejtësi të ndryshme. Në të njëjtën kohë, është vërtetuar eksperimentalisht se forca e fërkimit midis shtresës së ajrit dhe sipërfaqes së ngurtë ngjitur është më e vogël se midis shtresave individuale të ajrit. Kështu, shpejtësia e shtresës së ajrit që kalon afër sipërfaqes rezulton të jetëmbi shpejtësinë e shtresës së ajrit të largët nga kjo sipërfaqe.
Për më tepër, në një distancë mjaft të madhe, shpejtësia e njërës prej shtresave të ajrit në lidhje me sipërfaqen në përgjithësi do të jetë e barabartë me zero. Rezulton një fushë jo uniforme e shpejtësive përgjatë lartësisë së rrjedhës. Në përputhje me ligjet e dinamikës së gazit, këtu lind një ndryshim i presionit tërthor, i cili devijon rrjedhën drejt presionit më të ulët, domethënë atje ku shpejtësia e shtresës së ajrit është më e lartë - drejt murit kufizues. Duke zgjedhur formën e hundës dhe sipërfaqen, duke eksperimentuar me distancat dhe shpejtësinë, është e mundur të ndryshoni drejtimin e rrjedhës në një gamë mjaft të gjerë.
Matematikë
Për një kohë shumë të gjatë, fenomeni i përshkruar nuk u njoh fare, pavarësisht qartësisë së tij dhe lehtësisë relative të verifikimit eksperimental. Më pas lindi nevoja për llogaritjet teorike të forcës dhe vektorit të kësaj force, pra për të llogaritur efektin Coanda. Llogaritjet e tilla janë bërë për lloje të ndryshme avionësh.
Formulat e nxjerra janë mjaft të rënda dhe përfaqësojnë një kombinim të llogaritjes diferenciale me trigonometrinë. Por këto llogaritje komplekse dhe me shumë hapa mund të japin vetëm një rezultat të përafërt. Natyrisht, e gjithë kjo nuk llogaritet në letër, por duke përdorur algoritme moderne të ngulitura në kompjuter. Sidoqoftë, vlerat reale mund të merren vetëm eksperimentalisht. Shumë faktorë kontribuojnë në këtë efekt dhe jo të gjithë mund të përshkruhen duke përdorur formula matematikore.
Nga çfarë varet ky fenomen
Duke lënë mënjanë analizën e përpunuar të formulave, e cila kërkon aftësi të jashtëzakonshme, forca e efektit Coanda varet nga shpejtësia e rrjedhës, raporti i diametrit të rrjedhës dhe lakimi i murit. Eksperimentet kanë treguar se vendndodhja dhe diametri i grykës, vrazhdësia e sipërfaqes së murit, distanca midis rrjedhës dhe murit që e kufizon atë, si dhe vetë forma e murit, kanë një rëndësi të madhe. Gjithashtu vihet re se efekti Coanda është më i theksuar në rrjedhën e turbullt.
Çfarë tjetër doli zbuluesi
Pas zbulimit të fenomenit, A. Coanda filloi ta zhvillonte atë dhe të kërkonte aplikime praktike. Rezultati i përpjekjeve të tij ishte një patentë për shpikjen e një ombrellë fluturuese. Nëse grykat janë instaluar në qendër të hemisferës të ngjashme me një ombrellë, duke nxjerrë një rrymë gazesh, atëherë, në përputhje me efektin Coanda, kjo rrymë do të shtypet në sipërfaqen e hemisferës dhe do të rrjedhë poshtë, duke krijuar një rajon të ulët. presion mbi ombrellë, duke e shtyrë atë lart. Vetë shpikësi e quajti atë krahu i një avioni, i mbështjellë në një unazë.
Përpjekjet për ta vënë në praktikë këtë shpikje nuk kanë qenë të suksesshme. Arsyeja është paqëndrueshmëria e aparatit në ajër. Megjithatë, përparimet e fundit në fushën e kontrollit inteligjent të strukturave të paqëndrueshme në ajër, i ashtuquajturi parimi Fly by Wire, japin shpresë për shfaqjen e këtij avioni ekzotik.
Çfarë u arrit
Megjithëse nuk ishte e mundur të ngrihej ombrella e shpikësit në ajër, efekti Coanda nëaviacioni përdoret, por, relativisht, në zona dytësore. Nga shembujt më të shquar, mund të përmendet një helikopter pa një rotor bishti të zhvilluar në vitet '40, funksionet e të cilit për të kompensuar rrotullimin e rotorit kryesor u kryen nga një tifoz i instaluar në pjesën e pasme dhe grykë me udhëzues të veçantë. I njëjti sistem bëri të mundur kontrollin e helikopterit në hap dhe hap. Kjo është aplikuar në MD 520N, MD 600N dhe MD Explorer.
Në aeroplanë, efekti Coanda është, para së gjithash, një rritje e ngritjes nga fluksi shtesë i ajrit nga motori në sipërfaqen e sipërme të krahut, i cili jep efektin maksimal kur lëshohet mekanizimi, domethënë kur krahu ka profilin më "konveks", duke lejuar që rrjedha të largohet pothuajse vertikalisht poshtë. Kjo është zbatuar në avionët sovjetikë An-72, An-74 dhe An-70. Të gjitha këto makina kanë përmirësuar karakteristikat e ngritjes dhe uljes, duke lejuar përdorimin e korsive të shkurtra për ngritje dhe ulje.
Nga teknologjia amerikane mund të emërtojmë "Boeing C-7", duke përdorur të njëjtin parim, si dhe një numër makinerish eksperimentale. Në periudhën e pasluftës, u bënë shumë përpjekje për të krijuar një avion bazuar në parimet e efektit Coanda. Të gjithë kishin formën e një disku fluturues dhe të gjithë pas një kohe të caktuar u mbyllën për shkak të vështirësive teknike. Është e mundur që këto punime po kryhen në një formë rreptësisht të ruajtur në kohën e tanishme.
Nga qielli në tokë dhe nën ujë
Për të rritur shtrëngimin e rrotave me pistën, filloi të përdoret efekti Coandadhe në dizajnet e makinave të Formula 1. Makineritë janë të pajisura me difuzorë dhe panarë, kundrejt të cilave shtypet rrjedha e gazrave të shkarkimit, duke siguruar efektin e dëshiruar. Figura e mësipërme tregon lëvizjen e gazrave të shkarkimit që ngjiten në konturet, pavarësisht nga fakti se vetë tubi i shkarkimit është i drejtuar lart.
Përveç transportit tokësor, është bërë dhe po kryhet punë eksperimentale lidhur me përdorimin e këtij fenomeni në nëndetëse. Në veçanti, një biçikletë nënujore mjaft ekzotike u krijua në Shën Petersburg, për disa arsye e quajtur në anglisht - Blue Space, e përkthyer si "hapësirë blu". Ajo që ai përdor për të lëvizur është efekti Coanda. Fairings janë instaluar përpara "biçikletës nënujore", në të cilën janë montuar rulat e kanotazhit, duke thithur ujin përmes çarjeve speciale. Më pas, uji shtyhet në sipërfaqen e trupit të makinës, duke krijuar shtytje në sipërfaqen e saj. Uji rrjedh rreth të gjithë bykut, duke u thithur përsëri në vrimën në pjesën e prapme dhe duke u shtyrë jashtë.
