Gidroaeromexanika

Gidroaeromexanika-mexanika bo’limi bo’lib, suyuq va gazsimon muhitlar harakatini, ularning o’zaro va o’zlari bilan chegaralangan qattiq jismlar bilan ta’sirlashuvini o’rganadi.

Fizika bo’limi-suyuqliklar va gazlar molekulyar-kinetik nazariyasidan farqli holda (Kinetik nazariya), gidroaeromexanika suyuqliklar va gazlarning haqiqiy molekulyar strukturasini moddiy muhit haqidagi ideallashtirilgan tasavvurlar bilan almashtiradi, bu tasavvurlarga muvofiq, suyuqliklar va gazlar ikki asosiy xossaga: tutashlik (uzluksizlik) va yengil harakatchanlik (oquvchanlik) ka egadir. Bunda suyuqliklar amalda siqilmaydi, deb hisoblanadi.

Gidroaeromexanikaning ikki asosiy bo’limi bor. Aeromexanika havo (to’g’rirog’i, gazsimon) muhitning harakat qonunlarini va bunday muhitning unda harakatlanayotgan qattiq jismlar bilan o’zaro ta’sirini o’rganadi. qattiq jismlar asosan aviatsiyada qo’llaniladigan shaklga yaqin bo’lgan jinslar (masalan, qanot, uzun aylanuvchan jism va shunga o’xshashlar) bo’lishi kerak. Gidromexanika-siqilmaydigan suyuqliklarning bosim va harakatini hamda ularning qattiq jismlar bilan o’zaro ta’sirini o’rganadi. Gidroaeromexanika nazariy va eksperimental yo’nalishlarga bo’linadi.

Suyuqliklar harakatini nazariy jihatdan tadqiq qilishda yo suyuqliklarning moddiy zarralar sifatida ko’riladigan, hajmni tutash to’ldiruvchi alohida zararlarining koordinatalari hisob qilinadi (Lanraj tavsifi yoki bu zaralarning harakatlanayotgan suyuqlik bilan to’lgan fazodagi tezliklari hisob qilinadi (Eyler tavsifi). Lagranj tavsifidan asosan suyuqlikda tebranma hodisalarni bayon qilishda foydalaniladi.

Nazariy aerodinamika gidroaeromexanikaning umumiy tenglamalariga asoslanadi. Bunda suyuqlik yoki gazning jinslar atrofi bo’ylab harakatiga va oqimning ularga beradigan bosimiga oid nisbatan sodda masalalarni o’rganish uchun aerodinamikada siqilmaydigan (kichik tezliklar uchun) yoki siqiladigan (katta tezliklar uchun) ideal suyuqlikning harakat tenglamalaridan foydalaniladi. YAnada murakkabroq masalalarini hal etishda yopishqoq suyuqliklarning harakat tenglamalari qo’llaniladi (Yopishqoqlik).

Eksperimental gidroaeromexanikaning bosh masalasi-suyuqliklar va gazlarning ulardan harakat qilayotgan yoki tinch turgan qattiq jismlar bilan o’zaro ta’sirini o’rganishdan iboratdir. Eksperimental metodlar suyuqlik va gaz harakati bilan qayta tiklanishi qulay bo’lgan fizik protsesslar o’rtasidagi o’xshashlikka yoki modellashga asoslanadi. Suyuqlik yoki gaz oqimini kichiklashtirilgan masshtabda aerodinamik trubalarda, tajriba basseynlarida va shunga o’xshashlarda o’rganiladi.

Gidroaerostatika gidroaeromexanikaning bir qismi bo’lib, muvozanatdagi suyuqlik va gazlarning kanday kuch bilan idish devorlariga, shuningdek, ularga botirilgan jismlarga ta’sir qilishini aniqlaydi. Gidroaerostatikaning asosiy qonunlari—Paskal qonuni : suyuqlik (yoki gaz) ning sirtiga tashqi kuchlar ko’rsatgan bosim suyuqlik (yoki gaz) tomonidan barcha yo’nalishlarga birday uzatiladi; Arximed qonuni: suyuqlik (yoki gaz) ga botirilgan har qanday jismga shu suyuqlik (yoki gaz)tomonidan yuqoriga yo’nalgan kuch ta’sir qiladi, bu kuch jism siqib chiqargan hajmning og’irlik markaziga quyilgan va kattaligi jihatidan siqib chiqarilgan suyuqlik (yoki gaz) og’irligiga teng.

Gidroaeromexanika haqidagi birinchi tasavvurlar qadim vaqtlardayoq yuzaga kelgan edi, chunki bunday tasavvurlar odamlarning amaliy faoliyatida: quduqlar, kanallar qazishda, sollar, qayiqlar yasashda, o’sha davrlar uchun anchagina murakkab bo’lgan gidro va aerodinamik qurilmalar (masalan, eshkak, yelkan, nasos va shunga o’xshashlarni) yasashda kerak bo’lgan.

Gidroaeromexanikaning bu sohada vujudga kelgan dastlabki vaqtdan boshlaboq eng muhim masalasi muhit (suv, havo) bilan unda harakatlanayotgan yoki tinch turgan jismlar bilan o’zaro ta’sirini o’rganish bo’lgan. Miloddan avvalgi III asrda Arximed gidroaerostatikaning asosiy qonunini kashf qildi hamda suyuqliklar va gazlarning muvozanat nazariyasini yaratdi. Uning asarlari qator gidravlik apparatlar, jumladan, porshenli nasoslarni yasashda asos bo’lib xizmat qildi.

Uyg’onish davrida Leonardo da Vinchi kanallar va irrigatsiya sistemalari loyihalarini ishlashda suyuqliklarning muvozanat shartlarini o’rgandi. Qushlarning parvozini kuzatib, u muhit qarshiligining mavjudligini kashf qildi.

XVII asrda fransuz olimi B. Paskal suyuqliklar va gazlarning bosimini o’rganib, suyuqlik va gazning biror nuqtasida bosim barcha yo’nalishlarda birday kuch bilan ta’sir qilishini aniqladi hamda bundan suyuqliklar va gazlarda bosimni uzatish qonuniyatlarini ifodaladi.

Muhit qarshilik qonunining birinchi nazariy ta’rifi I. Nyutonga tegishli bo’lib, u jismning suyuqlik yoki gazda harakatlangandagi qarshiligini zarralarning shu jism ko’ndalang (peshona) qismiga zarbalari bilan tushuntirdi. Bu qarshilik kattaligi jihatidan R=Suρ2 ga teng, bu yerda R—qarshilik, S—eng katta ko’ndalang kesim yuzi, ρ—suyuqlik yoki gaz zichligi, u—jism (yoki oqim) ning harakat tezligi.

Lekin amalda Nyuton formulasiga ko’ra hisoblangan R kattalik tajribada, masalan, aerodinamik trubada olingan qiymatidan farq qiladi, chunki Nyuton formulasida jismlar sirtidan oqimlarning aylanib o’tishi hisobiga olinmagan. Shu munosabat bilan jismning qarshiligi formula bo’yicha hisoblangan qarshilikdan necha marta farq qilishini ko’rsatuvchi Sx tuzatma koeffitsiyent kiritilgan: yosh fizik Turli shakldagi jismlar (masalan, plastinka, shar va shunga o’xshashlar) uchun d ning o’zgarmas qiymatga ega ekanligi tajribada aniqlangan.

Gidroaeromexanikaning kelgusi taraqqiyotiga shveytsariyalik olim D. Bernullining «Gidrodinamika» (1738) asari katta hissa bo’lib qo’shildi, bu asarda u hozirgi vaqtga qadar muhim amaliy ahamiyatga ega bo’lgan qonunni ifodalab berdi. Bu qonunga muvofiq, oqayotgan suyuqlikning bosimi uning harakat tezligi kichik bo’lgan kesimlarida katta va aksincha, harakat tezligi katta bo’lgan kesimlarida kichik bo’lar ekan.

L. Eylerning «Suyukliqlar harakatining umumiy printsiplari» (1755) asarida birinchi marta ideal suyuqlik harakatining asosiy tenglamalari chiqarildi va bosim tushunchasining dinamik ta’rifi berildi.

XIX asrda qattiq jismning suyuqlikdagi harakati umumiy nazariyasi qator olimlar —G. Kirxgof, U. Tomson, J-Maksvell, N. ye. Jukovskiy, S. A. Chapligin, A. M. Lyapunov va boshqalar tomonidan ishlandi. Aviatsiyaning tug’ilishi gidroaeromexanikaning maxsus bo’limi—aerodinamikaning taraqqiyotiga kuchli turtki bo’ldi. N. ye. Jukovskiy, S.A. CHapligin, F. Lanchester, L. Prandtlning samolyotning qanoti va parraklari hamda butun samolyotning harakati nazariyasiga oid asarlari paydo bo’ldi.

XIX asrning birinchi yarmida gidroaeromexanikaning ikki yangi tarmog’i—yopishqoq suyuqlik dinamikasi va gaz dinamikasi paydo bo’ldi.

Yopishqoq suyuqlik dinamikasi asoslari, 1820 yillarda frantsuz olimi A. Nave tomonidan yaratildi va ingliz fizigi J. Stoks ishlarida o’zining nihoyasiga yetdi. 1851 yilda ta’riflangan Stoks qonuniga ko’ra, qattiq shar yopishqoq suyuqlikda sekin ilgarilanma harakatlanganida u duch keladigan qarshilik kuchi F=6hpru; bu yerda η —suyuqlikning yopishqoqlik koeffitsiyenti, g —shar radiusi, v —uning tezligi. Bu qonundan molekulyar fizikada, kolloid ximiyada, meteorologiyada foydalaniladi. Uning yordamida mayda tuman zarralarining, kolloid zarralarning cho’kish tezligini aniqlash mumkin. Bu qonun juda yopishqoq suyuqliklarning yopishqoqlik koeffitsiyentini aniqlashda ishlatiladi.

Gaz dinamikasining rivojlanishi uchuch S. A. Chapliginning «Gaz oqimlari haqida»gi (1902) asari juda katta ahamiyatga ega bo’ldi.

Hozirgi zamon gidroaeromexanikasi ko’plab kichik bo’limlardan iborat tarmoqlangan fan bo’lib, matematika, fizika, ximiya singari boshqa fanlar bilan chambarchas bog’langandir. Aviatsiya, raketa texnikasi va h.k. ning turli-tuman texnik masalalari gidroaeromexanika metodlari bilan hal qilinadi.

Mamlakatimizda gidroaeromexanika sohasidagi nazariy va eksperimental tadqiqotlar qator institutlar va ilmiy markazlarda, jumladan, 1918 yilda Moskvada tashkil etilgan Markaziy aerogidrodinamika institutida olib boriladi.

Ma'lumotlardan nusxa ko'chirish uchun telegram botimizga o'ting!
Telegramda bizga qo'shiling!(TEST!)

yosh-fizik. uz