Τι είναι το Airfoil;

Η αεροτομή είναι ένα συγκεκριμένο σχήμα, κυρίως αυτό που χρησιμοποιείται στα φτερά του αεροπλάνου, το οποίο βοηθά στη δημιουργία ανύψωσης. Εκτός από τα φτερά του αεροπλάνου, που είναι οι πιο γνωστές αεροτομές, οι ανεμιστήρες, οι έλικες και ορισμένοι σταθεροποιητές έχουν επίσης σχήμα αεροτομής. Στη φύση, η αεροτομή είναι ένα πολύ κοινό σχήμα, που βρίσκεται σε φυτά και σε πλάσματα που πετούν στον αέρα ή κολυμπούν μέσα στο νερό.

Η βασική αρχή με την οποία λειτουργεί μια αεροτομή αναφέρεται ως ανύψωση. Το σχήμα μιας αεροτομής είναι τέτοιο που ο άνεμος μπορεί να περάσει τόσο από πάνω όσο και από κάτω της. Το σχήμα της κορυφής έχει σχεδιαστεί έτσι ώστε, καθώς ο αέρας περνά από πάνω του, να επιταχύνει, μειώνοντας την πίεση του αέρα σε αυτήν την περιοχή σύμφωνα με την αρχή του Bernoulli. Ο αέρας κάτω από την αεροτομή δεν επηρεάζεται, επομένως η ταχύτητά του είναι ίδια με την πρώτη επαφή με την αεροτομή.

Ο αέρας με υψηλότερη πίεση τείνει να κινείται προς τον αέρα με χαμηλότερη πίεση και αυτή η διαφορά πίεσης προκαλεί την άσκηση δύναμης κάτω από την αεροτομή, δημιουργώντας ανύψωση. Όσο πιο γρήγορα κινείται ο αέρας – ή όσο πιο γρήγορα κινείται το αεροπλάνο στον αέρα – τόσο μεγαλύτερη είναι η διαφορά στην πίεση του αέρα και επομένως τόσο μεγαλύτερη είναι η πίεση που ασκείται. Σε μια ορισμένη ταχύτητα, ασκείται αρκετή δύναμη ώστε ένα αντικείμενο – όπως ένα αεροπλάνο – να υπερνικήσει τη δύναμη της βαρύτητας και να σηκωθεί από το έδαφος.

Μια αεροτομή μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία ανύψωσης σε κατεύθυνση προς τα κάτω, αλλάζοντας το σχήμα της. Σε αυτήν την περίπτωση, αντί να σηκώνει ένα αντικείμενο να βοηθήσει να ξεπεράσει τη δύναμη της βαρύτητας, αυξάνει την καθοδική δύναμη για να αντισταθμίσει άλλες δυνάμεις προς τα πάνω. Ένα καλό παράδειγμα αυτού μπορεί να φανεί στα φτερά ή στα «σπόιλερ» που βρίσκονται σε ορισμένα αυτοκίνητα, τα οποία βοηθούν στην αύξηση της πρόσφυσης του αυτοκινήτου σε υψηλές ταχύτητες, έτσι ώστε το αυτοκίνητο να παραμένει καλά καθισμένο στο έδαφος.

Μια αεροτομή μπορεί να έχει πολλά διαφορετικά σχήματα, ανάλογα με τον σκοπό για τον οποίο προορίζεται. Ο σχεδιασμός αεροτομών για συγκεκριμένες εργασίες είναι ένα από τα κύρια σημεία εστίασης της αεροδυναμικής και συνεχίζουν να δημιουργούνται νέα και βελτιωμένα σχέδια αεροτομών. Ορισμένα σχήματα αεροτομής, όπως αυτά που προορίζονται για αεροσκάφη που ταξιδεύουν κάτω από την ταχύτητα του ήχου, είναι στρογγυλεμένα στο ένα άκρο καμπυλωμένα προς τα κάτω σε ένα σημείο. Άλλα, όπως αυτά που προορίζονται για υπερηχητικά αεροσκάφη, έχουν πολύ πιο αιχμηρό σχήμα.

Μπορούν να επιλεγούν ορισμένα σχήματα αεροτομής προκειμένου να μειωθεί η οπισθέλκουσα και να επιτραπεί μεγαλύτερη συνολική ταχύτητα, να αυξηθεί η οπισθέλκουσα για να επιβραδυνθεί το όχημα ή να αντιδράσουν σε διαφορετικούς τύπους ρευμάτων. Ορισμένα σχέδια αεροτομής είναι συμμετρικά, με στρογγυλή καμπύλη και στις δύο πλευρές, για να επιτρέπουν σε ένα αεροσκάφος να λειτουργεί εξίσου καλά όταν πετάει ευθεία ή όταν πετάει ανάποδα.