Aerodinamik; hareket eden katı
kütlelerin havayla etkileşimlerini inceleyen bilim dalıdır. Aerodinamik
sözcüğü Yunanca'dan gelmiş olup havanın hareketi hakkında olan bir
bilim dalıdır. Parçalı olarak katı bir cisim ile irtibata geçmiş olması
, havanın hareketi ve uçağın kanadı gibi, buna örnek olarak
gösterilebilir. Havanın göreli
hareketlerinden kaynaklanan kuvvetler 3 çeşittir. Bunlar taşıma ve
sürükleme ve direnç kuvvetleridir. Hava taşımacılığında taşıma ve
sürükleme kuvvetleri önemli bir yer tutmaktadır. Kara araçları için ise
belirli bir hıza kadar sadece direnç sürükleme kuvvetleri dikkate
alınır. Fakat çok hızlı kullanılan araçlarda taşıma kuvvetinin de
dikkate alınması gerekir.
Modern olarak resmi aerodinamik çalışmaları on sekizinci yüzyılda başladı, önemli konseptlerin gözlemleri olmasına karşın, aerodinamik sürükleme gibi, çok daha önceden kaydedilmişti. İlk aerodinamik çalışmaları havadan ağır olma deneyi olarak Wilbur ve Orville Wright tarafından 1903'te yapılmıştı. Bunlardan sonra aerodinamiğin matematiksel analizleri, deneysel yakınsamalar, rüzgâr tünelleri deneyleri, ve bilgisayar canlandırmaları hala süren bilimsel temelleri oluşturdu. Hala sürmekte olan aerodinamik çalışmaları sıkıştırılabilir akım, türbülans ve sınırlandırılmış tabakalar hakkında olmaktadır.
Çalışma Alanları
Özellikle uçakların, roketlerin ve füzelerin havadaki hareketlerini belirleyen ilkeleri açıklar. Ayrıca otomobillerin, hızlı trenlerin, gemilerin tasarımıyla, köprülerin ve çok yüksek yapıların şiddetli rüzgâra dayanabilecek biçimde inşa edilmeleriyle ilgilenir.
Aerodinamik yaptığı uygulamalarla uzay mühendisliğinde çok önemlidir. Otomobilleri de içeren birçok kayda değer faktörde ve araç tasarımında etkilidir. Gemicilikte araca etki eden kuvvet ve momentlerin önceden belirlenmesinde çok önemlidir. İnşaat mühendisleri köprüler ve binalardaki rüzgâr birikmesini bulmak için aerodinamik ve aeroelastiklik kullanırlar. Şehir aerodinamiği şehir planlamacılarına çok yardımcı olur ve tasarımcılar dış mekanlardaki konforu arttırır.
Araçlarda Aerodinamik
Otomobillerin hava sürtünme katsayısının düşük olması ve havanın içinden daha kolay geçebilmesi, hem aracın dengesini hem de yakıt tüketimini olumlu etkiler.
Son dönemlerde hava akımını kolaylaştırmak ve sürtünmeyi azaltmak amacıyla da otomobillerin dizaynlarında yuvarlak hatlar kullanılıyor. En ideali bir su damlasının şeklidir. Uçakların kanatlarının uzunlamasına kesiti incelendiğinde su damlasına benzediği yani önde yuvarlak ve kalın, arkada ince olduğu görülür. Hortum, Tayfun gibi şiddetli rüzgarların tehlikeli olmalarının bir nedeni alçaktan eserek yukarı doğru basınç oluşturması ve önüne çıkan herhangi bir kütleyi yukarı doğru savurmasıdır. Bu tipte bir etki de hızlı otomobillerde meydana gelir. Aracın hızı arttıkça üzerindeki basınç düşer, düşen basınç araç üzerinde emme etkisi yapar ve alttan giren hava aracı yukarı kaldırmak için basınç uygular. Oluşan bu basınçlar aracın tekerleklerinin zeminle temasını en aza indirir ve hatta virajlarda aracın savrulmasına veya takla atmasına neden olabilir. Bu nedenle yarış otomobillerinin alt yapısına eğrilik verilir fakat yine de bu etkinin önüne tam olarak geçilemez.