Chapter 6

Drag

  1. Lesson 1 of 4, 7 min

    Parasite drag আর boundary layer

    Drag দুই পরিবারের। একটা পরিবার lift বানানোর সাথে সম্পর্কহীন, শুধু air-এর মধ্য দিয়ে একটা জিনিস ঠেলে নেওয়ার খরচ: একে বলে parasite drag (পরগাছার মতো, কোনো কাজে আসে না)। এর তিন সদস্য।

    Skin friction আর boundary layer

    Surface-এর একদম গায়ে লেগে থাকা air plane-এর সাথেই চলে (relative speed শূন্য)। একটু দূরে গেলে air ধীরে ধীরে free stream speed-এ পৌঁছায়। এই পাতলা layer-টাই boundary layer (leading edge-এ প্রায় 2 mm, trailing edge-এ প্রায় 20 mm)। এখানে air-এর ঘর্ষণ থেকেই skin friction drag।

    • সামনের দিকে boundary layer laminar (মসৃণ, layer গুলো মেশে না), কিছুদূর পরে transition point-এ গিয়ে turbulent হয়ে যায়।
    • Turbulent layer-এ skin friction বেশি, কিন্তু এর kinetic energy-ও বেশি, তাই এটা separation-এর বিরুদ্ধে বেশি টেকে।
    • Transition সামনে এগিয়ে আসে (মানে friction বাড়ে) surface রুক্ষ হলে, আর adverse pressure gradient থাকলে। Aerofoil-এ transition সাধারণত maximum thickness-এর কাছে।

    Form (pressure) drag

    Boundary layer পেছনে যেতে যেতে energy হারায়। Adverse pressure gradient-এর সামনে যথেষ্ট energy না থাকলে সে surface ছেড়ে দেয়: separation। Separation-এর পেছনে pressure কম, সামনে বেশি, তাই জিনিসটা পেছনে টান খায়। এটাই form drag।

    Sketch of two cyclists side by side, one sitting upright catching the wind, one crouched low and streamlined
    দুজনের speed একই, কিন্তু সোজা হয়ে বসা জনের form drag অনেক বেশি। Streamlining!

    Streamlining দিয়ে separation-কে যতটা সম্ভব পেছনে ঠেলা হয়: long, ধীরে tapering shape (বেশি fineness ratio = length ÷ depth)।

    Interference drag

    দুটো অংশ যেখানে মেলে (wing আর fuselage, engine pylon আর wing), সেখানে দুই airflow একে অপরকে বিরক্ত করে extra drag বানায়। কমানো হয় fillet আর fairing দিয়ে।

    Skin friction + form = profile drag। Profile + interference = parasite drag। Parasite drag IAS²-এর সাথে বাড়ে: Speed double মানে parasite drag চারগুণ।
    Turbulent boundary layer laminar-এর চেয়ে কোন দিক থেকে ভালো, আর কোন দিক থেকে খারাপ?
    ভালো: বেশি energy, তাই separation দেরিতে হয়। খারাপ: skin friction বেশি।
    Next: Induced drag: lift বানানোর খরচ