Rüzgâr tüneli

Rüzgâr tüneli, hava, sıvı ve plazma gibi hareketli bir akış içinde bulunan katı cisimlere akışın uyguladığı etkinin ve cisimlerin akış üzerindeki etkisinin incelenmesi, araştırılması ve yorumlanması için tasarlanarak üretilen ve içindeki akışkanla yapay olarak üretilen akışın hızının kontrol edilebildiğitünellere denir.

Hava tünelinden (ya da rüzgâr tüneli)içine yerleştirilen gerçek ya da küçültülmüş boyutlardaki parça ve araçların aerodinamik niteliklerinin,denetlenebilen koşullar altında denenmesinde yararlanılır.Düzgün bir gaz (ya da hava) akışı sağlaması gerektiği gibi,gerekli hızlara göre farklı düzenekler kullanılır.

Eskiden yalnızca uçak gövdelerinin aerodinamik biçimlerinin denetiminde kullanılan hava tünellerinden,günümüzde hem mermilerin ve kara-demir yolu taşıtlarının biçimlerinin belirlenmesinde,hem de yüksek yapıların,köprülerin güç iletim hatlarının ve radar tarayıcılarının rüzgâr yükleri ile gazların güvenlikle boşaltılması için,yüksek binaların çevresinde oluşan rüzgâr girdaplarının incelenmesi için,kara yollarının bulunduğu bölgelere yağan karın ne biçimde biriktiğinin araştırılması için yapılan deneyler sayılabilir.

Tarihçe

19. yüzyıldaki uçma sevdalıları basit bir pervane sitemiyle çalışan kare kesitli her iki ucu açık bir dikdörtgenler prizması olarak yapmışlardır. Ancak daha sonraları bu tür bir sistemin içinden geçen havanın doğrusallığında (lineerliğinde) sorunlar yarattığı anlaşılmış ve bu durum onları başka arayışlara yönlendirmiştir.

İngiliz bilim insanı Francis Herbert Wenham, bir seri insansız başarısız planör imal etme teşebbüsünde bulunmuş. Çalışmaları esnasında, kuş kanadı benzeri bir kanattaki taşımanın çoğunun kanadın önünde oluştuğunu bulmuştur. Bunu daha da ileri götürmüş ve ince kanatların birçok kişinin iddiasının aksine yarasa kanadı tipi kanatlardan daha iyi olduğunu, çünkü bu tür ince kanatların ağırlıklarına oranla daha çok hücum kenarları olduğunu fark etmiştir. Günümüzde bu ölçüm, kanadın açıklık oranı olarak bilinmektedir. 1866'da bu çalışmasını o sıralarda yeni oluşmaya başlamış olan İngiltere Kraliyet Havacılık Topluluğuna sunmuş ve çalışmasını kanıtlamak için, 1871 yılında, dünyanın ilk rüzgâr tünelini inşa etmeye karar vermiştir.

Tipleri

Hızlarına göre

Ses altı hızlar için rüzgâr tüneli

Ses altı rüzgar tünelleri, 0.8 mach (yaklaşık 1000 km/h) altında hızlarda çalışmaktadır. Rüzgar türbinlerinin, gemilerin, uçak kanat profillerinin ve diğer akış içerisinde dinamik halde bulunan araçların; aerodinamik performansını test etmek, araçların rüzgar direncini azaltmak ve yakıt verimliliğini arttıracak optimizasyonlar yapmak için kullanılır. Şehir, bina ve benzeri statik halde bulunan yapıların; aerodinamik durumunu ve dayanımını test etmek için kullanılır.

Ses üstü hızlar için rüzgâr tüneli

Ses üstü rüzgar tünelleri, 1.2 ile 5.0 mach arasındaki (yaklaşık 1500 km/h ile 6200 km/h) hızlarda çalışmaktadır. Ses hızının üstünde hareket edebilen hava araçların ve roketlerin aerodinamik özelliklerini test etmek için tasarlanmışlardır ve şok dalgaları, sürükleme ve ısı transferi gibi yüksek hız sonucu oluşan etkileri incelemek için kullanılmaktadırlar. Tasarımında darboğaz denilen akışı daraltarak hızlandıran bölüm şok dalgaları oluşturarak istenilen testleri oluşturur. Tünelin genel dayanımı da şok dalgalarına ve yüksek hızdan kaynaklı oluşacak yüksek ısılara dayanabilecek halde yapılır.