Čo robí vzduch keď prúdi okolo tvarov?
Poďme to preskúmať na príklade valca. Častice na vnútorných trasách musia prejsť väčšiu vzdialenosť ako tie, ktoré sa nachádzajú na vonkajších trasách. Preto sa musia poponáhľať, aby nestratili kontakt so svojimi susedmi. Takže prúdia rýchlejšie. Ale ak sa tam nachádzajú ostré hrany alebo zákruty, kontakt sa preruší. Kontakt môže byť taktiež prerušený ak celá táto cesta trvá príliš dlho alebo ak sa zmeny v jej priebehu dejú príliš často.
Ale čo vlastne to „prerušenie“ znamená?
Vrstva prúdenia, ktorá prilieha k tvaru, stráca svoju väzbu (priľnavosť) a začne sa otáčať. Vznikajú víry (vzory krútiaceho sa vzduchu) a tie berú všetkých okolitých susedov so sebou. V určitej vzdialenosti sa kontakt preruší vonkajšími vrstvami prúdu. Rečou fyziky sa prekonávajú súdržné sily medzi molekulami vrstiev prúdenia.
Tento proces prerušenia brzdí tento prúd a to stojí energiu. V spojitosti s týmto je pokles tlaku z vonkajšej strany smerom dovnútra.
Telesá kladú prúdeniu odpor
Tvary, ktoré vytvárajú veľké turbulencie, kladú prúdeniu veľký odpor – je to rovnaké ako keď sa ty oprieš pri silnom vetre v búrke, aby si nespadol. Autá, lietadlá a lode sú tiež tvarované takým spôsobom, aby kládli prúdeniu najmenší možný odpor. Koeficient aerodynamického odporu Cd je obyčajné číslo bez fyzikálnej jednotky, ktoré vstupuje do príslušnej rovnice pre výpočet sily aerodynamického odporu Fd. Ak chceš vypočítať skutočný odpor auta (Fd), musíš poznať rýchlosť (v) v danom momente, najväčší prierez (A, u danej plochy), hustotu vzduchu (p) a nakoniec aj koeficient odporu auta Cd. Takto vyzerá vzorec:
Aerodynamický vztlak na krídle
Keby si sploštil aerodynamický profil na jednej strane, dostaneš profil krídla. Potom na ohnutej vrchnej strane - vďaka väčšej vzdialenosti – vzniká nízkotlaková oblasť vzhľadom k spodnej strane. Nízky tlak ťahá vietor smerom nahor, čo je známe ako aerodynamický vztlak.
V tom spočíva riešenie dlhoročné tajomstvo letu. Krídla lietadla sú ťahané nahor aerodynamickým vztlakom. Silne zakrivené krídla môžu uniesť viac ako tie tenšie, ale na druhej strane vyvíjajú tiež väčší odpor a tým lietadlo spomaľujú oveľa viac ako tenšie. Dopravné lietadlá majú silne zakrivený tvar a letia pomaly. Nadzvukové stíhačky, ako boli napríklad tie od Concorde, majú tenké a rýchle profily.
Klzáky sú modelované podľa vzoru vtákov. Každé vtáčie krídlo má prierez profilu krídla. Vták sa dokáže kĺzať vzduchom roztiahnutým a mávajúcim pohybom. Trošku sa otáčajú (rotujú,) a preto tiež pracujú ako vrtule. Ak je krídlo mierne naklonené vzhľadom k prúdeniu vzduchu, existuje tiež tlak na spodnej strane, čo zintenzívňuje vztlak (ale aj odpor - viď obrázok vyššie).
Otto Lilienthal (1848 – 1896) systematicky skúmal let vtákov a základné princípy aerodynamiky. Počnúc rokom 1891 vykonal prvé dlhšie lety na klzáku. Jeho skok do metódy lietania znamenal počiatok éry lietadiel. V nemeckom Arkame, kde sa narodil, je postavené múzeum, kde je vystavených mnoho jeho lietajúcich strojov. Viaceré sa podobajú nadrozmerným netopierom.