Bueno, esta es una pregunta interesante y me alegra poder responderla porque en mis días de universidad hice la misma pregunta y busqué la respuesta en muchos libros. ¡Gracias a Dios por NO INTERNET, entonces!
Shuttlecock – dimensiones
- Las puntas de las plumas forman un círculo con un diámetro de 60 mm a 70 mm.
- Las plumas también tienen aproximadamente 65 mm de altura (longitud)
- La base tiene 25 mm de diámetro y es redonda en la parte inferior.
Shuttlecock – cinética / cinemática / dinámica
El volante de bádminton tiene el coeficiente balístico más pequeño y exhibe la mayor desaceleración en vuelo de cualquier implemento deportivo en el aire. Digamos que las plumas forman una falda, que es divergente. Una falda volante tiene una serie de tallos divergentes, cuyos extremos están en el extremo convergente de la falda, unidos en un anillo de extremo (el fondo redondo).
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No se puede negar que el volante gira sobre el eje principal del volante en vuelo real. El efecto del flujo que pasa a través del espacio entre las ranuras (refuerzos) ubicados en la parte de la pierna de la falda del volante sobre las características aerodinámicas se puede demostrar mediante el uso del modelo de volante sin espacio, que está completamente cubierto con cinta de celofán. (¡Créeme! Soy el experimentador loco que hizo eso una vez …)
Ahora necesitamos que se nos presente un concepto de dinámica de fluidos llamado número de Reynolds, presentado por un gran matemático, George Stokes. El número de Reynolds ( Re ) es una cantidad adimensional importante utilizada para ayudar a predecir patrones de flujo en diferentes situaciones de flujo de fluido. Tiene amplias aplicaciones, que van desde el flujo de líquido en una tubería hasta el paso de aire sobre el ala de un avión. El número de Reynolds se usa para predecir la transición del flujo laminar al turbulento, y se usa para escalar situaciones de flujo de tamaño similar pero diferente, como entre un modelo de avión en un túnel de viento y la versión de tamaño completo.
La velocidad de rotación libre de un volante aumenta al aumentar el número de Reynolds, y el coeficiente de arrastre disminuye gradualmente sobre Re = 86000 para el volante sin rotación. Los huecos, en la sección inferior de la falda, juegan un papel importante en el arrastre del fluido circundante y causan una diferencia entre la presión dentro y fuera de la falda. Esta diferencia de presión conduce al arrastre. En general, el faldón del volante se deforma debido a la presión dinámica del flujo con un alto número de Reynolds, y se reduce el diámetro del faldón del volante. El cobertizo de vórtice de la falda del volante se hace más grande en la estela cercana del volante.
En la dinámica de fluidos, un aumento en la velocidad del fluido ocurre simultáneamente con una disminución en la presión por el principio de Bernoulli. El flujo dentro del faldón del volante causa una región de baja presión e induce la diferencia de presión entre el lado de barlovento y el lado de sotavento de la nariz del volante. El aire que fluye a través del espacio en la falda del volante está relacionado con una alta resistencia aerodinámica.
Entonces, en última instancia, toda la discusión anterior solo tenía estos objetivos para registrar:
- ¡Arrastrar! Es la fuerza aerodinámica que se opone al movimiento de cualquier objeto en el aire. Podemos pensar en la resistencia como fricción aerodinámica, y una de las fuentes de resistencia es la fricción de la piel entre las moléculas del aire y la superficie sólida del objeto en el aire.
- Para el sólido, una superficie lisa y encerada produce menos fricción en la piel que una superficie rugosa. Para el gas, la magnitud depende de la viscosidad del aire y la magnitud relativa de las fuerzas viscosas al movimiento del flujo, expresado como el número de Reynolds.
- El arrastre está esencialmente en la dirección opuesta.
El diámetro del corcho es de 25 a 28 milímetros (0,98 a 1,10 pulgadas)
y
El diámetro del círculo que forman las plumas es de alrededor de 54 mm (2.1 in).
Si necesitamos un arrastre mínimo para un objeto de 4.5 gm, debe diseñarse con los números mencionados anteriormente y para constituir el requisito de 54 mm, cada pluma es de aproximadamente 3.38 mm. 3,38 * 16 = 54 mm (casi).
Existe una ecuación de arrastre que establece que el arrastre D es igual al coeficiente de arrastre Cd por la densidad r por la mitad de la velocidad V al cuadrado por el área de referencia A.
D = Cd * A * .5 * r * V ^ 2
Entonces, para un arrastre perfecto, necesitamos una A perfecta, dentro del rango de r y V. Por lo tanto, el volante tiene 16 plumas y no 20 o 30 .