Aerofoil on termi, jota käytetään kuvaamaan sellaisen esineen poikkileikkauksen muotoa, joka nesteen, kuten ilman, läpi liikkuessaan aiheuttaa aerodynaamisen voiman. Aerofoileja käytetään lentokoneissa siipinä, jotka tuottavat nostetta, tai potkurin siipinä, jotka tuottavat työntövoimaa. Molemmat voimat syntyvät kohtisuoraan ilmavirtaan nähden. Vetovoima on seurausta nostovoiman tai työntövoiman tuottamisesta, ja se vaikuttaa ilmavirran suuntaisesti.
Muihin aerofiilipintoihin kuuluvat pyrstösiivet, siivekkeet, wingletit ja helikopterin roottorin lavat. Ohjauspinnat (esim. siivekkeet, korkeusperäsimet ja peräsimet) on muotoiltu siten, että ne myötävaikuttavat siiven tai keulan aerofiilipinnan kokonaisosuuteen (Skybrary, 2011).
Aerofiilien kuvaamiseen käytetään useita termejä (Dynamic Flight, 2002).
- Leading Edge = Siiven etureuna
- Trailing Edge = Siiven takareuna
- Chord = Etu- ja takareunan yhdistävä viiva. Tarkoittaa siiven pituutta
- Mean Camber Line = Siiven ylä- ja alapinnan puoliväliin piirretty viiva. Merkitsee siiven kaarevuuden määrää
- Point of Maximum Thickness = Siiven paksuin osa ilmaistuna prosentteina jänteestä
Muuttamalla siiven kutakin edellä mainittua ominaisuutta suunnittelija voi säätää siiven suorituskykyä siten, että se soveltuu tiettyyn tehtävään. Esimerkiksi peltosilppurissa voi olla paksu, voimakkaasti kaartuva siipi, joka tuottaa suuren määrän nostetta alhaisella nopeudella. Vaihtoehtoisesti suihkukoneessa olisi ohut siipi, jossa on minimaalinen kuperuus, jotta se voi lentää suurilla nopeuksilla.
Miten se toimii
Aerofiilin perusperiaatetta kuvaa Bernoullisin teoreema. Periaatteessa tämä sanoo, että kokonaispaine on yhtä suuri kuin staattinen paine (joka johtuu yläpuolella olevan ilman painosta) plus dynaaminen paine (joka johtuu ilman liikkeestä).
Air, joka kulkee aerofiilin yläpinnan yli, joutuu kulkemaan nopeammin ja saa siten dynaamisen paineen. Tästä seuraava staattisen paineen menetys luo ylä- ja alapinnan välille paine-eron, jota kutsutaan nosteeksi ja joka vastustaa lentokoneen painoa (tai työntövoimaa, joka vastustaa vetovastusta).
Kun kohtauskulma (sointulinjan ja suhteellisen ilmavirtauksen välinen kulma) kasvaa, syntyy enemmän nostetta. Kun kriittinen kohtauskulma on saavutettu (yleensä noin 14 astetta), siipi sakkaa.
