Zdvihnite vzorec. Prečo lietajú lietadlá? Zákony aerodynamiky

Obsah:

Zdvihnite vzorec. Prečo lietajú lietadlá? Zákony aerodynamiky
Zdvihnite vzorec. Prečo lietajú lietadlá? Zákony aerodynamiky
Anonim

Lietadlo je lietadlo, ktoré je mnohokrát ťažšie ako vzduch. Na to, aby mohla lietať, je potrebná kombinácia viacerých podmienok. Je dôležité skombinovať správny uhol útoku s mnohými rôznymi faktormi.

Prečo lieta

V skutočnosti je let lietadla výsledkom pôsobenia niekoľkých síl na lietadlo. Sily pôsobiace na lietadlo vznikajú pri pohybe prúdov vzduchu smerom ku krídlam. Sú otočené pod určitým uhlom. Okrem toho majú vždy špeciálny aerodynamický tvar. Vďaka tomu „vstanú do vzduchu.“

Vzduchové prúdy
Vzduchové prúdy

Proces je ovplyvnený nadmorskou výškou lietadla a jeho motory sa zrýchľujú. Horiaci petrolej vyvoláva uvoľňovanie plynu, ktorý vybuchne veľkou silou. Skrutkové motory zdvihnú lietadlo.

O uhlí

Už v 19. storočí výskumníci dokázali, že vhodný uhol nábehu je indikátorom 2-9 stupňov. Ak sa ukáže, že je menej, potom bude malý odpor. Výpočty zdvihu zároveň ukazujú, že toto číslo bude malé.

Ak sa ukáže, že uhol je strmší, odpor sa zvýšiveľké, a to premení krídla na plachty.

Jedným z najdôležitejších kritérií v lietadle je pomer vztlaku a odporu vzduchu. Toto je aerodynamická kvalita a čím je väčšia, tým menej energie bude lietadlo potrebovať na let.

O výťahu

Zdvihová sila je zložkou aerodynamickej sily, je kolmá na vektor pohybu lietadla v prúdení a vzniká v dôsledku skutočnosti, že prúdenie okolo vozidla je asymetrické. Vzorec zdvihu vyzerá takto.

Tento vzorec
Tento vzorec

Ako sa generuje nárast

V súčasných lietadlách sú krídla statickou štruktúrou. Sama o sebe nevytvorí zdvih. Zdvíhanie ťažkého stroja nahor je možné vďaka postupnému zrýchľovaniu na stúpanie lietadla. V tomto prípade krídla, ktoré sú umiestnené v ostrom uhle k prúdeniu, vytvárajú iný tlak. Nad konštrukciou sa zmenšuje a pod ňou zväčšuje.

A vďaka rozdielu tlaku v skutočnosti vzniká aerodynamická sila, získava sa výška. Aké ukazovatele sú zastúpené vo vzorci zdvihovej sily? Používa sa asymetrický profil krídla. V súčasnosti uhol nábehu nepresahuje 3-5 stupňov. A to stačí na vzlietnutie moderných lietadiel.

Uhol útoku
Uhol útoku

Od vytvorenia prvého lietadla sa ich dizajn značne zmenil. Momentálne majú krídla asymetrický profil, ich vrchný plech je vypuklý.

Spodné listy konštrukcie sú rovné. Je vyrobený preaby vzduch prúdil bez akýchkoľvek prekážok. V skutočnosti je vzorec vztlaku v praxi implementovaný týmto spôsobom: horné prúdy vzduchu cestujú dlhú cestu kvôli vydutiu krídel v porovnaní s dolnými. A vzduch za tanierom zostáva v rovnakom množstve. Výsledkom je, že horný prúd vzduchu sa pohybuje rýchlejšie a existuje oblasť s nižším tlakom.

Rozdiel tlaku nad a pod krídlami spolu s chodom motorov vedie k stúpaniu do požadovanej výšky. Je dôležité, aby bol uhol nábehu normálny. V opačnom prípade zdvih klesne.

Čím vyššia je rýchlosť vozidla, tým vyššia je zdvihová sila podľa vzorca zdvihu. Ak sa rýchlosť rovná hmotnosti, lietadlo ide do vodorovného smeru. Rýchlosť vzniká prevádzkou leteckých motorov. A ak tlak na krídlo klesne, je to okamžite viditeľné voľným okom.

On lieta
On lieta

Ak lietadlo náhle manévruje, nad krídlom sa objaví biely prúd. Ide o kondenzát vodnej pary, ktorý vzniká v dôsledku poklesu tlaku.

O kurzoch

Koeficient zdvihu je bezrozmerná veličina. To priamo závisí od tvaru krídel. Dôležitý je aj uhol útoku. Používa sa pri výpočte zdvíhacej sily, keď je známa rýchlosť a hustota vzduchu. Závislosť koeficientu od uhla nábehu je zreteľne zobrazená počas letových testov.

O aerodynamických zákonoch

Keď sa lietadlo pohybuje, jeho rýchlosť, iné charakteristikypohyby sa menia, rovnako ako charakteristiky prúdov vzduchu, ktoré okolo neho prúdia. Súčasne sa menia aj prietokové spektrá. Toto je nestabilný pohyb.

Na lepšie pochopenie sú potrebné zjednodušenia. To výrazne zjednoduší výstup a inžinierska hodnota zostane rovnaká.

Po prvé, najlepšie je zvážiť rovnomerný pohyb. To znamená, že prúdenie vzduchu sa časom nezmení.

Ide o aerodynamiku
Ide o aerodynamiku

Po druhé, je lepšie prijať hypotézu o kontinuite prostredia. To znamená, že molekulárne pohyby vzduchu sa neberú do úvahy. Vzduch je považovaný za neoddeliteľné médium s konštantnou hustotou.

Po tretie, je lepšie akceptovať, že vzduch nie je viskózny. V skutočnosti je jeho viskozita nulová a neexistujú žiadne vnútorné trecie sily. To znamená, že hraničná vrstva je odstránená zo spektra toku, odpor sa neberie do úvahy.

Znalosť hlavných aerodynamických zákonov vám umožňuje zostaviť matematické modely toho, ako je lietadlo oblietané prúdmi vzduchu. Umožňuje tiež vypočítať ukazovateľ hlavných síl, ktoré závisia od toho, ako je tlak rozložený v lietadle.

Ako sa lieta lietadlo

Samozrejme, aby bol letový proces bezpečný a pohodlný, nebudú stačiť samotné krídla a motor. Je dôležité riadiť mnohotonový stroj. A presnosť rolovania počas vzletu a pristátia je veľmi dôležitá.

Pre pilotov sa pristátie považuje za riadený pád. V jeho procese dochádza k výraznému poklesu rýchlosti a v dôsledku toho auto stráca výšku. Je dôležité, aby rýchlosťbol vybraný čo najpresnejšie, aby bol zabezpečený hladký pád. To spôsobuje, že sa šasi jemne dotýka pásu.

Uvoľnený podvozok
Uvoľnený podvozok

Ovládanie lietadla je zásadne odlišné od riadenia pozemného vozidla. Volant je potrebný na nakláňanie auta nahor a nadol, na vytvorenie rolky. „Toward“znamená stúpať a „preč“znamená potápať sa. Ak chcete zmeniť kurz, musíte stlačiť pedály a potom pomocou volantu upraviť sklon. Tento manéver sa v jazyku pilotov nazýva „otočka“alebo „otočka“.

Na to, aby sa stroj mohol otočiť a stabilizovať let, je v chvoste stroja zvislý kýl. Nad ním sú „krídla“, čo sú horizontálne stabilizátory. Vďaka nim lietadlo neklesá a nenaberá samovoľne výšku.

Výťahy sú umiestnené na stabilizátoroch. Aby bolo možné ovládať motor, boli na sedadlách pilotov umiestnené páky. Keď lietadlo vzlietne, posunú sa dopredu. Vzlet znamená maximálny ťah. Je to potrebné, aby zariadenie nabralo rýchlosť vzletu.

Keď sa ťažký stroj posadí, páky sa zatiahnu. Toto je režim minimálneho ťahu.

Môžete sledovať, ako pred pristátím padajú zadné časti veľkých krídel. Nazývajú sa klapky a plnia množstvo úloh. Keď lietadlo klesá, vysunuté klapky spomaľujú lietadlo. To jej bráni v zrýchlení.

Toto sú klapky
Toto sú klapky

Ak lietadlo pristáva a rýchlosť nie je príliš vysoká,klapky plnia úlohu vytvorenia dodatočného zdvihu. Výška sa potom stráca celkom plynulo. Keď auto vzlieta, klapky pomáhajú udržať lietadlo vo vzduchu.

Záver

Moderné lietadlá sú teda skutočné vzducholode. Sú automatizované a spoľahlivé. Ich trajektórie, celý let sa hodí na pomerne podrobný výpočet.

Odporúča: