Формула за повдигане. Защо летят самолети? Закони на аеродинамиката

Съдържание:

Формула за повдигане. Защо летят самолети? Закони на аеродинамиката
Формула за повдигане. Защо летят самолети? Закони на аеродинамиката
Anonim

Самолетът е самолет, който е много пъти по-тежък от въздуха. За да лети е необходима комбинация от няколко условия. Важно е да комбинирате правилния ъгъл на атака с много различни фактори.

Защо лети

Всъщност полетът на самолет е резултат от действието на няколко сили върху самолета. Силите, действащи върху самолета, възникват, когато въздушните течения се движат към крилата. Те се завъртат под определен ъгъл. Освен това те винаги имат специална опростена форма. Благодарение на това те "издигат във въздуха."

Въздушни течения
Въздушни течения

Процесът се влияе от височината на самолета и неговите двигатели се ускоряват. Изгаряйки, керосинът провокира отделянето на газ, който избухва с голяма сила. Винтовите двигатели повдигат самолета нагоре.

За въглищата

Дори през 19-ти век изследователите доказаха, че подходящият ъгъл на атака е индикатор от 2-9 градуса. Ако се окаже по-малко, тогава ще има малка съпротива. В същото време изчисленията на лифта показват, че цифрата ще бъде малка.

Ако ъгълът се окаже по-стръмен, тогава съпротивлението ще станеголям и това ще превърне крилата в платна.

Един от най-важните критерии в един самолет е съотношението на повдигане към съпротивление. Това е аеродинамичното качество и колкото по-голямо е то, толкова по-малко енергия ще трябва да лети самолетът.

Относно лифта

Поддигателната сила е компонент на аеродинамичната сила, тя е перпендикулярна на вектора на движение на самолета в потока и възниква поради факта, че потокът около превозното средство е асиметричен. Формулата за повдигане изглежда така.

Тази формула
Тази формула

Как се генерира повишаването

В сегашните самолети крилата са статична структура. Той няма да създаде повдигане само по себе си. Повдигането на тежка машина нагоре е възможно поради постепенното ускорение за изкачване на самолета. В този случай крилата, които са поставени под остър ъгъл спрямо потока, образуват различно налягане. Той става по-малък над структурата и се увеличава под нея.

И благодарение на разликата в налягането, всъщност има аеродинамична сила, височината се постига. Какви показатели са представени във формулата за подемна сила? Използва се асиметричен профил на крилото. В момента ъгълът на атака не надвишава 3-5 градуса. И това е достатъчно за излитане на съвременните самолети.

Ъгъл на атака
Ъгъл на атака

От създаването на първия самолет, техният дизайн е до голяма степен променен. В момента крилата са с асиметричен профил, горният им метален лист е изпъкнал.

Долните листове на конструкцията са равни. Създаден е затака че въздухът да протича без никакви препятствия. Всъщност формулата за повдигане на практика се реализира по този начин: горните въздушни течения пътуват дълъг път поради изпъкналостта на крилата спрямо долните. А въздухът зад чинията остава в същото количество. В резултат на това горният въздушен поток се движи по-бързо и има зона с по-ниско налягане.

Разликата в налягането над и под крилата, заедно с работата на двигателите, води до изкачване до желаната височина. Важно е ъгълът на атака да е нормален. В противен случай асансьорът ще падне.

Колкото по-висока е скоростта на превозното средство, толкова по-висока е силата на повдигане, според формулата за повдигане. Ако скоростта е равна на масата, самолетът преминава в хоризонтална посока. Скоростта се създава от работата на самолетни двигатели. И ако налягането над крилото е спаднало, то може да се види веднага с невъоръжено око.

Той лети
Той лети

Ако самолетът маневрира внезапно, тогава над крилото се появява бяла струя. Това е кондензат от водна пара, който се образува поради факта, че налягането пада.

Относно коефициентите

Коефициентът на повдигане е безразмерна величина. Това директно зависи от формата на крилата. Ъгълът на атака също има значение. Използва се при изчисляване на повдигащата сила, когато скоростта и плътността на въздуха са известни. Зависимостта на коефициента от ъгъла на атака е ясно показана по време на полетни тестове.

За аеродинамичните закони

Когато самолет се движи, неговата скорост, други характеристикидвиженията се променят, както и характеристиките на въздушните течения, които се движат около него. В същото време се променят и спектрите на потока. Това е нестабилно движение.

За да разберем това по-добре, са необходими опростявания. Това значително ще опрости изхода, а инженерната стойност ще остане същата.

Първо, най-добре е да помислите за стабилно движение. Това означава, че въздушните течения няма да се променят с течение на времето.

Това е аеродинамика
Това е аеродинамика

На второ място, по-добре е да приемем хипотезата за непрекъснатостта на средата. Тоест, молекулярните движения на въздуха не се вземат предвид. Въздухът се счита за неразделна среда с постоянна плътност.

Трето, по-добре е да приемем, че въздухът не е вискозен. Всъщност вискозитетът му е нула и няма вътрешни сили на триене. Това означава, че граничният слой се отстранява от спектъра на потока, съпротивлението не се взема предвид.

Познаването на основните аеродинамични закони ви позволява да изграждате математически модели за това как самолетът се облита от въздушни течения. Също така ви позволява да изчислите индикатора на основните сили, които зависят от това как налягането се разпределя върху самолета.

Как се лети със самолет

Разбира се, за да бъде процесът на полета безопасен и удобен, само крила и двигател няма да са достатъчни. Важно е да управлявате многотонна машина. А точността на рулиране по време на излитане и кацане е много важна.

За пилоти кацането се счита за контролирано падане. В процеса на това се наблюдава значително намаляване на скоростта и в резултат на това колата губи височина. Важно е скоросттае избран възможно най-прецизно, за да осигури плавно падане. Това кара шасито да докосва меко лентата.

Освободено шаси
Освободено шаси

Управлението на самолет е коренно различно от управлението на наземно превозно средство. Воланът е необходим за накланяне на автомобила нагоре и надолу, за създаване на ролка. „Към“означава да се катериш, а „далеч“означава да се гмурнеш. За да промените курса, трябва да натиснете педалите и след това да използвате волана, за да коригирате наклона. Тази маневра на езика на пилотите се нарича "завой" или "завой".

За да позволи на машината да се обърне и да стабилизира полета, има вертикален кил в опашката на машината. Над него има "крила", които са хоризонтални стабилизатори. Благодарение на тях самолетът не се спуска и не набира височина спонтанно.

Асансьори са поставени на стабилизаторите. За да се направи възможно управлението на двигателя, лостовете бяха поставени на седалките на пилотите. Когато самолетът излита, те се придвижват напред. Излитане означава максимална тяга. Той е необходим, за да може устройството да набере скорост на излитане.

Когато тежка машина седне, лостовете се прибират. Това е режимът на минимална тяга.

Можете да наблюдавате как преди кацане задните части на големите крила падат надолу. Те се наричат клапи и изпълняват редица задачи. Докато самолетът се спуска, разширените клапи забавят самолета. Това й пречи да ускори.

Това са клапите
Това са клапите

Ако самолетът каца и скоростта не е твърде висока,клапите изпълняват задачата за създаване на допълнителен повдигане. Тогава височината се губи доста плавно. Когато колата излита, клапите помагат на самолета да остане във въздуха.

Заключение

По този начин съвременните самолети са истински дирижабли. Те са автоматизирани и надеждни. Техните траектории, целият полет се поддава на доста подробно изчисление.

Препоръчано: