Formula za podizanje. Zašto avioni lete? Zakoni aerodinamike

Sadržaj:

Formula za podizanje. Zašto avioni lete? Zakoni aerodinamike
Formula za podizanje. Zašto avioni lete? Zakoni aerodinamike
Anonim

Avion je letelica koja je mnogo puta teža od vazduha. Da bi leteo potrebna je kombinacija nekoliko uslova. Važno je kombinovati pravi ugao napada sa mnogo različitih faktora.

Zašto leti

U stvari, let aviona je rezultat dejstva nekoliko sila na avion. Sile koje djeluju na avion nastaju kada se zračne struje kreću prema krilima. Rotiraju se pod određenim uglom. Osim toga, uvijek imaju poseban aerodinamičan oblik. Zahvaljujući tome, oni se "dignu u zrak."

Vazdušne struje
Vazdušne struje

Na proces utiče visina aviona, a njegovi motori ubrzavaju. Izgarajući, kerozin izaziva oslobađanje plina koji izbija velikom snagom. Vijčani motori podižu avion nagore.

O uglju

Čak iu 19. veku, istraživači su dokazali da je odgovarajući ugao napada pokazatelj od 2-9 stepeni. Ako se pokaže da je manje, onda će biti malo otpora. Istovremeno, proračuni podizanja pokazuju da će ta cifra biti mala.

Ako se ugao pokaže strmiji, tada će otpor postativelika, a ovo će pretvoriti krila u jedra.

Jedan od najvažnijih kriterijuma u avionu je omjer podizanja i otpora. Ovo je aerodinamički kvalitet, i što je veći, to će avionu trebati manje energije za let.

O liftu

Sila dizanja je komponenta aerodinamičke sile, okomita je na vektor kretanja aviona u struji i nastaje zbog činjenice da je strujanje oko vozila asimetrično. Formula podizanja izgleda ovako.

Ova formula
Ova formula

Kako se generira podizanje

U sadašnjim avionima, krila su statična struktura. Neće stvoriti podizanje samo po sebi. Podizanje teške mašine je moguće zbog postepenog ubrzanja za penjanje aviona. U ovom slučaju, krila, koja su postavljena pod oštrim uglom u odnosu na tok, stvaraju drugačiji pritisak. Smanjuje se iznad strukture i povećava ispod nje.

A zahvaljujući razlici u pritisku, u stvari, postoji aerodinamička sila, visina se dobija. Koji su indikatori predstavljeni u formuli sile uzgona? Koristi se asimetrični profil krila. Trenutno napadni ugao ne prelazi 3-5 stepeni. I ovo je dovoljno da moderni avioni polete.

Napadni ugao
Napadni ugao

Od nastanka prvog aviona njihov dizajn je u velikoj meri promenjen. Trenutno, krila imaju asimetričan profil, njihov gornji lim je konveksan.

Donji listovi strukture su ravni. Napravljen je zatako da vazduh struji bez ikakvih prepreka. Zapravo, formula podizanja u praksi se provodi na ovaj način: gornje vazdušne struje putuju dug put zbog izbočenosti krila u odnosu na donje. I zrak iza ploče ostaje u istoj količini. Kao rezultat toga, gornji protok vazduha se kreće brže, a postoji oblast sa nižim pritiskom.

Razlika u pritisku iznad i ispod krila, zajedno sa radom motora, dovodi do uspona na željenu visinu. Važno je da napadni ugao bude normalan. U suprotnom, lift će pasti.

Što je veća brzina vozila, veća je i sila dizanja, prema formuli dizanja. Ako je brzina jednaka masi, avion ide u horizontalnom smjeru. Brzina se stvara radom motora aviona. A ako je pritisak nad krilom opao, to se odmah može vidjeti golim okom.

On leti
On leti

Ako avion iznenada manevriše, tada se iznad krila pojavljuje bijeli mlaz. Ovo je kondenzat vodene pare, koji nastaje usled pada pritiska.

O kvotama

Koeficijent podizanja je bezdimenzionalna veličina. To direktno ovisi o obliku krila. Važan je i napadni ugao. Koristi se za izračunavanje sile dizanja kada su poznata brzina i gustina vazduha. Zavisnost koeficijenta od napadnog ugla je jasno prikazana tokom letnih testova.

O zakonima aerodinamike

Kada se avion kreće, njegova brzina, druge karakteristikekretanja se menjaju, kao i karakteristike vazdušnih struja koje struju oko njega. Istovremeno se mijenjaju i spektri protoka. Ovo je nestabilan pokret.

Da bismo ovo bolje razumjeli, potrebna su pojednostavljenja. Ovo će uvelike pojednostaviti izlaz, a inženjerska vrijednost će ostati ista.

Prvo, najbolje je razmotriti ravnomjerno kretanje. To znači da se zračne struje neće mijenjati tokom vremena.

To je aerodinamika
To je aerodinamika

Drugo, bolje je prihvatiti hipotezu o kontinuitetu okruženja. Odnosno, molekularna kretanja zraka se ne uzimaju u obzir. Vazduh se smatra neodvojivim medijumom sa konstantnom gustinom.

Treće, bolje je prihvatiti da vazduh nije viskozan. Zapravo, njegov viskozitet je nula i nema unutrašnjih sila trenja. To jest, granični sloj se uklanja iz spektra protoka, povlačenje se ne uzima u obzir.

Poznavanje glavnih aerodinamičkih zakona omogućava vam da izgradite matematičke modele kako letelica leti okolo vazdušnim strujama. Takođe vam omogućava da izračunate indikator glavnih sila, koje zavise od toga kako je pritisak raspoređen na avion.

Kako se leti avionom

Naravno, da bi proces leta bio siguran i udoban, samo krila i motor neće biti dovoljni. Važno je upravljati višetonskom mašinom. A tačnost taksiranja tokom polijetanja i slijetanja je veoma važna.

Za pilote, slijetanje se smatra kontroliranim padom. U tom procesu dolazi do značajnog smanjenja brzine, a kao rezultat toga, automobil gubi visinu. Bitna je brzinaodabran je što je preciznije moguće kako bi se osigurao nesmetan pad. To je ono što uzrokuje da šasija nježno dodiruje traku.

Puštena šasija
Puštena šasija

Kontrola avionom je fundamentalno drugačija od vožnje zemaljskog vozila. Volan je potreban da bi se automobil naginjao gore-dole, da bi se stvorilo kotrljanje. "Prema" znači penjati se, a "daleko" znači roniti. Da biste promijenili kurs, morate pritisnuti pedale, a zatim pomoću volana ispraviti nagib. Ovaj manevar na jeziku pilota naziva se "skretanje" ili "skretanje".

Da bi se omogućilo mašini da se okrene i stabilizuje let, postoji vertikalna kobilica u repu mašine. Iznad njega su "krila", koja su horizontalni stabilizatori. Zahvaljujući njima, avion se ne spušta i ne dolazi na visinu spontano.

Elevatori su postavljeni na stabilizatore. Da bi se omogućila kontrola motora, poluge su postavljene na sjedištima pilota. Kada avion poleti, oni se pomeraju napred. Polijetanje znači maksimalni potisak. To je potrebno da bi uređaj postigao brzinu poletanja.

Kada teška mašina sjedne, poluge se uvlače. Ovo je način minimalnog potiska.

Možete gledati kako prije slijetanja zadnji dijelovi velikih krila padaju dolje. Zovu se klapni i obavljaju niz zadataka. Kako se avion spušta, produženi zakrilci usporavaju avion. Ovo je sprečava da ubrza.

Ovo su klapne
Ovo su klapne

Ako avion slijeće i brzina nije prevelika,zakrilci obavljaju zadatak stvaranja dodatnog podizanja. Tada se visina gubi prilično glatko. Dok auto polijeće, zakrilci pomažu da avion ostane u zraku.

Zaključak

Dakle, moderni avioni su pravi vazdušni brodovi. Automatizirani su i pouzdani. Njihove putanje, cijeli let daje se prilično detaljnim proračunima.

Preporučuje se: