Zvedněte vzorec. Proč létají letadla? Zákony aerodynamiky

Obsah:

Zvedněte vzorec. Proč létají letadla? Zákony aerodynamiky
Zvedněte vzorec. Proč létají letadla? Zákony aerodynamiky
Anonim

Letadlo je letadlo, které je mnohonásobně těžší než vzduch. Aby mohl létat, je potřeba kombinace více podmínek. Je důležité kombinovat správný úhel útoku s mnoha různými faktory.

Proč létá

Ve skutečnosti je let letadla výsledkem působení několika sil na letadlo. Síly působící na letadlo vznikají, když se proudy vzduchu pohybují směrem ke křídlům. Jsou natočeny pod určitým úhlem. Navíc mají vždy speciální aerodynamický tvar. Díky tomu se "vznesou do vzduchu."

Vzdušné proudy
Vzdušné proudy

Proces je ovlivněn nadmořskou výškou letadla a jeho motory zrychlují. Hořící petrolej vyvolává uvolňování plynu, který propuká s velkou silou. Šroubové motory zvedají letadlo nahoru.

O uhlí

Dokonce v 19. století výzkumníci dokázali, že vhodný úhel náběhu je indikátorem 2-9 stupňů. Pokud se ukáže, že je to méně, pak bude malý odpor. Výpočty zdvihu zároveň ukazují, že toto číslo bude malé.

Pokud se ukáže, že úhel je strmější, odpor se zvýšívelké, a to změní křídla na plachty.

Jedním z nejdůležitějších kritérií v letadle je poměr vztlaku a odporu. Toto je aerodynamická kvalita a čím je větší, tím méně energie bude letadlo potřebovat k letu.

O výtahu

Síla vztlaku je složkou aerodynamické síly, je kolmá na vektor pohybu letadla v proudění a vzniká v důsledku skutečnosti, že proudění kolem vozidla je asymetrické. Vzorec výtahu vypadá takto.

Tento vzorec
Tento vzorec

Jak se generuje nárůst

V současných letadlech jsou křídla statickou konstrukcí. Sama o sobě nevytvoří zdvih. Zvedání těžkého stroje nahoru je možné díky postupnému zrychlování do stoupání letadla. V tomto případě křídla, která jsou umístěna v ostrém úhlu k proudění, vytvářejí jiný tlak. Nad konstrukcí se zmenšuje a pod ní zvyšuje.

A díky rozdílu tlaku ve skutečnosti působí aerodynamická síla, získává se výška. Jaké indikátory jsou zastoupeny ve vzorci zdvihací síly? Je použit asymetrický profil křídla. V tuto chvíli úhel náběhu nepřesahuje 3-5 stupňů. A to stačí k tomu, aby moderní letadla vzlétla.

Útokový úhel
Útokový úhel

Od vytvoření prvního letadla se jejich design značně změnil. V současné době mají křídla asymetrický profil, jejich horní plech je vypouklý.

Spodní listy konstrukce jsou rovné. Je to stvořeno proaby vzduch proudil bez jakýchkoliv překážek. Ve skutečnosti je vzorec vztlaku v praxi implementován tímto způsobem: horní proudy vzduchu urazí dlouhou cestu kvůli vyboulení křídel ve srovnání s těmi spodními. A vzduch za talířem zůstává ve stejném množství. V důsledku toho se horní proud vzduchu pohybuje rychleji a existuje oblast s nižším tlakem.

Rozdíl tlaku nad a pod křídly spolu s chodem motorů vede ke stoupání do požadované výšky. Je důležité, aby úhel náběhu byl normální. Jinak výtah klesne.

Čím vyšší je rychlost vozidla, tím vyšší je zdvihací síla podle vzorce zdvihu. Pokud je rychlost rovna hmotnosti, letadlo jde do vodorovného směru. Rychlost je vytvářena provozem leteckých motorů. A pokud tlak na křídle poklesne, lze to okamžitě vidět pouhým okem.

Létá
Létá

Pokud letadlo náhle manévruje, objeví se nad křídlem bílý proud. Jedná se o kondenzát vodní páry, který vzniká v důsledku poklesu tlaku.

O kurzech

Koeficient zdvihu je bezrozměrná veličina. Přímo závisí na tvaru křídel. Důležitý je také úhel náběhu. Používá se při výpočtu zvedací síly, když je známa rychlost a hustota vzduchu. Závislost koeficientu na úhlu náběhu je jasně zobrazena při letových testech.

O aerodynamických zákonech

Když se letadlo pohybuje, jeho rychlost, další vlastnostipohyby se mění, stejně jako charakteristiky proudů vzduchu, které kolem něj proudí. Zároveň se mění i toková spektra. Toto je nestabilní pohyb.

Abyste tomu lépe porozuměli, jsou zapotřebí zjednodušení. To značně zjednoduší výstup a technická hodnota zůstane stejná.

Za prvé je nejlepší zvážit rovnoměrný pohyb. To znamená, že vzdušné proudy se v průběhu času nezmění.

Jde o aerodynamiku
Jde o aerodynamiku

Zadruhé je lepší přijmout hypotézu o kontinuitě prostředí. To znamená, že molekulární pohyby vzduchu nejsou brány v úvahu. Vzduch je považován za neoddělitelné médium s konstantní hustotou.

Zatřetí, je lepší uznat, že vzduch není viskózní. Ve skutečnosti je jeho viskozita nulová a neexistují žádné vnitřní třecí síly. To znamená, že hraniční vrstva je odstraněna ze spektra proudění, odpor se nebere v úvahu.

Znalost hlavních aerodynamických zákonů vám umožňuje sestavit matematické modely toho, jak letadlo obtéká vzdušnými proudy. Umožňuje také vypočítat ukazatel hlavních sil, které závisí na tom, jak je tlak distribuován v letadle.

Jak se létá letadlem

Samozřejmě, aby byl letový proces bezpečný a pohodlný, nebudou stačit jen křídla a motor. Je důležité řídit mnohatunový stroj. A přesnost pojíždění během vzletu a přistání je velmi důležitá.

Pro piloty je přistání považováno za řízený pád. V jeho procesu dochází k výraznému poklesu rychlosti a v důsledku toho vůz ztrácí výšku. Je důležité, aby rychlostbyl vybrán co nejpřesněji, aby byl zajištěn hladký pád. To způsobuje, že se šasi jemně dotýká proužku.

Uvolněný podvozek
Uvolněný podvozek

Ovládání letadla se zásadně liší od řízení pozemního vozidla. Volant je potřeba k naklánění auta nahoru a dolů, k vytvoření role. „Toward“znamená stoupat a „pryč“znamená potápět se. Chcete-li změnit kurz, musíte sešlápnout pedály a poté pomocí volantu upravit sklon. Tento manévr se v jazyce pilotů nazývá „otočka“nebo „otočka“.

Aby se stroj mohl otočit a stabilizovat let, je v ocasu stroje svislý kýl. Nad ním jsou „křídla“, což jsou horizontální stabilizátory. Díky nim letadlo neklesá a nenabírá samovolně výšku.

Výtahy jsou umístěny na stabilizátorech. Aby bylo možné ovládat motor, byly na sedadlech pilotů umístěny páky. Když letadlo vzlétne, posunou se dopředu. Vzlet znamená maximální tah. Je potřeba, aby zařízení nabralo rychlost vzletu.

Když se těžký stroj posadí, páky se zasunou. Toto je režim minimálního tahu.

Můžete sledovat, jak před přistáním padají zadní části velkých křídel. Říká se jim klapky a plní řadu úkolů. Když letadlo klesá, vysunuté klapky zpomalují letadlo. To jí brání ve zrychlení.

To jsou klapky
To jsou klapky

Pokud letadlo přistává a rychlost není příliš vysoká,klapky plní úkol vytvořit další zdvih. Výška se pak ztrácí celkem plynule. Když auto vzlétne, klapky pomáhají udržet letadlo ve vzduchu.

Závěr

Moderní letadla jsou tedy skutečné vzducholodě. Jsou automatizované a spolehlivé. Jejich trajektorie, celý let se hodí pro poměrně podrobný výpočet.

Doporučuje: