Tõstmise valem. Miks lennukid lendavad? Aerodünaamika seadused

Sisukord:

Tõstmise valem. Miks lennukid lendavad? Aerodünaamika seadused
Tõstmise valem. Miks lennukid lendavad? Aerodünaamika seadused
Anonim

Lennuk on õhust mitu korda raskem lennuk. Selleks, et see lendaks, on vaja mitme tingimuse kombinatsiooni. Oluline on kombineerida õige rünnakunurk paljude erinevate teguritega.

Miks ta lendab

Tegelikult on õhusõiduki lend mitmete jõudude mõju õhusõidukile tulemus. Lennukile mõjuvad jõud tekivad õhuvoolude liikumisel tiibade poole. Neid pööratakse teatud nurga all. Lisaks on neil alati eriline voolujooneline kuju. Tänu sellele tõusevad nad õhku.

Õhuvoolud
Õhuvoolud

Protsessi mõjutab lennuki kõrgus ja selle mootorid kiirendavad. Põlemisel petrooleum kutsub esile gaasi eraldumise, mis puhkeb suure jõuga. Kruvimootorid tõstavad lennuki üles.

Söe kohta

Isegi 19. sajandil tõestasid teadlased, et sobiv ründenurk on 2-9 kraadi näitaja. Kui see osutub vähemaks, on vastupanu vähe. Samal ajal näitavad tõstearvutused, et see näitaja on väike.

Kui nurk osutub järsemaks, muutub takistussuured ja see muudab tiivad purjedeks.

Lennuki üks olulisemaid kriteeriume on tõstejõu ja takistuse suhe. See on aerodünaamiline kvaliteet ja mida suurem see on, seda vähem energiat lennuk lendamiseks vajab.

Teave lifti kohta

Tõstejõud on aerodünaamilise jõu komponent, see on voolus risti lennuki liikumisvektoriga ja tekib seetõttu, et vool sõiduki ümber on asümmeetriline. Tõste valem näeb välja selline.

See valem
See valem

Kuidas tõus tekib

Praeguste lennukite tiivad on staatiline struktuur. See ei tekita iseenesest tõstmist. Raske masina ülestõstmine on võimalik tänu järkjärgulisele kiirendusele lennukisse tõusmiseks. Sellisel juhul moodustavad tiivad, mis on voolu suhtes terava nurga all, erineva rõhu. See muutub struktuuri kohal väiksemaks ja sellest allpool suureneb.

Ja tänu rõhkude erinevusele on tegelikult aerodünaamiline jõud, kõrgus saavutatakse. Millised näitajad on tõstejõu valemis kujutatud? Kasutatakse asümmeetrilist tiivaprofiili. Hetkel ei ületa ründenurk 3-5 kraadi. Ja sellest piisab tänapäevaste lennukite õhkutõusmiseks.

Rünnaku nurk
Rünnaku nurk

Alates esimese lennuki loomisest on nende disaini suuresti muudetud. Hetkel on tiivad asümmeetrilise profiiliga, nende ülemine metallleht on kumer.

Struktuuri alumised lehed on ühtlased. See on loodudnii et õhk voolab läbi ilma takistusteta. Tegelikult realiseerub tõstevalem praktikas nii: ülemised õhuvoolud läbivad tiibade kumeruse tõttu alumiste omadega võrreldes pika tee. Ja õhku plaadi taga jääb sama palju. Selle tulemusena liigub ülemine õhuvool kiiremini ja seal on madalama rõhuga piirkond.

Rõhu erinevus tiibade kohal ja all koos mootorite tööga viib soovitud kõrgusele tõusmiseni. Oluline on, et ründenurk oleks normaalne. Vastasel juhul tõus langeb.

Mida suurem on sõiduki kiirus, seda suurem on tõstejõud vastav alt tõstevalemile. Kui kiirus on võrdne massiga, läheb lennuk horisontaalsuunas. Kiiruse loob lennukimootorite töö. Ja kui tiiva kohal olev rõhk on langenud, on see kohe palja silmaga näha.

Ta lendab
Ta lendab

Kui lennuk manööverdab ootamatult, ilmub tiiva kohale valge joa. See on veeauru kondensaat, mis tekib rõhu langemise tõttu.

Koefitsientide kohta

Tõstetegur on mõõtmeteta suurus. See sõltub otseselt tiibade kujust. Ründenurk on samuti oluline. Seda kasutatakse tõstejõu arvutamisel, kui kiirus ja õhutihedus on teada. Koefitsiendi sõltuvus ründenurgast on lennukatsete ajal selgelt kuvatud.

Teave aerodünaamiliste seaduste kohta

Kui lennuk liigub, selle kiirus, muud omadusedliikumised muutuvad, nagu ka ümber voolavate õhuvoolude omadused. Samal ajal muutuvad ka vooluspektrid. See on ebakindel liikumine.

Selle paremaks mõistmiseks on vaja lihtsustusi. See lihtsustab oluliselt väljundit ja tehniline väärtus jääb samaks.

Esiteks on kõige parem kaaluda ühtlast liikumist. See tähendab, et õhuvoolud aja jooksul ei muutu.

See on aerodünaamika
See on aerodünaamika

Teiseks on parem nõustuda keskkonna järjepidevuse hüpoteesiga. See tähendab, et õhu molekulaarseid liikumisi ei võeta arvesse. Õhku peetakse püsiva tihedusega lahutamatuks keskkonnaks.

Kolmandaks on parem leppida sellega, et õhk pole viskoosne. Tegelikult on selle viskoossus null ja sisemisi hõõrdejõude pole. See tähendab, et piirkiht eemaldatakse voospektrist, lohistamist ei võeta arvesse.

Peamiste aerodünaamiliste seaduste tundmine võimaldab teil koostada matemaatilisi mudeleid selle kohta, kuidas õhuvoolud õhusõidukiga ümber lendavad. Samuti võimaldab see arvutada peamiste jõudude indikaatori, mis sõltub sellest, kuidas rõhk jaotub lennukis.

Kuidas lennukiga lennatakse

Selleks, et lennuprotsess oleks ohutu ja mugav, ei piisa muidugi ainult tiibadest ja mootorist. Mitmetonnise masina haldamine on oluline. Ruleerimise täpsus õhkutõusul ja maandumisel on väga oluline.

Pilootide jaoks loetakse maandumist kontrollitud kukkumiseks. Selle käigus väheneb oluliselt kiirus ja selle tulemusena kaotab auto kõrgust. Oluline on, et kiirusvaliti võimalikult täpselt, et tagada sujuv kukkumine. Seetõttu puudutab šassii riba pehmelt.

Vabastatud šassii
Vabastatud šassii

Lennuki juhtimine erineb põhimõtteliselt maapealse sõiduki juhtimisest. Rooli on vaja auto üles-alla kallutamiseks, veeremise tekitamiseks. "Suuna" tähendab ronida ja "ära" tähendab sukeldumist. Kursi muutmiseks peate vajutama pedaale ja seejärel kasutama kalde korrigeerimiseks rooli. Seda manöövrit nimetatakse pilootide keeles "pöördeks" või "pöördeks".

Selleks, et masin saaks ümber pöörata ja lendu stabiliseerida, on masina sabas vertikaalne kiil. Selle kohal on "tiivad", mis on horisontaalsed stabilisaatorid. Tänu neile lennuk ei lasku ega tõuse spontaanselt kõrgusele.

Stabilisaatoritele asetatakse liftid. Mootori juhtimise võimaldamiseks paigutati pilootide istmetele hoovad. Kui lennuk õhku tõuseb, liigutatakse neid edasi. Õhkutõus tähendab maksimaalset tõukejõudu. See on vajalik selleks, et seade saavutaks stardikiiruse.

Kui raske masin istub, tõmmatakse hoovad sisse. See on minimaalse tõukejõu režiim.

Saate jälgida, kuidas enne maandumist suurte tiibade tagumised osad alla kukuvad. Neid nimetatakse klappideks ja nad täidavad mitmeid ülesandeid. Lennuki laskumisel aeglustavad väljavenitatud klapid lennuki liikumist. See ei lase tal kiirendada.

Need on klapid
Need on klapid

Kui lennuk maandub ja kiirus pole liiga suur,klapid täidavad täiendava tõste loomise ülesannet. Siis kaob kõrgus üsna sujuv alt. Kui auto õhku tõuseb, aitavad klapid lennukit õhus hoida.

Järeldus

Seega on tänapäevased lennukid tõelised õhulaevad. Need on automatiseeritud ja usaldusväärsed. Nende trajektoorid, kogu lend sobib üsna üksikasjalikuks arvutamiseks.

Soovitan: