Formula ng Lift. Bakit lumilipad ang mga eroplano? Mga batas ng aerodynamics

Talaan ng mga Nilalaman:

Formula ng Lift. Bakit lumilipad ang mga eroplano? Mga batas ng aerodynamics
Formula ng Lift. Bakit lumilipad ang mga eroplano? Mga batas ng aerodynamics
Anonim

Ang eroplano ay isang sasakyang panghimpapawid na maraming beses na mas mabigat kaysa sa hangin. Upang ito ay lumipad, isang kumbinasyon ng ilang mga kondisyon ang kailangan. Mahalagang pagsamahin ang tamang anggulo ng pag-atake sa maraming iba't ibang salik.

Bakit siya lumilipad

Sa katunayan, ang paglipad ng isang sasakyang panghimpapawid ay resulta ng pagkilos ng ilang pwersa sa sasakyang panghimpapawid. Ang mga puwersang kumikilos sa sasakyang panghimpapawid ay bumangon kapag ang mga agos ng hangin ay lumilipat patungo sa mga pakpak. Ang mga ito ay pinaikot sa isang tiyak na anggulo. Bilang karagdagan, palagi silang may isang espesyal na naka-streamline na hugis. Dahil dito, sila ay "bumangon sa ere."

Mga agos ng hangin
Mga agos ng hangin

Ang proseso ay apektado ng taas ng sasakyang panghimpapawid, at ang mga makina nito ay bumibilis. Ang pagkasunog, ang kerosene ay naghihikayat sa pagpapalabas ng gas, na lumalabas nang may matinding puwersa. Iniangat ng mga screw engine ang sasakyang panghimpapawid.

Tungkol sa karbon

Kahit noong ika-19 na siglo, napatunayan ng mga mananaliksik na ang angkop na anggulo ng pag-atake ay isang indicator na 2-9 degrees. Kung ito ay lumabas na mas kaunti, pagkatapos ay magkakaroon ng kaunting pagtutol. Kasabay nito, ipinapakita ng mga kalkulasyon ng pagtaas na magiging maliit ang bilang.

Kung ang anggulo ay lumabas na mas matarik, ang paglaban ay magigingmalaki, at gagawin nitong mga layag ang mga pakpak.

Isa sa pinakamahalagang pamantayan sa isang eroplano ay ang ratio ng lift sa drag. Ito ang aerodynamic na kalidad, at kung mas malaki ito, mas kaunting enerhiya ang kakailanganin ng sasakyang panghimpapawid upang lumipad.

Tungkol sa pagtaas

Ang puwersa ng pag-angat ay isang bahagi ng puwersa ng aerodynamic, ito ay patayo sa motion vector ng sasakyang panghimpapawid sa daloy at nangyayari dahil sa katotohanan na ang daloy sa paligid ng sasakyan ay asymmetrical. Ganito ang hitsura ng formula ng pagtaas.

Ang formula na ito
Ang formula na ito

Paano nabuo ang pagtaas

Sa kasalukuyang sasakyang panghimpapawid, ang mga pakpak ay isang static na istraktura. Hindi ito lilikha ng pagtaas nang mag-isa. Posible ang pag-angat ng mabigat na makina dahil sa unti-unting pagbilis ng pag-akyat sa sasakyang panghimpapawid. Sa kasong ito, ang mga pakpak, na inilalagay sa isang matinding anggulo sa daloy, ay bumubuo ng ibang presyon. Ito ay lumiliit sa itaas ng istraktura at tumataas sa ibaba nito.

At salamat sa pagkakaiba sa presyon, sa katunayan, mayroong isang aerodynamic na puwersa, ang taas ay nakuha. Anong mga indicator ang kinakatawan sa formula ng lift force? Ginagamit ang isang asymmetrical wing profile. Sa ngayon, ang anggulo ng pag-atake ay hindi lalampas sa 3-5 degrees. At sapat na ito para lumipad ang modernong sasakyang panghimpapawid.

Anggulo ng pag-atake
Anggulo ng pag-atake

Mula nang likhain ang unang sasakyang panghimpapawid, ang kanilang disenyo ay higit na nabago. Sa ngayon, ang mga pakpak ay may asymmetrical na profile, ang kanilang upper metal sheet ay convex.

Ang ilalim na mga sheet ng istraktura ay pantay. Ito ay ginawa para saupang ang hangin ay dumaloy nang walang anumang mga hadlang. Sa katunayan, ang formula ng pag-angat sa pagsasanay ay ipinatupad sa ganitong paraan: ang mga upper air currents ay naglalakbay nang malayo dahil sa umbok ng mga pakpak kumpara sa mga mas mababang mga. At ang hangin sa likod ng plato ay nananatili sa parehong halaga. Bilang resulta, ang daloy ng hangin sa itaas ay gumagalaw nang mas mabilis, at mayroong isang lugar na may mas mababang presyon.

Ang pagkakaiba sa presyon sa itaas at ibaba ng mga pakpak, kasama ang pagpapatakbo ng mga makina, ay humahantong sa pag-akyat sa nais na taas. Mahalaga na ang anggulo ng pag-atake ay normal. Kung hindi, bababa ang pagtaas.

Kung mas mataas ang bilis ng sasakyan, mas mataas ang puwersa ng pag-angat, ayon sa formula ng pag-angat. Kung ang bilis ay katumbas ng masa, ang sasakyang panghimpapawid ay papunta sa isang pahalang na direksyon. Ang bilis ay nilikha sa pamamagitan ng pagpapatakbo ng mga makina ng sasakyang panghimpapawid. At kung bumaba ang pressure sa pakpak, makikita agad ito sa mata.

Lumilipad siya
Lumilipad siya

Kung biglang nagmamaniobra ang eroplano, may lalabas na puting jet sa itaas ng pakpak. Ito ang condensate ng water vapor, na nabubuo dahil sa katotohanang bumababa ang pressure.

Tungkol sa mga logro

Ang lift coefficient ay isang walang sukat na dami. Direkta itong nakasalalay sa hugis ng mga pakpak. Mahalaga rin ang anggulo ng pag-atake. Ginagamit ito kapag kinakalkula ang puwersa ng pag-aangat kapag alam ang bilis at density ng hangin. Ang pagdepende ng koepisyent sa anggulo ng pag-atake ay malinaw na ipinapakita sa panahon ng mga pagsubok sa paglipad.

Tungkol sa mga batas sa aerodynamic

Kapag ang isang sasakyang panghimpapawid ay gumagalaw, ang bilis nito, iba pang mga katangiannagbabago ang mga paggalaw, gayundin ang mga katangian ng mga agos ng hangin na dumadaloy sa paligid nito. Kasabay nito, nagbabago rin ang spectra ng daloy. Ito ay isang hindi matatag na galaw.

Para mas maunawaan ito, kailangan ang mga pagpapasimple. Ito ay lubos na magpapasimple sa output, at ang engineering value ay mananatiling pareho.

Una, pinakamahusay na isaalang-alang ang steady motion. Nangangahulugan ito na hindi magbabago ang agos ng hangin sa paglipas ng panahon.

Ito ay aerodynamics
Ito ay aerodynamics

Pangalawa, mas mabuting tanggapin ang hypothesis ng pagpapatuloy ng kapaligiran. Iyon ay, ang mga molecular motions ng hangin ay hindi isinasaalang-alang. Ang hangin ay itinuturing na isang hindi mapaghihiwalay na daluyan na may pare-parehong density.

Pangatlo, mas mabuting tanggapin na hindi malapot ang hangin. Sa katunayan, ang lagkit nito ay zero, at walang mga panloob na puwersa ng friction. Ibig sabihin, ang boundary layer ay inalis mula sa flow spectrum, ang drag ay hindi isinasaalang-alang.

Ang kaalaman sa mga pangunahing aerodynamic na batas ay nagbibigay-daan sa iyo na bumuo ng mga mathematical na modelo kung paano pinapalipad ang isang sasakyang panghimpapawid sa pamamagitan ng mga agos ng hangin. Binibigyang-daan ka rin nitong kalkulahin ang indicator ng mga pangunahing pwersa, na nakadepende sa kung paano ipinamamahagi ang pressure sa sasakyang panghimpapawid.

Paano lumilipad ang isang eroplano

Siyempre, para maging ligtas at komportable ang proseso ng paglipad, hindi magiging sapat ang mga pakpak at makina lamang. Mahalagang pamahalaan ang isang multi-toneladang makina. At ang katumpakan ng pag-taxi sa panahon ng pag-alis at paglapag ay napakahalaga.

Para sa mga piloto, ang landing ay itinuturing na isang kontroladong pagkahulog. Sa proseso nito, mayroong isang makabuluhang pagbaba sa bilis, at bilang isang resulta, ang kotse ay nawalan ng taas. Ito ay mahalaga na ang bilisay napili nang tumpak hangga't maaari upang matiyak ang isang maayos na pagkahulog. Ito ang dahilan kung bakit mahinang hinawakan ng chassis ang strip.

Inilabas ang chassis
Inilabas ang chassis

Ang pagkontrol sa isang sasakyang panghimpapawid ay sa panimula ay naiiba sa pagmamaneho ng isang sasakyan sa lupa. Ang manibela ay kinakailangan upang ikiling ang kotse pataas at pababa, upang lumikha ng isang roll. Ang ibig sabihin ng "patungo" ay umakyat, at ang "palayo" ay nangangahulugang sumisid. Upang baguhin ang kurso, kailangan mong pindutin ang mga pedal, at pagkatapos ay gamitin ang manibela upang itama ang slope. Ang maniobra na ito sa wika ng mga piloto ay tinatawag na "turn" o "turn".

Upang paganahin ang makina na umikot at patatagin ang paglipad, mayroong patayong kilya sa buntot ng makina. Sa itaas nito ay "mga pakpak", na mga pahalang na stabilizer. Salamat sa kanila na hindi bumababa ang eroplano at hindi kusang tumataas ang taas.

Ang mga elevator ay inilalagay sa mga stabilizer. Upang gawing posible ang kontrol ng makina, inilagay ang mga lever sa upuan ng mga piloto. Kapag ang eroplano ay lumipad, sila ay inilipat pasulong. Ang ibig sabihin ng takeoff ay maximum thrust. Ito ay kinakailangan upang ang device ay makakuha ng bilis ng pag-alis.

Kapag naupo ang isang mabigat na makina, ang mga lever ay binawi. Ito ang minimum thrust mode.

Maaari mong panoorin kung paano bago lumapag, ang mga likurang bahagi ng malalaking pakpak ay bumagsak. Ang mga ito ay tinatawag na flaps at gumaganap ng ilang mga gawain. Habang bumababa ang eroplano, ang pinahabang flaps ay nagpapabagal sa sasakyang panghimpapawid. Pinipigilan nito ang kanyang pagbilis.

Ito ang mga flaps
Ito ang mga flaps

Kung ang eroplano ay landing at ang bilis ay hindi masyadong mataas,ginagawa ng mga flap ang gawain ng paglikha ng karagdagang pagtaas. Pagkatapos ang taas ay nawala nang maayos. Habang papaalis ang sasakyan, nakakatulong ang mga flap na panatilihing nasa ere ang eroplano.

Konklusyon

Kaya, ang mga modernong sasakyang panghimpapawid ay mga tunay na airship. Ang mga ito ay awtomatiko at maaasahan. Sa kanilang mga pinagdaanan, ang buong flight ay nagbibigay ng sarili sa isang medyo detalyadong pagkalkula.

Inirerekumendang: