Løftformel. Hvorfor flyver fly? Aerodynamikkens love

Indholdsfortegnelse:

Løftformel. Hvorfor flyver fly? Aerodynamikkens love
Løftformel. Hvorfor flyver fly? Aerodynamikkens love
Anonim

Et fly er et fly, der er mange gange tungere end luft. For at den kan flyve, er det nødvendigt med en kombination af flere forhold. Det er vigtigt at kombinere den rigtige angrebsvinkel med mange forskellige faktorer.

Hvorfor flyver han

Faktisk er et flys flyvning resultatet af flere kræfters påvirkning på flyet. De kræfter, der virker på flyet, opstår, når luftstrømme bevæger sig mod vingerne. De drejes i en bestemt vinkel. Derudover har de altid en særlig strømlinet form. Takket være dette "kommer de op i luften."

Luftstrømme
Luftstrømme

Processen påvirkes af flyets højde, og dets motorer accelererer. Brændende, petroleum fremkalder frigivelse af gas, som bryder ud med stor kraft. Skruemotorer løfter flyet.

Om kul

Selv i det 19. århundrede beviste forskere, at en passende angrebsvinkel er en indikator på 2-9 grader. Hvis det viser sig at være mindre, så vil der være lidt modstand. Samtidig viser løftberegninger, at tallet bliver lille.

Hvis vinklen viser sig at være stejlere, vil modstanden blivestore, og dette vil forvandle vingerne til sejl.

Et af de vigtigste kriterier i et fly er forholdet mellem løft og træk. Dette er den aerodynamiske kvalitet, og jo større den er, jo mindre energi skal flyet bruge for at flyve.

Om løft

Løftekraft er en komponent af den aerodynamiske kraft, den er vinkelret på flyets bevægelsesvektor i flowet og opstår på grund af, at flowet omkring køretøjet er asymmetrisk. Løfteformlen ser sådan ud.

Denne formel
Denne formel

Hvordan stigning genereres

I nuværende fly er vinger en statisk struktur. Det vil ikke skabe løft af sig selv. Det er muligt at løfte en tung maskine op på grund af den gradvise acceleration for at klatre op i flyet. I dette tilfælde danner vingerne, som er placeret i en spids vinkel i forhold til strømmen, et andet tryk. Den bliver mindre over strukturen og stiger under den.

Og takket være forskellen i tryk er der faktisk en aerodynamisk kraft, højden er vundet. Hvilke indikatorer er repræsenteret i løftekraftformlen? Der anvendes en asymmetrisk vingeprofil. I øjeblikket overstiger angrebsvinklen ikke 3-5 grader. Og det er nok til, at moderne fly kan lette.

Angrebsvinkel
Angrebsvinkel

Siden oprettelsen af det første fly er deres design stort set blevet ændret. I øjeblikket har vingerne en asymmetrisk profil, deres øverste metalplade er konveks.

De nederste ark af strukturen er lige. Det er lavet tilså luften strømmer igennem uden forhindringer. Faktisk er løfteformlen i praksis implementeret på denne måde: De øvre luftstrømme rejser langt på grund af vingernes udbuling sammenlignet med de nederste. Og luften bag pladen forbliver i samme mængde. Som følge heraf bevæger den øvre luftstrøm sig hurtigere, og der er et område med lavere tryk.

Forskellen i tryk over og under vingerne, sammen med betjeningen af motorerne, fører til stigningen til den ønskede højde. Det er vigtigt, at angrebsvinklen er normal. Ellers vil stigningen falde.

Jo højere hastighed køretøjet har, desto højere løftekraft ifølge løfteformlen. Hvis hastigheden er lig med massen, går flyet i vandret retning. Hastighed skabes ved drift af flymotorer. Og hvis trykket over vingen er faldet, kan det umiddelbart ses med det blotte øje.

Han flyver
Han flyver

Hvis flyet pludselig manøvrerer, så dukker et hvidt jetfly op over vingen. Dette er kondensatet af vanddamp, som dannes på grund af, at trykket falder.

Om odds

Løftkoefficienten er en dimensionsløs størrelse. Det afhænger direkte af vingernes form. Angrebsvinklen har også betydning. Den bruges ved beregning af løftekraften, når hastigheden og lufttætheden er kendt. Koefficientens afhængighed af angrebsvinklen vises tydeligt under flyvetests.

Om aerodynamiske love

Når et fly bevæger sig, dets hastighed, andre egenskaberbevægelser ændrer sig, og det samme gør egenskaberne ved de luftstrømme, der strømmer omkring den. Samtidig ændres også flowspektrene. Dette er en ustabil bevægelse.

For at forstå dette bedre er der behov for forenklinger. Dette vil i høj grad forenkle outputtet, og den tekniske værdi forbliver den samme.

For det første er det bedst at overveje stabil bevægelse. Det betyder, at luftstrømmene ikke ændres over tid.

Det er aerodynamik
Det er aerodynamik

For det andet er det bedre at acceptere hypotesen om miljøets kontinuitet. Det vil sige, at luftens molekylære bevægelser ikke tages i betragtning. Luft betragtes som et uadskilleligt medium med en konstant tæthed.

For det tredje er det bedre at acceptere, at luften ikke er tyktflydende. Faktisk er dens viskositet nul, og der er ingen interne friktionskræfter. Det vil sige, at grænselaget fjernes fra flowspektret, der tages ikke højde for træk.

Kendskab til de vigtigste aerodynamiske love giver dig mulighed for at bygge matematiske modeller af, hvordan et fly flyves rundt af luftstrømme. Det giver dig også mulighed for at beregne indikatoren for hovedkræfterne, som afhænger af, hvordan trykket er fordelt over flyet.

Sådan flyves et fly

Selvfølgelig, for at flyveprocessen skal være sikker og komfortabel, vil vinger og en motor alene ikke være nok. Det er vigtigt at styre en multi-ton maskine. Og taxinøjagtighed under start og landing er meget vigtig.

For piloter betragtes landing som et kontrolleret fald. I sin proces er der et betydeligt fald i hastigheden, og som et resultat mister bilen højden. Det er vigtigt, at hastighedenblev udvalgt så præcist som muligt for at sikre et jævnt fald. Det er det, der får chassiset til at røre strimlen blødt.

Frigivet chassis
Frigivet chassis

At kontrollere et fly er fundament alt anderledes end at køre et landkøretøj. Rattet er nødvendigt for at vippe bilen op og ned, for at skabe en rulning. "Mod" betyder at klatre, og "væk" betyder at dykke. For at ændre kurs skal du trykke på pedalerne og derefter bruge rattet til at korrigere hældningen. Denne manøvre på piloternes sprog kaldes en "turn" eller "turn".

For at gøre det muligt for maskinen at dreje rundt og stabilisere flyvningen, er der en lodret køl i maskinens hale. Over den er "vinger", som er vandrette stabilisatorer. Det er takket være dem, at flyet ikke falder og ikke stiger spontant.

Elevatorer er placeret på stabilisatorerne. For at muliggøre motorstyring blev der placeret håndtag ved piloternes sæder. Når flyet letter, flyttes de fremad. Start betyder maksim alt tryk. Det er nødvendigt, for at enheden kan få starthastighed.

Når en tung maskine sætter sig ned, er håndtagene trukket tilbage. Dette er den mindste tryktilstand.

Du kan se, hvordan de bagerste dele af de store vinger falder ned inden landing. De kaldes flaps og udfører en række opgaver. Når flyet falder ned, bremser de forlængede klapper flyet. Dette forhindrer hende i at accelerere.

Det er klapperne
Det er klapperne

Hvis flyet lander, og hastigheden ikke er for høj,klapper udfører opgaven med at skabe yderligere løft. Så tabes højden ganske jævnt. Når bilen letter, hjælper klapperne med at holde flyet i luften.

Konklusion

Således er moderne fly rigtige luftskibe. De er automatiserede og pålidelige. Deres baner, hele flyvningen egner sig til en ret detaljeret beregning.

Anbefalede: