Pacelšanas formula. Kāpēc lidmašīnas lido? Aerodinamikas likumi

Satura rādītājs:

Pacelšanas formula. Kāpēc lidmašīnas lido? Aerodinamikas likumi
Pacelšanas formula. Kāpēc lidmašīnas lido? Aerodinamikas likumi
Anonim

Lidmašīna ir lidmašīna, kas ir daudzkārt smagāka par gaisu. Lai tas lidotu, ir nepieciešama vairāku apstākļu kombinācija. Ir svarīgi apvienot pareizo uzbrukuma leņķi ar daudziem dažādiem faktoriem.

Kāpēc viņš lido

Faktiski gaisa kuģa lidojums ir vairāku spēku darbības rezultāts uz lidmašīnu. Spēki, kas iedarbojas uz lidmašīnu, rodas, gaisa straumēm virzoties uz spārniem. Tie ir pagriezti noteiktā leņķī. Turklāt tiem vienmēr ir īpaša racionalizēta forma. Pateicoties tam, viņi "paceļas gaisā".

Gaisa straumes
Gaisa straumes

Procesu ietekmē lidmašīnas augstums, un tā dzinēji paātrina. Degšana, petroleja provocē gāzes izdalīšanos, kas izplūst ar lielu spēku. Skrūvējamie dzinēji paceļ lidmašīnu uz augšu.

Par oglēm

Pat 19. gadsimtā pētnieki pierādīja, ka piemērots uzbrukuma leņķis ir 2-9 grādu rādītājs. Ja izrādīsies mazāk, tad pretestība būs maza. Tajā pašā laikā lifta aprēķini liecina, ka skaitlis būs mazs.

Ja leņķis izrādīsies stāvāks, tad pretestība kļūsliels, un tas pārvērtīs spārnus burās.

Viens no svarīgākajiem kritērijiem lidmašīnā ir pacēluma un pretestības attiecība. Tā ir aerodinamiskā kvalitāte, un jo lielāka tā ir, jo mazāk enerģijas būs nepieciešams lidmašīnai, lai lidotu.

Par liftu

Pacelšanas spēks ir aerodinamiskā spēka sastāvdaļa, tas ir perpendikulārs gaisa kuģa kustības vektoram plūsmā un rodas tāpēc, ka plūsma ap transportlīdzekli ir asimetriska. Pacelšanas formula izskatās šādi.

Šī formula
Šī formula

Kā tiek ģenerēts pieaugums

Pašreizējos lidaparātos spārni ir statiska struktūra. Tas pats par sevi neradīs liftu. Smagas mašīnas pacelšana ir iespējama, pateicoties pakāpeniskai paātrinājumam, lai uzkāptu lidmašīnā. Šajā gadījumā spārni, kas novietoti akūtā leņķī pret plūsmu, veido atšķirīgu spiedienu. Tas kļūst mazāks virs struktūras un palielinās zem tās.

Un, pateicoties spiediena starpībai, patiesībā ir aerodinamisks spēks, tiek iegūts augstums. Kādi rādītāji ir attēloti pacelšanas spēka formulā? Tiek izmantots asimetrisks spārnu profils. Šobrīd uzbrukuma leņķis nepārsniedz 3-5 grādus. Un ar to pietiek, lai mūsdienu lidmašīnas varētu pacelties.

Uzbrukuma leņķis
Uzbrukuma leņķis

Kopš pirmās lidmašīnas izveides to dizains ir lielā mērā mainīts. Šobrīd spārniem ir asimetrisks profils, to augšējā metāla loksne ir izliekta.

Struktūras apakšējās loksnes ir līdzenas. Tas ir radītslai gaiss plūst cauri bez jebkādiem šķēršļiem. Faktiski pacelšanas formula praksē tiek realizēta šādi: augšējās gaisa plūsmas spārnu izliekuma dēļ, salīdzinot ar apakšējiem, virzās tālu. Un gaiss aiz plāksnes paliek tādā pašā daudzumā. Rezultātā augšējā gaisa plūsma pārvietojas ātrāk, un ir apgabals ar zemāku spiedienu.

Spiediena starpība virs un zem spārniem kopā ar dzinēju darbību noved pie kāpšanas vēlamajā augstumā. Ir svarīgi, lai uzbrukuma leņķis būtu normāls. Pretējā gadījumā lifts samazināsies.

Jo lielāks ir transportlīdzekļa ātrums, jo lielāks pacelšanas spēks saskaņā ar pacelšanas formulu. Ja ātrums ir vienāds ar masu, lidmašīna virzās horizontālā virzienā. Ātrumu rada gaisa kuģu dzinēju darbība. Un, ja spiediens virs spārna ir samazinājies, to var redzēt uzreiz ar neapbruņotu aci.

Viņš lido
Viņš lido

Ja lidmašīna pēkšņi manevrē, virs spārna parādās b alta strūkla. Tas ir ūdens tvaiku kondensāts, kas veidojas spiediena krituma dēļ.

Par izredzēm

Pacelšanas koeficients ir bezizmēra lielums. Tas ir tieši atkarīgs no spārnu formas. Uzbrukuma leņķim arī ir nozīme. To izmanto, aprēķinot celšanas spēku, ja ir zināms ātrums un gaisa blīvums. Koeficienta atkarība no uzbrukuma leņķa ir skaidri redzama lidojuma testu laikā.

Par aerodinamikas likumiem

Kad gaisa kuģis pārvietojas, tā ātrums, citas īpašībasmainās kustības, kā arī apkārtējo gaisa plūsmu īpašības. Tajā pašā laikā mainās arī plūsmas spektri. Šī ir nestabila kustība.

Lai to labāk saprastu, ir nepieciešami vienkāršojumi. Tas ievērojami vienkāršos izvadi, un inženiertehniskā vērtība paliks nemainīga.

Pirmkārt, vislabāk ir apsvērt vienmērīgu kustību. Tas nozīmē, ka gaisa plūsmas laika gaitā nemainīsies.

Tā ir aerodinamika
Tā ir aerodinamika

Otrkārt, labāk pieņemt hipotēzi par vides nepārtrauktību. Tas ir, gaisa molekulārās kustības netiek ņemtas vērā. Gaiss tiek uzskatīts par neatdalāmu vidi ar nemainīgu blīvumu.

Treškārt, labāk samierināties ar to, ka gaiss nav viskozs. Faktiski tā viskozitāte ir nulle, un nav iekšēju berzes spēku. Tas nozīmē, ka robežslānis tiek noņemts no plūsmas spektra, vilkšana netiek ņemta vērā.

Zināšanas par galvenajiem aerodinamikas likumiem ļauj izveidot matemātiskos modeļus, kā gaisa kuģis tiek lidots ar gaisa straumēm. Tas arī ļauj aprēķināt galveno spēku rādītāju, kas ir atkarīgi no tā, kā spiediens tiek sadalīts pa lidmašīnu.

Kā tiek lidota lidmašīna

Protams, lai lidojuma process būtu drošs un ērts, ar spārniem un dzinēju vien nepietiks. Ir svarīgi pārvaldīt vairāku tonnu mašīnu. Un manevrēšanas precizitāte pacelšanās un nosēšanās laikā ir ļoti svarīga.

Pilotiem nosēšanās tiek uzskatīta par kontrolētu kritienu. Tā procesā ievērojami samazinās ātrums, un rezultātā automašīna zaudē augstumu. Ir svarīgi, lai ātrumstika izvēlēts pēc iespējas precīzāk, lai nodrošinātu vienmērīgu kritienu. Tas liek šasija maigi pieskarties sloksnei.

Atbrīvota šasija
Atbrīvota šasija

Lidaparāta vadīšana būtiski atšķiras no vadīšanas ar sauszemes transportlīdzekli. Stūre ir nepieciešama, lai noliektu automašīnu uz augšu un uz leju, lai izveidotu ripošanos. “Pretī” nozīmē kāpt, un “prom” nozīmē nirt. Lai mainītu kursu, jums jānospiež pedāļi un pēc tam izmantojiet stūri, lai koriģētu slīpumu. Šo manevru pilotu valodā sauc par "pagriezienu" vai "pagriezienu".

Lai mašīna varētu apgriezties un stabilizētu lidojumu, mašīnas astē ir vertikāls ķīlis. Virs tā ir "spārni", kas ir horizontālie stabilizatori. Pateicoties viņiem, lidmašīna nenolaižas un spontāni nesasniedz augstumu.

Uz stabilizatoriem novietoti lifti. Lai padarītu iespējamu dzinēja vadību, pie pilotu sēdekļiem tika novietotas sviras. Kad lidmašīna paceļas, tās tiek pārvietotas uz priekšu. Pacelšanās nozīmē maksimālo vilci. Tas ir nepieciešams, lai ierīce iegūtu pacelšanās ātrumu.

Kad smaga mašīna apsēžas, sviras tiek ievilktas. Šis ir minimālās vilces režīms.

Var vērot, kā pirms nosēšanās lielo spārnu aizmugurējās daļas nokrīt. Tos sauc par atlokiem un veic vairākus uzdevumus. Lidmašīnai nolaižoties, izvērstie atloki palēnina gaisa kuģa ātrumu. Tas viņai neļauj paātrināties.

Tie ir atloki
Tie ir atloki

Ja lidmašīna nolaižas un ātrums nav pārāk liels,atloki veic papildu pacēluma radīšanas uzdevumu. Tad augums tiek zaudēts diezgan gludi. Automašīnai paceļoties, atloki palīdz noturēt lidmašīnu gaisā.

Secinājums

Tādējādi mūsdienu lidmašīnas ir īsti dirižabļi. Tie ir automatizēti un uzticami. To trajektorijas, viss lidojums ļauj veikt diezgan detalizētus aprēķinus.

Ieteicams: