Fórmula d'elevació. Per què volen els avions? Lleis de l'aerodinàmica

Taula de continguts:

Fórmula d'elevació. Per què volen els avions? Lleis de l'aerodinàmica
Fórmula d'elevació. Per què volen els avions? Lleis de l'aerodinàmica
Anonim

Un avió és un avió que és moltes vegades més pesat que l'aire. Perquè pugui volar, cal una combinació de diverses condicions. És important combinar l'angle correcte d'atac amb molts factors diferents.

Per què vola

De fet, el vol d'un avió és el resultat de l'acció de diverses forces sobre l'avió. Les forces que actuen sobre l'aeronau sorgeixen quan els corrents d'aire es mouen cap a les ales. Es fan girar amb un angle determinat. A més, sempre tenen una forma aerodinàmica especial. Gràcies a això, "s'aixequen a l'aire".

Corrents d'aire
Corrents d'aire

El procés es veu afectat per l' altitud de l'avió i els seus motors s'acceleren. En cremar, el querosè provoca l'alliberament de gas, que esclata amb gran força. Els motors de cargol aixequen l'avió.

Sobre el carbó

Fins i tot al segle XIX, els investigadors van demostrar que un angle d'atac adequat és un indicador de 2-9 graus. Si resulta ser menys, hi haurà poca resistència. Al mateix temps, els càlculs d'elevació mostren que la xifra serà petita.

Si l'angle resulta ser més pronunciat, la resistència es faràgran, i això convertirà les ales en veles.

Un dels criteris més importants d'un avió és la proporció entre sustentació i arrossegament. Aquesta és la qualitat aerodinàmica, i com més gran sigui, menys energia necessitarà l'avió per volar.

Sobre l'ascensor

La força de sustentació és un component de la força aerodinàmica, és perpendicular al vector de moviment de l'aeronau en el flux i es produeix a causa del fet que el flux al voltant del vehicle és asimètric. La fórmula d'elevació té aquest aspecte.

Aquesta fórmula
Aquesta fórmula

Com es genera l'ascens

A les aeronaus actuals, les ales són una estructura estàtica. No crearà ascensor per si mateix. Aixecar una màquina pesada és possible a causa de l'acceleració gradual per pujar a l'avió. En aquest cas, les ales, que es col·loquen en un angle agut respecte al flux, formen una pressió diferent. Es fa més petit per sobre de l'estructura i augmenta per sota.

I gràcies a la diferència de pressió, de fet, hi ha una força aerodinàmica, es guanya alçada. Quins indicadors es representen a la fórmula de la força de sustentació? S'utilitza un perfil d'ala asimètric. De moment, l'angle d'atac no supera els 3-5 graus. I això és suficient perquè els avions moderns enlainin.

Angle d'atac
Angle d'atac

Des de la creació del primer avió, el seu disseny ha canviat en gran mesura. De moment, les ales tenen un perfil asimètric, la seva xapa metàl·lica superior és convexa.

Els fulls inferiors de l'estructura són parells. Està fet perperquè l'aire circuli sense cap obstacle. De fet, la fórmula de sustentació a la pràctica s'implementa d'aquesta manera: els corrents d'aire superiors recorren un llarg recorregut a causa de la protuberància de les ales en comparació amb les inferiors. I l'aire darrere de la placa es manté en la mateixa quantitat. Com a resultat, el flux d'aire superior es mou més ràpidament i hi ha una zona amb una pressió més baixa.

La diferència de pressió per sobre i per sota de les ales, juntament amb el funcionament dels motors, porta a l'ascens a l'alçada desitjada. És important que l'angle d'atac sigui normal. En cas contrari, l'ascensor baixarà.

Com més gran sigui la velocitat del vehicle, més gran serà la força de sustentació, segons la fórmula d'elevació. Si la velocitat és igual a la massa, l'avió va en direcció horitzontal. La velocitat es crea pel funcionament dels motors d'avions. I si la pressió sobre l'ala ha baixat, es pot veure immediatament a ull nu.

Ell vola
Ell vola

Si l'avió maniobra de sobte, un jet blanc apareix per sobre de l'ala. Aquest és el condensat de vapor d'aigua, que es forma a causa del fet que la pressió baixa.

Sobre les probabilitats

El coeficient de sustentació és una quantitat adimensional. Depèn directament de la forma de les ales. L'angle d'atac també importa. S'utilitza per calcular la força d'elevació quan es coneixen la velocitat i la densitat de l'aire. La dependència del coeficient de l'angle d'atac es mostra clarament durant les proves de vol.

Sobre les lleis aerodinàmiques

Quan un avió es mou, la seva velocitat, altres característiquescanvien els moviments, així com les característiques dels corrents d'aire que hi circulen. Al mateix temps, els espectres de flux també canvien. Aquest és un moviment inestable.

Per entendre-ho millor, calen simplificacions. Això simplificarà molt la sortida i el valor d'enginyeria es mantindrà igual.

Primer, el millor és tenir en compte el moviment constant. Això vol dir que els corrents d'aire no canviaran amb el temps.

És aerodinàmica
És aerodinàmica

En segon lloc, és millor acceptar la hipòtesi de la continuïtat de l'entorn. És a dir, no es tenen en compte els moviments moleculars de l'aire. L'aire es considera un medi inseparable amb una densitat constant.

En tercer lloc, és millor acceptar que l'aire no és viscós. De fet, la seva viscositat és zero i no hi ha forces de fricció internes. És a dir, la capa límit s'elimina de l'espectre de flux, no es té en compte l'arrossegament.

El coneixement de les principals lleis aerodinàmiques us permet construir models matemàtics de com els corrents d'aire fan volar un avió. També permet calcular l'indicador de les forces principals, que depenen de com es distribueix la pressió sobre l'avió.

Com es vol un avió

Per descomptat, perquè el procés de vol sigui segur i còmode, les ales i un motor per si sols no seran suficients. És important gestionar una màquina de diverses tones. I la precisió de rodament durant l'enlairament i l'aterratge és molt important.

Per als pilots, l'aterratge es considera una caiguda controlada. En el seu procés, hi ha una disminució important de la velocitat i, com a resultat, el cotxe perd alçada. És important que la velocitates va seleccionar amb la màxima precisió possible per garantir una caiguda suau. Això és el que fa que el xassís toqui la tira suaument.

Xassís alliberat
Xassís alliberat

Controlar un avió és fonamentalment diferent de conduir un vehicle terrestre. El volant és necessari per inclinar el cotxe cap amunt i cap avall, per crear un rotllo. "Cap a" vol dir escalar, i "allunyar" vol dir submergir-se. Per canviar de rumb, cal prémer els pedals i després fer servir el volant per corregir el pendent. Aquesta maniobra en el llenguatge dels pilots s'anomena "gir" o "gir".

Per permetre que la màquina giri i estabilitzar el vol, hi ha una quilla vertical a la cua de la màquina. A sobre hi ha "ales", que són estabilitzadors horitzontals. És gràcies a ells que l'avió no baixa i no guanya alçada de manera espontània.

Els ascensors es col·loquen als estabilitzadors. Per fer possible el control del motor, es van col·locar palanques als seients dels pilots. Quan l'avió enlaira, es mouen cap endavant. L'enlairament significa la màxima empenta. És necessari perquè el dispositiu guanyi velocitat d'enlairament.

Quan s'asseu una màquina pesada, les palanques es retrauen. Aquest és el mode d'empenta mínima.

Podeu veure com abans d'aterrar, les parts posteriors de les ales grans cauen. S'anomenen flaps i realitzen una sèrie de tasques. A mesura que l'avió baixa, els flaps estesos frenen l'avió. Això impedeix que acceleri.

Aquestes són les solapes
Aquestes són les solapes

Si l'avió està aterrant i la velocitat no és massa alta,les solapes realitzen la tasca de crear elevació addicional. Llavors l'alçada es perd sense problemes. Quan el cotxe s'enlaira, les aletes ajuden a mantenir l'avió en l'aire.

Conclusió

Per tant, els avions moderns són autèntics dirigibles. Són automatitzats i fiables. Les seves trajectòries, tot el vol es presta a un càlcul bastant detallat.

Recomanat: