Formula di sollevamento. Perché gli aerei volano? Leggi dell'aerodinamica

Sommario:

Formula di sollevamento. Perché gli aerei volano? Leggi dell'aerodinamica
Formula di sollevamento. Perché gli aerei volano? Leggi dell'aerodinamica
Anonim

Un aeroplano è un aeroplano molte volte più pesante dell'aria. Affinché possa volare, è necessaria una combinazione di diverse condizioni. È importante combinare il giusto angolo di attacco con molti fattori diversi.

Perché vola

Infatti, il volo di un aereo è il risultato dell'azione di più forze sull'aereo. Le forze che agiscono sull'aereo sorgono quando le correnti d'aria si muovono verso le ali. Sono ruotati di un certo angolo. Inoltre, hanno sempre una forma aerodinamica speciale. Grazie a questo, si "alzano in aria".

Correnti d'aria
Correnti d'aria

Il processo è influenzato dall' altitudine dell'aereo e i suoi motori accelerano. Bruciando, il cherosene provoca il rilascio di gas, che esplode con grande forza. I motori a vite sollevano l'aereo.

Informazioni sul carbone

Anche nel 19° secolo, i ricercatori hanno dimostrato che un angolo di attacco adeguato è un indicatore di 2-9 gradi. Se risulta essere inferiore, ci sarà poca resistenza. Allo stesso tempo, i calcoli dell'incremento mostrano che la cifra sarà piccola.

Se l'angolo risulta essere più ripido, la resistenza diventeràgrande, e questo trasformerà le ali in vele.

Uno dei criteri più importanti in un aeroplano è il rapporto tra portanza e resistenza. Questa è la qualità aerodinamica e più è grande, minore è l'energia di cui l'aereo avrà bisogno per volare.

Informazioni sull'ascensore

La forza di sollevamento è una componente della forza aerodinamica, è perpendicolare al vettore di movimento dell'aeromobile nel flusso e si verifica a causa del fatto che il flusso attorno al veicolo è asimmetrico. La formula dell'ascensore è simile a questa.

Questa formula
Questa formula

Come viene generato l'incremento

Negli attuali aerei, le ali sono una struttura statica. Non creerà ascensore da solo. Il sollevamento di una macchina pesante è possibile grazie alla graduale accelerazione per salire sull'aereo. In questo caso, le ali, che sono poste ad angolo acuto rispetto al flusso, formano una pressione diversa. Diventa più piccolo sopra la struttura e aumenta sotto di essa.

E grazie alla differenza di pressione, infatti, c'è una forza aerodinamica, l' altezza si guadagna. Quali indicatori sono rappresentati nella formula della forza di sollevamento? Viene utilizzato un profilo alare asimmetrico. Al momento, l'angolo di attacco non supera i 3-5 gradi. E questo è sufficiente per far decollare gli aerei moderni.

Angolo di attacco
Angolo di attacco

Dalla creazione del primo velivolo, il loro design è stato ampiamente modificato. Attualmente le ali hanno un profilo asimmetrico, la loro lamiera superiore è convessa.

Le lastre inferiori della struttura sono pari. È fatto perin modo che l'aria fluisca senza ostacoli. Infatti la formula dell'alzata in pratica viene attuata in questo modo: le correnti d'aria superiori viaggiano molto a causa del rigonfiamento delle ali rispetto a quelle inferiori. E l'aria dietro il piatto rimane nella stessa quantità. Di conseguenza, il flusso d'aria superiore si muove più velocemente e c'è un'area con una pressione inferiore.

La differenza di pressione sopra e sotto le ali, insieme al funzionamento dei motori, porta alla salita all' altezza desiderata. È importante che l'angolo di attacco sia normale. In caso contrario, l'ascensore diminuirà.

Maggiore è la velocità del veicolo, maggiore è la forza di sollevamento, secondo la formula di sollevamento. Se la velocità è uguale alla massa, l'aereo va in direzione orizzontale. La velocità è creata dal funzionamento dei motori aeronautici. E se la pressione sull'ala è diminuita, può essere vista immediatamente ad occhio nudo.

Lui vola
Lui vola

Se l'aereo effettua una manovra improvvisa, appare un getto bianco sopra l'ala. Questa è la condensa del vapore acqueo, che si forma a causa della caduta di pressione.

Informazioni sulle quote

Il coefficiente di portanza è una quantità adimensionale. Dipende direttamente dalla forma delle ali. Anche l'angolo di attacco conta. Viene utilizzato per calcolare la forza di sollevamento quando si conoscono la velocità e la densità dell'aria. La dipendenza del coefficiente dall'angolo di attacco è chiaramente mostrata durante le prove di volo.

Sulle leggi aerodinamiche

Quando un aereo è in movimento, la sua velocità, altre caratteristichei movimenti cambiano, così come le caratteristiche delle correnti d'aria che lo circondano. Allo stesso tempo, cambiano anche gli spettri del flusso. Questo è un movimento instabile.

Per capirlo meglio, sono necessarie semplificazioni. Ciò semplificherà notevolmente l'output e il valore ingegneristico rimarrà lo stesso.

In primo luogo, è meglio considerare il movimento costante. Ciò significa che le correnti d'aria non cambieranno nel tempo.

È aerodinamica
È aerodinamica

In secondo luogo, è meglio accettare l'ipotesi della continuità dell'ambiente. Cioè, i movimenti molecolari dell'aria non vengono presi in considerazione. L'aria è considerata un mezzo inseparabile con una densità costante.

Terzo, è meglio accettare che l'aria non sia viscosa. In effetti, la sua viscosità è zero e non ci sono forze di attrito interne. Cioè, lo strato limite viene rimosso dallo spettro di flusso, la resistenza non viene presa in considerazione.

La conoscenza delle principali leggi aerodinamiche ti consente di costruire modelli matematici di come un aeromobile viene trasportato dalle correnti d'aria. Consente inoltre di calcolare l'indicatore delle forze principali, che dipendono da come viene distribuita la pressione sull'aereo.

Come vola un aereo

Ovviamente, affinché il processo di volo sia sicuro e confortevole, le ali e un motore da soli non saranno sufficienti. È importante gestire una macchina multi-ton. E la precisione del rullaggio durante il decollo e l'atterraggio è molto importante.

Per i piloti, l'atterraggio è considerato una caduta controllata. Nel suo processo, c'è una significativa diminuzione della velocità e, di conseguenza, l'auto perde altezza. È importante che la velocitàè stato selezionato nel modo più preciso possibile per garantire una caduta regolare. Questo è ciò che fa sì che il telaio tocchi leggermente la striscia.

Telaio rilasciato
Telaio rilasciato

Controllare un aereo è fondamentalmente diverso dalla guida di un veicolo terrestre. Il volante è necessario per inclinare l'auto su e giù, per creare un rollio. "Verso" significa arrampicarsi e "lontano" significa immergersi. Per cambiare rotta, è necessario premere i pedali, quindi utilizzare il volante per correggere la pendenza. Questa manovra nel linguaggio dei piloti è chiamata "virata" o "virata".

Per consentire alla macchina di virare e stabilizzare il volo, c'è una chiglia verticale nella coda della macchina. Sopra ci sono le "ali", che sono stabilizzatori orizzontali. È grazie a loro che l'aereo non scende e non guadagna quota spontaneamente.

Gli ascensori sono posizionati sugli stabilizzatori. Per rendere possibile il controllo del motore, le leve sono state posizionate sui sedili dei piloti. Quando l'aereo decolla, vengono spostati in avanti. Decollo significa massima spinta. È necessario affinché il dispositivo acquisisca velocità di decollo.

Quando una macchina pesante si siede, le leve si ritraggono. Questa è la modalità di spinta minima.

Puoi guardare come prima di atterrare, le parti posteriori delle grandi ali cadono. Sono chiamati lembi e svolgono una serie di compiti. Quando l'aereo scende, i flap estesi rallentano l'aereo. Questo le impedisce di accelerare.

Questi sono i lembi
Questi sono i lembi

Se l'aereo sta atterrando e la velocità non è troppo alta,le alette svolgono il compito di creare portanza aggiuntiva. Quindi l' altezza si perde abbastanza facilmente. Quando l'auto decolla, i flap aiutano a mantenere l'aereo in aria.

Conclusione

Quindi, gli aerei moderni sono dei veri e propri dirigibili. Sono automatizzati e affidabili. Le loro traiettorie, l'intero volo si presta a un calcolo abbastanza dettagliato.

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