Въпреки че сме в 2022 година, все още има много хора, които не разбират Защо летят самолети. Хората са копнеели да могат да се реят в небето и да пътуват с по-високи скорости, за да изследват всяко кътче на нашата планета. Благодарение на научните и физичните изследвания това стана възможно и днес самолетите са наистина важни в живота ни. Освен това в настоящия контекст е жизненоважно да се разбере как някои фактори, като изменението на климата, могат да повлияят дори на турбуленция при полети.
В тази статия ще ви обясним защо самолетите летят и как се стигна до това заключение.
Защо летят самолети
Най-простият отговор е да се каже, че самолетите могат да летят, защото са проектирани да летят. Както и трансатлантически от повече от 100.000 XNUMX тона има форма и вътрешен дизайн, които му позволяват да остане на повърхността, самолетът има форма, която му позволява да остане във въздуха. Не е нищо магическо. Странното и невероятно е, че самолетите не могат да летят по начина, по който го правят. Ключът към формата му са крилата и техният дизайн.
Малко по-сложен отговор е да се каже, че самолетът дължи своя полет на въздушния поток през крилата. Така че можем да заключим, че за да лети един самолет, е необходим въздушен поток, или с други думи, относителна скорост спрямо въздуха. Също така е интересно да се отбележи, че метеорологичните условия също влияят на полета, както може да се види във феномена на Счупен призрак което може да се наблюдава от самолет.
Самолетите летят под различни сили в хоризонтална и вертикална равнина.. За да се повдигне самолет, силата, генерирана от вертикалната ос (повдигане на аеронавигационен език), трябва да надвишава теглото на самолета. От друга страна, по хоризонталната ос, поради изгорелите газове на двигателя, се осъществява принципът действие-реакция, генерирайки сила напред, която преодолява въздушното съпротивление. Когато самолет се изкачва с постоянна скорост и достигне своята крейсерска височина, това е така, защото се постига баланс на силите както по вертикалната ос (подемната сила е равна на теглото), така и по хоризонталната ос, където подемната сила е равна на теглото. Тягата на двигателя е равна на съпротивлението, осигурено от въздуха.
Защо самолетите летят: основни принципи
Магията се случва, когато получите повдигане. Там трябва да обясним неговия набор от принципи. По принцип повдигането се постига чрез крилата на самолета. Ако ги отрежем ще получим това, което се нарича профил на крилото, частта, която има крилото вътре.
От аеродинамична гледна точка секцията има много ефективна форма. Ръбът, в който влиза въздух при полет на самолета, е закръглен, задната част на профила е остра, а също така е извита отгоре (на авиационен език тази горна част се нарича външна дъга, а долната част се нарича вътрешна дъга). Тази кривина на профила на крилото означава, че когато въздушният поток го срещне, той се разделя на два пътя, едната част над крилото, а другата надолу.
Има една теорема, теоремата на Бернули, която по същество е запазване на енергията и казва, че за да се случи това, въздушният поток отгоре трябва да върви по-бързо. Това означава по-малко налягане от дъното, той се движи с по-ниска скорост и прилага по-голям натиск. Разликата в налягането между горния и долния въздушен поток създава повдигане. Въпреки че това повдигане по принципа на Бернули не обяснява всичко, от което самолетът се нуждае, за да се издигне. За да се обясни надморската височина е необходимо да се прибегне до друга серия от физически принципи. Можете да намерите повече за това как се формират тези течения в свързаната статия на турбуленция и за него поведение на струйния поток което също е важно за разбиране на полета.
Един от тях е третият закон на Нютон. Поради извитата форма на профила, въздухът отгоре, вместо да следва права пътека, се насочва надолу. Това отклонение, причинено от профила на крилото във въздушния поток, означава, че поради третия закон на Нютон (принцип на действие-реакция), реакционната сила се създава в обратна посока, над крилото, което генерира повече повдигане. В допълнение, това повдигане се увеличава от ефект, известен като Ефект на Коанда, който се прилага за всички вискозни течности. Следователно, ефектът на Коанда Уместно е да се обясни как се постига повдигане в самолетите.
подробно обяснение
Ефектът на Коанда кара течностите да намират повърхности по пътя си и да се придържат към тях. Между профила на крилото и въздушния поток се образува граничен слой като ламинарен слой, като първият се залепва за крилото и влачи останалите слоеве над него. Ефектът на третия закон на Нютон се засилва допълнително, когато въздушният поток се придържа към профила, въздухът ще тече надолу, докато се придържа към профила.
Всичко това се увеличава със скоростта на въздуха. В началото на ролката за излитане самолетът постепенно ускорява, така че подемната сила се увеличава със скоростта. Можете да го разберете по-добре с пример. Ако махнем ръцете си от прозореца на колата, с увеличаване на скоростта забелязваме, че силата на въздуха има тенденция да повдигне ръцете.
Но това, което определено кара самолета да се издигне, е повдигането на носа, което се нарича увеличаване на ъгъла на атака. Ъгълът на атака е ъгълът, образуван от текущия удар на профила на крилото по отношение на този профил. След като подемната сила нараства с извивката на профила на крилото (разширяване на повърхностите, които има: предни ламели и задни клапи), елеваторите на опашния стабилизатор се движат. Това действие прави носът на самолета се издига. С носа нагоре увеличаваме ъгъла на атака. Това има същия ефект, както когато пуснем ръката си през прозореца на колата, ако вдигнем ръката си в посока на движение, ръката се издига. Всички те работят заедно, за да повдигнат самолета.
Както можете да видите, благодарение на многобройни експерименти и теории, самолетите успяха да летят и станаха част от нашето ежедневие. Надявам се, че с тази информация можете да научите повече за това защо самолетите летят.
Това беше тема, която винаги ме мотивираше да уча, благодаря за толкова важна информация...