ارفع الصيغة. لماذا تطير الطائرات؟ قوانين الديناميكا الهوائية

جدول المحتويات:

ارفع الصيغة. لماذا تطير الطائرات؟ قوانين الديناميكا الهوائية
ارفع الصيغة. لماذا تطير الطائرات؟ قوانين الديناميكا الهوائية
Anonim

الطائرة هي طائرة أثقل من الهواء بعدة مرات. من أجل أن تطير ، هناك حاجة إلى مجموعة من عدة شروط. من المهم دمج الزاوية الصحيحة للهجوم مع العديد من العوامل المختلفة.

لماذا يطير

في الواقع ، تحليق الطائرة هو نتيجة عمل عدة قوى على الطائرة. تنشأ القوى المؤثرة على الطائرة عندما تتحرك التيارات الهوائية نحو الأجنحة. يتم تدويرها بزاوية معينة. بالإضافة إلى ذلك ، لديهم دائمًا شكل انسيابي خاص. بفضل هذا ، "استيقظوا في الهواء"

تيارات الهواء
تيارات الهواء

تتأثر العملية بارتفاع الطائرة وتسارع محركاتها. يؤدي الاحتراق والكيروسين إلى إطلاق الغاز الذي ينفجر بقوة كبيرة. المحركات اللولبية ترفع الطائرة للأعلى

عن الفحم

حتى في القرن التاسع عشر ، أثبت الباحثون أن زاوية الهجوم المناسبة هي مؤشر من 2-9 درجات. إذا اتضح أنه أقل ، فستكون هناك مقاومة قليلة. في نفس الوقت ، تظهر حسابات المصعد أن الرقم سيكون صغيرًا.

إذا كانت الزاوية أكثر حدة ، فستصبح المقاومةكبير وهذا سيحول الأجنحة إلى أشرعة

أحد أهم المعايير في الطائرة هو نسبة الرفع إلى السحب. هذه هي الجودة الديناميكية الهوائية ، وكلما زاد حجمها كلما قلت الطاقة التي تحتاجها الطائرة.

حول المصعد

قوة الرفع هي أحد مكونات القوة الديناميكية الهوائية ، وهي متعامدة مع ناقل حركة الطائرة في التدفق وتحدث بسبب حقيقة أن التدفق حول السيارة غير متماثل. تبدو صيغة الرفع هكذا

هذه الصيغة
هذه الصيغة

كيف يتم إنشاء المصعد

في الطائرات الحالية ، الأجنحة هي هيكل ثابت. لن تخلق المصعد من تلقاء نفسها. يمكن رفع آلة ثقيلة بسبب التسارع التدريجي لتسلق الطائرة. في هذه الحالة ، تشكل الأجنحة ، الموضوعة بزاوية حادة للتدفق ، ضغطًا مختلفًا. يصبح أصغر فوق الهيكل ويزداد تحته

وبفضل الاختلاف في الضغط ، في الواقع ، هناك قوة هوائية ، يتم اكتساب الارتفاع. ما هي المؤشرات الممثلة في صيغة قوة الرفع؟ يتم استخدام شكل الجناح غير المتماثل. في الوقت الحالي ، لا تتجاوز زاوية الهجوم 3-5 درجات. وهذا يكفي للطائرات الحديثة للإقلاع.

زاوية الهجوم
زاوية الهجوم

منذ إنشاء الطائرة الأولى ، تم تغيير تصميمها إلى حد كبير. في الوقت الحالي ، للأجنحة شكل جانبي غير متماثل ، والصفائح المعدنية العلوية محدبة.

الأوراق السفلية للهيكل متساوية. انها مصنوعة من أجلبحيث يتدفق الهواء من دون أي عوائق. في الواقع ، يتم تنفيذ صيغة الرفع عمليًا بهذه الطريقة: تسافر التيارات الهوائية العلوية مسافة طويلة بسبب انتفاخ الأجنحة مقارنة بالأجنحة السفلية. ويبقى الهواء خلف الصفيحة بنفس المقدار. نتيجة لذلك ، يتحرك تدفق الهواء العلوي بشكل أسرع ، وهناك منطقة ذات ضغط منخفض.

الفرق في الضغط فوق وتحت الأجنحة مع تشغيل المحركات يؤدي إلى الصعود إلى الارتفاع المطلوب. من المهم أن تكون زاوية الهجوم طبيعية. خلاف ذلك ، سينخفض المصعد.

كلما زادت سرعة السيارة ، زادت قوة الرفع وفقًا لصيغة الرفع. إذا كانت السرعة مساوية للكتلة ، تتحرك الطائرة في اتجاه أفقي. يتم إنشاء السرعة من خلال تشغيل محركات الطائرات. وإذا انخفض الضغط على الجناح يمكن رؤيته على الفور بالعين المجردة.

يطير
يطير

إذا قامت الطائرة بالمناورة فجأة ، تظهر طائرة بيضاء فوق الجناح. هذا هو مكثف بخار الماء ، والذي يتكون بسبب حقيقة أن الضغط ينخفض.

حول الاحتمالات

معامل الرفع هو كمية بلا أبعاد. يعتمد بشكل مباشر على شكل الأجنحة. زاوية الهجوم مهمة أيضا. يتم استخدامه عند حساب قوة الرفع عندما تكون السرعة وكثافة الهواء معروفتين. يتم عرض اعتماد المعامل على زاوية الهجوم بوضوح أثناء اختبارات الطيران.

حول قوانين الديناميكا الهوائية

عندما تتحرك الطائرة ، سرعتها وخصائص أخرىتتغير الحركات كما تتغير خصائص التيارات الهوائية التي تتدفق حولها. في الوقت نفسه ، يتغير أيضًا أطياف التدفق. هذه حركة غير مستقرة.

لفهم هذا بشكل أفضل ، هناك حاجة إلى التبسيط. سيؤدي هذا إلى تبسيط الإخراج بشكل كبير ، وستظل القيمة الهندسية كما هي.

أولاً ، من الأفضل التفكير في الحركة الثابتة. هذا يعني أن التيارات الهوائية لن تتغير بمرور الوقت.

إنها ديناميكية هوائية
إنها ديناميكية هوائية

ثانيًا ، من الأفضل قبول فرضية استمرارية البيئة. أي أن الحركات الجزيئية للهواء لا تؤخذ في الاعتبار. يعتبر الهواء وسيطًا لا ينفصل بكثافة ثابتة.

ثالثًا ، من الأفضل قبول أن الهواء ليس لزجًا. في الواقع ، لزوجته صفر ، ولا توجد قوى احتكاك داخلية. أي تتم إزالة الطبقة الحدودية من طيف التدفق ، ولا يؤخذ السحب في الاعتبار.

تسمح لك معرفة قوانين الديناميكا الهوائية الرئيسية ببناء نماذج رياضية لكيفية تحليق الطائرة بالتيارات الهوائية. كما يسمح لك بحساب مؤشر القوى الرئيسية ، والتي تعتمد على كيفية توزيع الضغط على الطائرة.

كيف تطير الطائرة

بالطبع ، لكي تكون عملية الطيران آمنة ومريحة ، لن تكفي الأجنحة والمحرك وحدهما. من المهم إدارة آلة متعددة الأطنان. ودقة التاكسي أثناء الإقلاع والهبوط مهمة جدا.

بالنسبة للطيارين ، يعتبر الهبوط سقوطًا محكومًا به. في عمليتها ، هناك انخفاض كبير في السرعة ، ونتيجة لذلك ، تفقد السيارة ارتفاعها. من المهم أن السرعةتم اختياره بأكبر قدر ممكن من الدقة لضمان السقوط السلس. هذا ما يجعل الشاسيه يلمس الشريط بلطف.

الهيكل المفرج عنه
الهيكل المفرج عنه

التحكم في الطائرة يختلف اختلافًا جوهريًا عن قيادة مركبة أرضية. عجلة القيادة ضرورية لإمالة السيارة لأعلى ولأسفل لإنشاء لفة. "نحو" تعني التسلق ، و "الابتعاد" تعني الغوص. لتغيير المسار ، تحتاج إلى الضغط على الدواسات ، ثم استخدام عجلة القيادة لتصحيح المنحدر. تسمى هذه المناورة بلغة الطيارين "انعطاف" أو "انعطاف".

لتمكين الآلة من الدوران واستقرار الرحلة ، يوجد عارضة عمودية في ذيل الماكينة. وفوقها توجد "أجنحة" ، وهي عبارة عن مثبتات أفقية. بفضلهم لم تهبط الطائرة ولا ترتفع بشكل عفوي.

توضع المصاعد على المثبتات. لجعل التحكم في المحرك ممكناً ، تم وضع رافعات على مقاعد الطيارين. عندما تقلع الطائرة ، يتم تحريكهم إلى الأمام. الإقلاع يعني أقصى قوة دفع. مطلوب من أجل أن يكتسب الجهاز سرعة الإقلاع.

عندما تجلس آلة ثقيلة ، تتراجع الرافعات. هذا هو وضع الدفع الأدنى.

يمكنك مشاهدة كيف تسقط الأجزاء الخلفية للأجنحة الكبيرة قبل الهبوط. يطلق عليهم اللوحات ويؤديون عددًا من المهام. عندما تهبط الطائرة ، تبطئ اللوحات الممتدة من سرعة الطائرة. هذا يمنعها من التسارع.

هذه هي اللوحات
هذه هي اللوحات

إذا كانت الطائرة تهبط والسرعة ليست عالية جدًا ،اللوحات تؤدي مهمة إنشاء رفع إضافي. ثم يتم فقدان الارتفاع بسلاسة تامة. أثناء إقلاع السيارة ، تساعد اللوحات على إبقاء الطائرة في الهواء.

الخلاصة

وهكذا ، فإن الطائرات الحديثة هي مناطيد حقيقية. إنها آلية وموثوقة. مساراتهم ، الرحلة بأكملها تفسح المجال لحساب مفصل إلى حد ما.

موصى به: