هواپیما هواپیمایی است که چندین برابر سنگین تر از هوا است. برای اینکه بتواند پرواز کند، ترکیبی از چندین شرط لازم است. ترکیب زاویه حمله مناسب با عوامل مختلف بسیار مهم است.
چرا پرواز می کند
در واقع پرواز یک هواپیما نتیجه عمل چند نیرو بر روی هواپیما است. نیروهای وارد بر هواپیما زمانی ایجاد می شوند که جریان هوا به سمت بال ها حرکت می کند. آنها در یک زاویه خاص می چرخند. علاوه بر این، آنها همیشه یک شکل کارآمد خاص دارند. به لطف این، آنها "در هوا بلند می شوند."
روند تحت تأثیر ارتفاع هواپیما قرار می گیرد و موتورهای آن شتاب می گیرند. سوختن، نفت سفید باعث آزاد شدن گاز می شود که با نیروی زیادی بیرون می آید. موتورهای مارپیچ هواپیما را بالا می برند.
درباره زغال سنگ
حتی در قرن نوزدهم، محققان ثابت کردند که زاویه حمله مناسب نشانگر ۲ تا ۹ درجه است. اگر معلوم شود که کمتر است، مقاومت کمی وجود خواهد داشت. در همان زمان، محاسبات بالابر نشان می دهد که این رقم کوچک خواهد بود.
اگر زاویه تندتر باشد، مقاومت تبدیل خواهد شدبزرگ، و این بالها را به بادبان تبدیل می کند.
یکی از مهمترین معیارها در هواپیما، نسبت بالابر به درگ است. این کیفیت آیرودینامیکی است و هر چه بزرگتر باشد، هواپیما برای پرواز به انرژی کمتری نیاز دارد.
درباره آسانسور
نیروی بالابر جزء نیروی آیرودینامیکی است، بر بردار حرکت هواپیما در جریان عمود است و به دلیل نامتقارن بودن جریان اطراف وسیله نقلیه رخ می دهد. فرمول لیفت به این شکل است.
چگونه بالابر ایجاد می شود
در هواپیماهای فعلی، بالها ساختاری ساکن هستند. به خودی خود بالابر ایجاد نمی کند. بلند کردن ماشین سنگین به دلیل شتاب تدریجی برای بالا رفتن از هواپیما امکان پذیر است. در این حالت، بالهایی که در یک زاویه حاد نسبت به جریان قرار می گیرند، فشار متفاوتی را تشکیل می دهند. در بالای ساختار کوچکتر می شود و در زیر آن افزایش می یابد.
و به لطف اختلاف فشار، در واقع یک نیروی آیرودینامیکی وجود دارد، ارتفاع به دست می آید. چه شاخص هایی در فرمول نیروی بالابر نشان داده شده است؟ از پروفیل بال نامتقارن استفاده می شود. در حال حاضر، زاویه حمله از 3-5 درجه تجاوز نمی کند. و این برای پرواز هواپیماهای مدرن کافی است.
از زمان ایجاد اولین هواپیما، طراحی آنها تا حد زیادی تغییر کرده است. در حال حاضر، بالها دارای مشخصات نامتقارن هستند، ورق فلزی بالایی آنها محدب است.
ورق های پایینی ساختار یکنواخت هستند. ساخته شده برایبه طوری که هوا بدون هیچ مانعی از آن عبور می کند. در واقع، فرمول لیفت در عمل به این صورت اجرا می شود: جریان های هوای بالایی به دلیل برآمدگی بال ها نسبت به بال های پایین، مسافت زیادی را طی می کنند. و هوای پشت صفحه به همان میزان باقی می ماند. در نتیجه، جریان هوای بالایی سریعتر حرکت می کند و ناحیه ای با فشار کمتر وجود دارد.
تفاوت فشار بالا و پایین بالها همراه با کارکرد موتورها منجر به صعود به ارتفاع مورد نظر می شود. مهم است که زاویه حمله طبیعی باشد. در غیر این صورت، بالابر کاهش می یابد.
طبق فرمول بالابر، هرچه سرعت وسیله نقلیه بیشتر باشد، نیروی بالابر بیشتر است. اگر سرعت با جرم برابر باشد، هواپیما به سمت افقی می رود. سرعت با عملکرد موتور هواپیما ایجاد می شود. و اگر فشار روی بال کاهش یافته باشد، بلافاصله با چشم غیر مسلح قابل مشاهده است.
اگر هواپیما به طور ناگهانی مانور دهد، یک جت سفید در بالای بال ظاهر می شود. این میعانات بخار آب است که به دلیل افت فشار ایجاد می شود.
درباره شانس
ضریب افزایش یک کمیت بدون بعد است. این به طور مستقیم به شکل بال ها بستگی دارد. زاویه حمله نیز مهم است. هنگامی که سرعت و چگالی هوا مشخص است، هنگام محاسبه نیروی بالابر استفاده می شود. وابستگی ضریب به زاویه حمله به وضوح در طول آزمایشات پرواز نمایش داده می شود.
درباره قوانین آیرودینامیک
هنگامی که هواپیما در حال حرکت است، سرعت آن، سایر مشخصاتحرکات تغییر می کند، همانطور که ویژگی های جریان های هوایی که در اطراف آن جریان دارند تغییر می کند. در همان زمان، طیف جریان نیز تغییر می کند. این یک حرکت ناپایدار است.
برای درک بهتر این موضوع، ساده‌سازی‌هایی لازم است. این خروجی را تا حد زیادی ساده می کند و ارزش مهندسی ثابت می ماند.
اول، بهتر است حرکت ثابت را در نظر بگیرید. این بدان معنی است که جریان هوا در طول زمان تغییر نخواهد کرد.
ثانیاً بهتر است فرضیه تداوم محیط را بپذیریم. یعنی حرکات مولکولی هوا در نظر گرفته نمی شود. هوا به عنوان یک محیط جدانشدنی با چگالی ثابت در نظر گرفته می شود.
سوم، بهتر است بپذیریم که هوا چسبناک نیست. در واقع ویسکوزیته آن صفر است و هیچ نیروی اصطکاک داخلی وجود ندارد. یعنی لایه مرزی از طیف جریان حذف می شود، کشیدن در نظر گرفته نمی شود.
آگاهی از قوانین اصلی آیرودینامیک به شما امکان می دهد مدل های ریاضی نحوه پرواز هواپیما توسط جریان های هوا را بسازید. همچنین به شما امکان می دهد شاخص نیروهای اصلی را محاسبه کنید که به نحوه توزیع فشار روی هواپیما بستگی دارد.
هواپیما چگونه پرواز می کند
البته برای اینکه روند پرواز ایمن و راحت باشد، بال و موتور به تنهایی کافی نخواهد بود. مدیریت یک دستگاه چند تنی مهم است. و دقت تاکسی در هنگام برخاستن و فرود بسیار مهم است.
برای خلبانان، فرود یک سقوط کنترل شده در نظر گرفته می شود. در فرآیند آن کاهش قابل توجهی در سرعت مشاهده می شود و در نتیجه خودرو ارتفاع خود را از دست می دهد. مهم است که سرعتتا حد امکان دقیق انتخاب شد تا از سقوط صاف اطمینان حاصل شود. این همان چیزی است که باعث می شود شاسی به آرامی نوار را لمس کند.
کنترل هواپیما اساساً با رانندگی وسیله نقلیه زمینی متفاوت است. فرمان برای کج کردن ماشین به بالا و پایین و ایجاد یک رول مورد نیاز است. «به سوی» به معنای بالا رفتن و «دور» به معنای شیرجه زدن است. برای تغییر مسیر، باید پدال ها را فشار دهید و سپس از فرمان برای اصلاح شیب استفاده کنید. به این مانور در زبان خلبانان «نوبت» یا «نوبت» می گویند.
برای اینکه دستگاه بچرخد و پرواز را تثبیت کند، یک کیل عمودی در دم دستگاه وجود دارد. در بالای آن "بال" وجود دارد که تثبیت کننده افقی است. به لطف آنهاست که هواپیما به طور خودبه خودی پایین نمی آید و ارتفاع نمی گیرد.
آسانسورها روی تثبیت کننده ها قرار می گیرند. برای امکان پذیر ساختن کنترل موتور، اهرم هایی در صندلی خلبانان قرار داده شد. هنگامی که هواپیما بلند می شود، آنها به جلو حرکت می کنند. برخاستن به معنای حداکثر نیروی رانش است. برای اینکه دستگاه به سرعت برخاستن دست یابد، لازم است.
هنگامی که یک ماشین سنگین می نشیند، اهرم ها جمع می شوند. این حالت حداقل رانش است.
می توانید تماشا کنید که چگونه قبل از فرود، قسمت های عقب بال های بزرگ به پایین می افتند. آنها فلپ نامیده می شوند و تعدادی کار را انجام می دهند. با پایین آمدن هواپیما، فلپ های کشیده شده باعث کاهش سرعت هواپیما می شوند. این مانع از شتاب گرفتن او می شود.
اگر هواپیما در حال فرود است و سرعت آن خیلی زیاد نیست،فلپ ها وظیفه ایجاد بالابر اضافی را انجام می دهند. سپس ارتفاع به آرامی از بین می رود. همانطور که ماشین بلند می شود، فلپ ها به نگه داشتن هواپیما در هوا کمک می کنند.
نتیجه گیری
بنابراین، هواپیماهای مدرن کشتی های هوایی واقعی هستند. آنها خودکار و قابل اعتماد هستند. مسیر حرکت آنها، کل پرواز به یک محاسبه نسبتاً دقیق کمک می کند.
