لماذا تطير الطائرات

على الرغم من أننا في عام 2022 لا يزال هناك الكثير من الناس الذين لا يفهمون لماذا تطير الطائرات. أراد الإنسان أن يكون قادرًا على عبور السماء والسفر بسرعة أكبر ليتمكن من استكشاف جميع أركان كوكبنا. بفضل العلم والدراسات في الفيزياء ، أصبح من الممكن تنفيذها واليوم تعد الطائرات مهمة حقًا في حياتنا.

سنشرح لك في هذه المقالة سبب تحليق الطائرات وكيف تم التوصل إلى هذا الاستنتاج.

لماذا تطير الطائرات

أبسط إجابة هي القول إن الطائرات يمكنها الطيران لأنها مصممة للطيران. فضلا عن منطقة عبر المحيط الأطلسي لأكثر من 100.000 ألف طن لها شكل وتصميم داخلي يسمح لها بالبقاء واقفة على قدميها، للطائرة شكل يسمح لها بالبقاء في الهواء. لا شيء سحري. الشيء الغريب والمدهش هو أن الطائرات لا تستطيع الطيران بالطريقة التي تعمل بها. مفتاح شكلها هو الأجنحة وتصميمها.

الإجابة الأكثر تعقيدًا هي أن نقول إن الطائرة تدين برحلتها لتدفق الهواء عبر الأجنحة. ثم يمكننا أن نستنتج أنه لكي تطير طائرة ، فإن تدفق الهواء مطلوب ، أو نفس السرعة بالنسبة للهواء.

تحلق الطائرات تحت مجموعة متنوعة من القوى في الطائرات الأفقية والعمودية.. لكي ترفع الطائرة ، يجب أن تتجاوز القوة الناتجة عن المحور الرأسي (الرفع في لغة الطيران) وزن الطائرة. من ناحية أخرى ، على المحور الأفقي ، بسبب غازات عادم المحرك ، يحدث مبدأ التفاعل الفعل ، مما يولد قوة أمامية تتغلب على مقاومة الهواء. عندما تتسلق طائرة بسرعة ثابتة وتصل إلى ارتفاعها المبحر ، فهذا بسبب توازن القوى على كل من المحور الرأسي (الرفع يساوي الوزن) وعلى المحور الأفقي ، حيث يساوي الرفع الوزن. إلى الوزن. دفع المحرك يساوي السحب الذي يوفره الهواء.

لماذا تطير الطائرات: المبادئ الأساسية

السحر يحدث عندما تكتسب قوة رفع. هناك ، علينا أن نشرح مجموعة مبادئه. في الأساس ، يتحقق الرفع من خلال أجنحة الطائرة. إذا قطعناها سوف نحصل على ما يسمى بملف الجناح ، الجزء الذي بداخله الجناح.

من وجهة نظر الديناميكية الهوائية ، يتمتع القسم بشكل فعال للغاية. الحافة التي يدخل منها الهواء عندما تكون الطائرة مستديرة ، والجزء الخلفي من الملف الشخصي حاد ، وهو أيضًا منحني من الأعلى (في لغة الطيران ، يسمى هذا الجزء العلوي القوس الخارجي ويسمى الجزء السفلي القوس الداخلي).). هذا الانحناء للمظهر الجانبي للجناح يعني أنه عندما يصادفه تدفق الهواء ، فإنه ينقسم إلى مسارين ، أحدهما فوق الجناح والآخر لأسفل. نظرًا لانحناء الجناح ، فإن المسار الذي يجب أن يسلكه الماء أطول من المسار الموجود بالأسفل.

هناك نظرية ، نظرية برنولي ، وهي أساسًا الحفاظ على الطاقة ، ويقول إنه لكي يحدث هذا ، يجب أن يكون تدفق الهواء من الأعلى أسرع. هذا يعني ضغطًا أقل من القاع ، والسفر بشكل أبطأ وممارسة ضغط أكبر. فرق الضغط بين تدفقات الهواء العلوية والسفلية يخلق قوة الرفع. على الرغم من أن هذا الرفع وفقًا لمبدأ برنولي لا يفسر كل شيء تحتاجه الطائرة للصعود. لشرح الارتفاع ، من الضروري اللجوء إلى سلسلة أخرى من المبادئ الفيزيائية.

واحد منهم هو قانون نيوتن الثالث. نظرًا للشكل المنحني للملف الشخصي ، فإن الهواء من الأعلى ، بدلاً من اتباع مسار مستقيم ، يتم توجيهه إلى الأسفل. هذا الانحراف الناتج عن المظهر الجانبي للجناح في تدفق الهواء يعني أنه بسبب قانون نيوتن الثالث (مبدأ الفعل - التفاعل) ، يتم إنشاء قوة رد الفعل في الاتجاه المعاكس ، فوق الجناح ، مما يولد المزيد من الرفع. بالإضافة إلى ذلك ، يتم زيادة هذا المصعد بتأثير يُعرف باسم تأثير كواندا الذي ينطبق على جميع السوائل اللزجة.

يتسبب تأثير كواندا في أن تجد السوائل في أسطح في مسارها وتميل إلى الالتصاق بها. تتشكل طبقة حدودية بين المظهر الجانبي للجناح وتدفق الهواء كطبقة رقائقية ، تلتصق الطبقة الأولى بالجناح وتسحب بقية الطبقات فوقه. يتم تعزيز تأثير قانون نيوتن الثالث بشكل أكبر عندما يلتزم تدفق الهواء بالشكل الجانبي ، وسوف يتدفق الهواء إلى أسفل حيث يلتزم بالملف الشخصي.

شرح مفصل

كل هذا يزداد مع سرعة الهواء. في بداية لفة الإقلاع ، تتسارع الطائرة تدريجياً ، وبالتالي يزيد الرفع مع السرعة. يمكنك فهمه بشكل أفضل بمثال. إذا وضعنا أيدينا من نافذة السيارة ، مع زيادة السرعة نلاحظ أن قوة الهواء تميل إلى رفع اليدين.

لكن ما يجعل الطائرة ترتفع بالتأكيد هو رفع الأنف ، وهو ما يسمى بزيادة زاوية الهجوم. زاوية الهجوم هي الزاوية التي تشكلها الاصطدام الحالي بمظهر الجناح بالنسبة لذلك المظهر الجانبي. بمجرد زيادة المصعد مع انحناء شكل الجناح (تمديد الأسطح: الشرائح الأمامية واللوحات الخلفية) ، تتحرك مصاعد مثبت الذيل. هذا العمل يجعل أنف الطائرة يرتفع. مع رفع الأنف ، نزيد من زاوية الهجوم. هذا له نفس التأثير عندما نضع أيدينا من نافذة السيارة ، إذا رفعنا أيدينا في اتجاه السفر ، ترتفع اليد. كل هؤلاء يعملون معًا لرفع الطائرة.

كما ترون ، بفضل العديد من التجارب والنظريات ، تمكنت الطائرات من الطيران وأصبحت جزءًا من حياتنا اليومية. آمل أن تتمكن من خلال هذه المعلومات من معرفة المزيد حول سبب تحليق الطائرات.