Proč létají letadla

Přestože jsme v roce 2022, stále existuje mnoho lidí, kteří nerozumí Proč létají letadla. Lidská bytost chtěla být schopna překročit oblohu a cestovat větší rychlostí, aby mohla prozkoumat všechny kouty naší planety. Díky vědě a studiu fyziky se to podařilo uskutečnit a dnes jsou letadla v našich životech opravdu důležitá.

V tomto článku vám vysvětlíme, proč letadla létají a jak k tomuto závěru došlo.

Proč létají letadla

Nejjednodušší odpovědí je říci, že letadla mohou létat, protože jsou navržena tak, aby létala. Stejně jako transatlantický o více než 100.000 XNUMX tun má tvar a design interiéru, který mu umožňuje udržet se na hladině, letadlo má tvar, který mu umožňuje zůstat ve vzduchu. Není to nic magického. Zvláštní a úžasné je, že letadla nemohou létat tak, jak létají. Klíčem k jeho tvaru jsou křídla a jejich design.

Trochu složitější odpověď je, že letoun vděčí za svůj let proudění vzduchu přes křídla. Pak již můžeme odvodit, že k letu letadla je zapotřebí proudění vzduchu, respektive stejná rychlost vzhledem ke vzduchu.

Letadla létají pod různými silami v horizontálních a vertikálních rovinách.. Aby se letadlo zvedlo, musí síla generovaná svislou osou (vztlak v leteckém jazyce) převyšovat hmotnost letadla. Na druhé straně na vodorovné ose dochází vlivem výfukových plynů motoru k principu akce-reakce, generující dopřednou sílu, která překonává odpor vzduchu. Když letadlo stoupá konstantní rychlostí a dosáhne své cestovní výšky, je to proto, že je dosaženo rovnováhy sil jak na vertikální ose (vztlak se rovná hmotnosti), tak na ose horizontální, kde se vztlak rovná hmotnosti. Tah motoru se rovná odporu vzduchu.

Proč létají letadla: základní principy

Kouzlo se stane, když získáte vztlak. Tam musíme vysvětlit jeho soubor principů. Vztlaku je v zásadě dosaženo prostřednictvím křídel letadla. Pokud je nakrájíme získáme to, co se nazývá profil křídla, část, která má křídlo uvnitř.

Z aerodynamického hlediska má sekce velmi efektivní tvar. Hrana, kudy vzduch vstupuje, když letadlo letí, je zaoblená, zadní část profilu je ostrá a nahoře je také zakřivená (v leteckém jazyce se této horní části říká vnější oblouk a spodní části tzv. vnitřní oblouk).) Toto zakřivení profilu křídla znamená, že když na něj narazí proud vzduchu, rozdělí se na dvě cesty, jedna část přes křídlo a druhá dolů. Kvůli zakřivení křídla je dráha, kterou musí voda urazit, delší než ta níže.

Existuje věta, Bernoulliho věta, která je v podstatě zachování energie a říká, že aby k tomu došlo, musí proudění vzduchu shora jít rychleji. To znamená menší tlak než na dno, pohyb pomaleji a větší tlak. Tlakový rozdíl mezi horním a spodním prouděním vzduchu vytváří vztlak. I když tento zdvih podle Bernoulliho principu nevysvětluje vše, co letadlo potřebuje ke stoupání. Pro vysvětlení nadmořské výšky je nutné uchýlit se k další řadě fyzikálních principů.

Jedním z nich je třetí Newtonův zákon. Díky zakřivenému tvaru profilu je vzduch shora, místo aby sledoval přímou dráhu, směřován dolů. Tato odchylka způsobená profilem křídla v proudění vzduchu znamená, že díky třetímu Newtonovu zákonu (princip akce-reakce) vzniká reakční síla v opačném směru, nad křídlem, což generuje větší vztlak. Tento výtah je navíc zvýšen efektem známým jako Coanda efekt, který platí pro všechny viskózní kapaliny.

Coandův efekt způsobuje, že tekutiny nalézají povrchy ve své dráze a mají tendenci k nim ulpívat. Mezi profilem křídla a prouděním vzduchu se vytvoří mezní vrstva jako laminární vrstva, první se přilepí na křídlo a zbytek vrstev táhne nad sebou. Účinek třetího Newtonova zákona je dále zesílen, když proudění vzduchu přilne k profilu, vzduch bude při přilnutí k profilu proudit dolů.

podrobné vysvětlení

To vše se zvyšuje s rychlostí vzduchu. Na začátku rozjezdu letadlo postupně zrychluje, takže vztlak roste s rychlostí. Lépe to pochopíte na příkladu. Když vystrčíme ruce z okna auta, jak se rychlost zvyšuje, všimneme si, že síla vzduchu má tendenci zvedat ruce.

Co ale letadlo rozhodně přiměje jít nahoru, je zvednutí nosu, kterému se říká zvětšení úhlu náběhu. Úhel náběhu je úhel vytvořený proudem dopadajícím na profil křídla ve vztahu k tomuto profilu. Jakmile vztlak vzroste se zakřivením profilu křídla (rozšíří povrchy, které má: přední lamely a zadní klapky), výškovky ocasních stabilizátorů se pohybují. Tato akce dělá nos letadla se zvedne. S nosem nahoru zvětšujeme úhel náběhu. Má to stejný efekt, jako když dáme ruku z okna auta, pokud ruku zvedneme ve směru jízdy, ruka jde nahoru. Všechny tyto spolupracují na zvednutí letadla.

Jak můžete vidět, díky četným experimentům a teoriím byla letadla schopna létat a stala se součástí našeho každodenního života. Doufám, že s těmito informacemi se dozvíte více o tom, proč letadla létají.