Warum fliegen Flugzeuge

Obwohl wir uns im Jahr 2022 befinden, gibt es immer noch viele Menschen, die es nicht verstehen Warum fliegen Flugzeuge. Der Mensch wollte in der Lage sein, den Himmel zu durchqueren und schneller zu reisen, um alle Ecken unseres Planeten erkunden zu können. Dank Wissenschaft und Studium der Physik war es möglich, dies durchzuführen, und heute sind Flugzeuge in unserem Leben wirklich wichtig.

In diesem Artikel erklären wir Ihnen, warum Flugzeuge fliegen und wie diese Schlussfolgerung gezogen wurde.

Warum fliegen Flugzeuge

Die einfachste Antwort ist zu sagen, dass Flugzeuge fliegen können, weil sie zum Fliegen konstruiert sind. Sowie ein Transatlantik von mehr als 100.000 Tonnen hat eine Form und ein Innendesign, die es ihm ermöglichen, über Wasser zu bleiben, ein Flugzeug hat eine Form, die es ihm ermöglicht, in der Luft zu bleiben. Es ist nichts Magisches. Das Seltsame und Erstaunliche ist, dass Flugzeuge nicht so fliegen können, wie sie es tun. Der Schlüssel zu seiner Form sind die Flügel und ihr Design.

Eine etwas kompliziertere Antwort ist zu sagen, dass das Flugzeug seinen Flug dem Luftstrom durch die Tragflächen verdankt. Dann können wir bereits ableiten, dass zum Fliegen eines Flugzeugs ein Luftstrom oder die gleiche Geschwindigkeit relativ zur Luft erforderlich ist.

Flugzeuge fliegen unter einer Vielzahl von Kräften in den horizontalen und vertikalen Ebenen.. Damit ein Flugzeug abheben kann, muss die von der vertikalen Achse erzeugte Kraft (Auftrieb im Luftfahrtjargon) das Gewicht des Flugzeugs übersteigen. Andererseits tritt auf der horizontalen Achse aufgrund der Motorabgase das Aktions-Reaktions-Prinzip auf, das eine Vorwärtskraft erzeugt, die den Luftwiderstand überwindet. Wenn ein Flugzeug mit konstanter Geschwindigkeit steigt und seine Reiseflughöhe erreicht, liegt dies daran, dass sowohl auf der vertikalen Achse (Auftrieb gleich Gewicht) als auch auf der horizontalen Achse, wo Auftrieb gleich Gewicht ist, ein Kräftegleichgewicht erreicht wird. Der Triebwerksschub ist gleich dem Luftwiderstand.

Warum fliegen Flugzeuge: Grundprinzipien

Die Magie passiert, wenn Sie Auftrieb gewinnen. Dort müssen wir seine Prinzipien erklären. Grundsätzlich wird der Auftrieb durch die Flügel des Flugzeugs erreicht. Wenn wir sie schneiden Wir erhalten ein sogenanntes Flügelprofil, den Teil, in dem sich der Flügel befindet.

Aus aerodynamischer Sicht hat der Abschnitt eine sehr effiziente Form. Die Kante, an der die Luft eintritt, wenn das Flugzeug fliegt, ist abgerundet, der hintere Teil des Profils ist scharf, und es ist auch oben gekrümmt (in der Sprache der Luftfahrt wird dieser obere Teil als äußerer Bogen und der untere Teil als innerer Bogen). ). Diese Krümmung des Flügelprofils bedeutet, dass der Luftstrom, wenn er darauf trifft, sich in zwei Wege aufteilt, einen Teil über dem Flügel und den anderen nach unten. Aufgrund der Krümmung des Flügels ist der Weg, den das Wasser zurücklegen muss, länger als der darunter.

Es gibt einen Satz, den Satz von Bernoulli, der im Grunde genommen gilt Energieerhaltung und sagt, dass dazu der Luftstrom von oben schneller gehen muss. Dies bedeutet weniger Druck als der Boden, langsamer fahren und mehr Druck ausüben. Der Druckunterschied zwischen den oberen und unteren Luftströmen erzeugt Auftrieb. Obwohl dieser Auftrieb nach dem Bernoulli-Prinzip nicht alles erklärt, was das Flugzeug zum Aufsteigen benötigt. Um die Höhe zu erklären, muss man auf eine andere Reihe physikalischer Prinzipien zurückgreifen.

Eines davon ist Newtons drittes Gesetz. Durch die gebogene Form des Profils wird die Luft von oben statt einem geraden Weg nach unten geleitet. Diese durch das Profil des Flügels im Luftstrom verursachte Abweichung führt dazu, dass aufgrund des dritten Newtonschen Gesetzes (Aktions-Reaktions-Prinzip) die Reaktionskraft in der entgegengesetzten Richtung oberhalb des Flügels erzeugt wird, was mehr Auftrieb erzeugt. Zusätzlich wird dieser Auftrieb durch einen Effekt erhöht, der als bekannt ist Coanda-Effekt, der für alle viskosen Flüssigkeiten gilt.

Der Coanda-Effekt bewirkt, dass Flüssigkeiten Oberflächen auf ihrem Weg finden und dazu neigen, an ihnen zu haften. Zwischen dem Flügelprofil und dem Luftstrom bildet sich eine Grenzschicht als laminare Schicht, die erste klebt am Flügel und reißt die restlichen Schichten darüber mit. Die Wirkung des dritten Newtonschen Gesetzes wird weiter verstärkt, wenn der Luftstrom am Profil anhaftet, die Luft strömt nach unten, wenn sie am Profil anhaftet.

Ausführliche Erklärung

All dies nimmt mit der Luftgeschwindigkeit zu. Zu Beginn des Startlaufs beschleunigt das Flugzeug allmählich, sodass der Auftrieb mit der Geschwindigkeit zunimmt. Anhand eines Beispiels kann man es besser verstehen. Wenn wir unsere Hände aus einem Autofenster strecken, Wenn die Geschwindigkeit zunimmt, bemerken wir, dass die Kraft der Luft dazu neigt, die Hände zu heben.

Aber was das Flugzeug definitiv nach oben bringt, ist das Anheben der Nase, was als Erhöhung des Anstellwinkels bezeichnet wird. Der Anstellwinkel ist der Winkel, den der auf das Flügelprofil auftreffende Strom relativ zu diesem Profil bildet. Sobald der Auftrieb mit der Krümmung des Flügelprofils zunimmt (Verlängerung der Flächen, die es hat: vordere Vorflügel und hintere Klappen), bewegen sich die Höhenruder der Heckstabilisatoren. Diese Aktion macht die Nase des Flugzeugs steigt. Mit der Nase nach oben vergrößern wir den Anstellwinkel. Das hat den gleichen Effekt wie wenn wir unsere Hand aus dem Autofenster strecken, wenn wir unsere Hand in Fahrtrichtung heben, geht die Hand nach oben. All dies arbeitet zusammen, um das Flugzeug anzuheben.

Wie Sie sehen können, konnten Flugzeuge dank zahlreicher Experimente und Theorien fliegen und Teil unseres täglichen Lebens werden. Ich hoffe, dass Sie mit diesen Informationen mehr darüber erfahren können, warum Flugzeuge fliegen.