Miks lennukid lendavad

Kuigi oleme aastas 2022, on endiselt palju inimesi, kes ei mõista Miks lennukid lendavad. Inimene on tahtnud ületada taevast ja reisida suurema kiirusega, et uurida meie planeedi kõiki nurki. Tänu teadusele ja füüsikaõpingutele on see õnnestunud ja tänapäeval on lennukid meie elus tõeliselt tähtsal kohal.

Selles artiklis selgitame teile, miks lennukid lendavad ja kuidas sellele järeldusele jõuti.

Miks lennukid lendavad

Lihtsaim vastus on öelda, et lennukid saavad lennata, kuna need on loodud lendama. Nagu ka Atlandi-ülene rohkem kui 100.000 XNUMX tonni on sellise kuju ja sisekujundusega, mis võimaldab vee peal püsida, lennukil on kuju, mis võimaldab tal õhus püsida. See pole midagi maagilist. Kummaline ja hämmastav on see, et lennukid ei saa lennata nii, nagu nad lendavad. Selle kuju võtmeks on tiivad ja nende disain.

Veidi keerulisem vastus on öelda, et lennuk võlgneb oma lennu tänu õhuvoolule läbi tiibade. Siis saame juba järeldada, et lennuki lendamiseks on vaja õhuvoolu või sama kiirust õhu suhtes.

Lennukid lendavad horisontaal- ja vertikaaltasandil erinevate jõudude mõjul.. Lennuki tõstmiseks peab vertikaaltelje (lennunduskeeles tõste) tekitatav jõud ületama lennuki massi. Seevastu horisontaalteljel tekib mootori heitgaaside mõjul toime-reaktsiooni põhimõte, mis tekitab edasisuunas jõudu, mis ületab õhutakistuse. Kui lennuk tõuseb konstantsel kiirusel ja saavutab oma reisikõrguse, on see tingitud sellest, et jõudude tasakaal saavutatakse nii vertikaalteljel (tõste võrdub kaaluga) kui ka horisontaalteljel, kus tõstejõud võrdub kaaluga. Mootori tõukejõud on võrdne õhu poolt tekitatava takistusega.

Miks lennukid lendavad: põhiprintsiibid

Maagia juhtub siis, kui saavutate tõusu. Seal peame selgitama tema põhimõtteid. Põhimõtteliselt saavutatakse tõstmine lennuki tiibade kaudu. Kui me need ära lõikame saame nn tiivaprofiili, osa, millel on tiib sees.

Aerodünaamilisest vaatenurgast on sektsioon väga tõhusa kujuga. Serv, kuhu lennuki lennates õhku siseneb, on ümardatud, profiili tagumine osa terav, samuti on see ülalt kaarjas (lennukeeles nimetatakse seda ülemist osa väliskaareks ja alumist osa nn. sisemine kaar). Tiivaprofiili selline kumerus tähendab, et kui õhuvool sellega kokku puutub, jaguneb see kaheks teeks, üks osa üle tiiva ja teine ​​allapoole. Tiiva kõveruse tõttu on tee, mida vesi peab läbima, pikem kui allpool.

On olemas teoreem, Bernoulli teoreem, mis põhimõtteliselt on energiasäästu ja ütleb, et selleks peab õhuvool ülevalt liikuma kiiremini. See tähendab väiksemat survet kui põhi, aeglasemat liikumist ja suuremat survet. Rõhu erinevus ülemise ja alumise õhuvoolu vahel tekitab tõstejõu. Kuigi see Bernoulli põhimõttel kasutatav lift ei selgita kõike, mida lennukil ronimiseks vaja on. Kõrguse selgitamiseks on vaja kasutada mõnda teist füüsiliste põhimõtete seeriat.

Üks neist on Newtoni kolmas seadus. Tänu profiili kõverale kujule on ülalt tulev õhk suunatud sirge raja asemel allapoole. Selline tiiva profiilist tingitud hälve õhuvoolus tähendab seda, et Newtoni kolmanda seaduse (tegevus-reaktsiooni põhimõte) tõttu tekib reaktsioonijõud vastupidises suunas, tiiva kohal, mis tekitab rohkem tõstejõudu. Lisaks suurendab seda tõstmist efekt, mis on tuntud kui Coanda efekt, mis kehtib kõikide viskoossete vedelike kohta.

Coanda efekti tõttu leiavad vedelikud oma teel pindu ja kipuvad nende külge kleepuma. Tiivaprofiili ja õhuvoolu vahele moodustatakse laminaarse kihina piirkiht, millest esimene kleepub tiiva külge ja veab ülejäänud kihid enda kohale. Newtoni kolmanda seaduse mõju tugevneb veelgi, kui õhuvool kleepub profiilile, siis voolab õhk profiili külge kinnitumisel allapoole.

Üksikasjalik selgitus

Kõik see suureneb õhu kiirusega. Stardirulli alguses kiirendab lennuk järk-järgult, mistõttu tõstejõud suureneb koos kiirusega. Saate sellest paremini aru näite abil. Kui me paneme käed autoaknast välja, kiiruse kasvades märkame, et õhu jõud kipub käsi tõstma.

Mis aga kindlasti lennukit üles paneb, on nina tõstmine, mida nimetatakse ründenurga suurendamiseks. Ründenurk on nurk, mille moodustab tiivaprofiili põrkuv vool selle profiili suhtes. Kui tõstejõud suureneb koos tiivaprofiili kumerusega (pikendab selle pindu: eesmised liistud ja tagumised klapid), liiguvad saba stabilisaatori elevaatorid. See tegevus teeb lennuki nina tõuseb. Nina üleval suurendame ründenurka. See mõjub samamoodi nagu siis, kui paneme käe autoaknast välja, kui tõstame käe sõidusuunas, siis käsi tõuseb. Kõik need töötavad koos lennuki tõstmiseks.

Nagu näete, on lennukid tänu arvukatele katsetele ja teooriatele saanud lennata ja saanud osaks meie igapäevaelust. Loodan, et selle teabe abil saate rohkem teada, miks lennukid lendavad.