Miksi lentokoneet lentävät

Vaikka olemmekin vuonna 2022, monet ihmiset eivät ymmärrä Miksi lentokoneet lentävät. Ihminen on halunnut ylittää taivaan ja matkustaa suuremmalla nopeudella voidakseen tutkia planeettamme kaikkia kulmia. Tieteen ja fysiikan opintojen ansiosta se on ollut mahdollista toteuttaa ja nykyään lentokoneet ovat todella tärkeitä elämässämme.

Tässä artikkelissa selitämme sinulle, miksi lentokoneet lentävät ja miten tähän johtopäätökseen päädyttiin.

Miksi lentokoneet lentävät

Yksinkertaisin vastaus on sanoa, että lentokoneet voivat lentää, koska ne on suunniteltu lentämään. Sekä yli Atlantin yli 100.000 XNUMX tonnin muoto ja sisustus mahdollistavat sen pysymisen pinnalla, lentokoneella on muoto, jonka ansiosta se pysyy ilmassa. Se ei ole mitään maagista. Outoa ja hämmästyttävää on, että lentokoneet eivät voi lentää niin kuin ne lentävät. Avain sen muotoon on siivet ja niiden muotoilu.

Hieman monimutkaisempi vastaus on sanoa, että lentokone on lennon velkaa siipien läpi kulkevan ilman virtauksen ansiosta. Silloin voidaan jo päätellä, että lentokoneen lentää varten tarvitaan ilmavirtaus tai sama nopeus suhteessa ilmaan.

Lentokoneet lentävät erilaisten voimien alaisena vaaka- ja pystytasossa.. Jotta ilma-alus nousisi, pystyakselin (ilmailukielellä nosto) synnyttämän voiman on ylitettävä lentokoneen paino. Toisaalta vaaka-akselilla moottorin pakokaasujen takia tapahtuu toiminta-reaktioperiaate, joka synnyttää eteenpäin suuntautuvan voiman, joka voittaa ilmanvastuksen. Kun lentokone nousee tasaisella nopeudella ja saavuttaa matkalentokorkeutensa, tämä johtuu siitä, että voimien tasapaino saavutetaan sekä pystyakselilla (nosto vastaa painoa) että vaaka-akselilla, jossa nosto vastaa painoa. Moottorin työntövoima on yhtä suuri kuin ilman aiheuttama vastus.

Miksi lentokoneet lentävät: perusperiaatteet

Taika tapahtuu, kun saat nousun. Siellä meidän on selitettävä hänen periaatteensa. Pohjimmiltaan nosto saavutetaan lentokoneen siipien kautta. Jos leikkaamme ne saamme niin sanotun siipiprofiilin, osan, jossa siipi on sisällä.

Aerodynaamisesti osuudella on erittäin tehokas muoto. Reuna, johon ilma tulee koneen lennon aikana, on pyöristetty, profiilin takaosa on terävä ja se on myös ylhäältä kaareva (ilmailukielessä tätä yläosaa kutsutaan ulkokaareksi ja alaosaa kutsutaan sisäkaari). ). Tämä siipiprofiilin kaarevuus tarkoittaa, että kun ilmavirta kohtaa sen, se jakautuu kahteen polkuun, toinen osa siiven yli ja toinen alaspäin. Siiven kaarevuuden vuoksi polku, jonka veden täytyy kulkea, on pidempi kuin alla oleva.

On olemassa lause, Bernoullin lause, joka on pohjimmiltaan energiansäästö, ja sanoo, että jotta tämä tapahtuisi, ylhäältä tulevan ilmavirran täytyy mennä nopeammin. Tämä tarkoittaa vähemmän painetta kuin pohja, kulkee hitaammin ja lisää painetta. Ylemmän ja alemman ilmavirran välinen paine-ero luo nostovoimaa. Vaikka tämä Bernoullin periaatteen mukainen hissi ei selitä kaikkea, mitä kone tarvitsee kiivetäkseen. Korkeuden selittämiseksi on turvauduttava toiseen sarjaan fyysisiä periaatteita.

Yksi niistä on Newtonin kolmas laki. Profiilin kaarevan muodon ansiosta ylhäältä tuleva ilma suuntautuu suoran polun sijaan alaspäin. Tämä siiven profiilin aiheuttama poikkeama ilmavirrassa tarkoittaa, että Newtonin kolmannen lain (toiminta-reaktion periaate) johdosta reaktiovoima syntyy vastakkaiseen suuntaan, siiven yläpuolelle, mikä synnyttää enemmän nostovoimaa. Lisäksi tätä nostoa lisää vaikutus, joka tunnetaan nimellä Coanda-ilmiö, joka koskee kaikkia viskoosisia nesteitä.

Coanda-ilmiö saa nesteet löytämään pintoja tielleen ja tarttumaan niihin. Siipiprofiilin ja ilmavirran väliin muodostuu laminaarikerroksena rajakerros, ensimmäinen tarttuu siipiin ja vetää loput kerrokset yläpuolelleen. Newtonin kolmannen lain vaikutus vahvistuu entisestään, kun ilmavirta tarttuu profiiliin, ilma virtaa alaspäin tarttuessaan profiiliin.

yksityiskohtainen selitys

Kaikki tämä lisääntyy ilman nopeuden myötä. Lentokierteen alussa kone kiihtyy vähitellen, joten nosto kasvaa nopeuden myötä. Sen voi ymmärtää paremmin esimerkin avulla. Jos laitamme kätemme ulos auton ikkunasta, nopeuden kasvaessa huomaamme, että ilman voima pyrkii nostamaan käsiä.

Mutta mikä ehdottomasti saa koneen nousemaan, on nenän nostaminen, jota kutsutaan hyökkäyskulman kasvattamiseksi. Iskukulma on kulma, jonka siipiprofiiliin törmäävä virta muodostaa suhteessa tähän profiiliin. Kun nosto kasvaa siipiprofiilin kaarevuuden myötä (pidentää sen pintoja: eteen säleet ja takaläpät), pyrstövakainnostimet liikkuvat. Tämä toiminta tekee lentokoneen nokka nousee. Kun nenä on ylhäällä, lisäämme hyökkäyskulmaa. Tällä on sama vaikutus kuin kun laitamme kätemme ulos auton ikkunasta, jos nostamme kätemme ajosuuntaan, käsi nousee ylös. Kaikki nämä yhdessä nostavat konetta.

Kuten näette, lukuisten kokeiden ja teorioiden ansiosta lentokoneet ovat voineet lentää ja niistä on tullut osa jokapäiväistä elämäämme. Toivon, että näiden tietojen avulla voit oppia lisää siitä, miksi lentokoneet lentävät.