Af hverju fljúga flugvélar

Þó að við séum á árinu 2022 þá eru enn margir sem skilja ekki Af hverju fljúga flugvélar. Manneskjan hefur viljað geta farið yfir himininn og ferðast með meiri hraða til að geta skoðað öll horn plánetunnar okkar. Þökk sé vísindum og námi í eðlisfræði hefur verið hægt að framkvæma það og í dag eru flugvélar mjög mikilvægar í lífi okkar.

Í þessari grein ætlum við að útskýra fyrir þér hvers vegna flugvélar fljúga og hvernig komist að þeirri niðurstöðu.

Af hverju fljúga flugvélar

Einfaldasta svarið er að segja að flugvélar geti flogið vegna þess að þær eru hannaðar til að fljúga. Sem og yfir Atlantshaf meira en 100.000 tonn er með lögun og innanhússhönnun sem gerir það kleift að halda sér á floti, flugvél hefur lögun sem gerir henni kleift að vera í loftinu. Það er ekkert töfrandi. Það undarlega og ótrúlega er að flugvélar geta ekki flogið eins og þær gera. Lykillinn að lögun hans eru vængir og hönnun þeirra.

Örlítið flóknara svar er að segja að flugvélin eigi flugið sitt vegna loftflæðis um vængi. Þá getum við nú þegar ályktað að til að flugvél geti flogið þarf loftflæði, eða sama hraða miðað við loftið.

Flugvélar fljúga undir margvíslegum krafti í láréttu og lóðréttu plani.. Til þess að loftfar geti lyftist verður krafturinn sem myndast af lóðrétta ásnum (lyfting á flugmálamáli) að vera meiri en þyngd loftfarsins. Á hinn bóginn, á lárétta ásnum, vegna útblásturslofts hreyfilsins, á sér stað aðgerð-viðbragðsreglan, sem myndar framkraft sem sigrar loftmótstöðu. Þegar flugvél klifrar á jöfnum hraða og nær ganghæð sinni, er það vegna þess að kraftajafnvægi næst bæði á lóðrétta ásnum (lyfta jafngildir þyngd) og á lárétta ásnum, þar sem lyfting jafngildir þyngd og þyngd. Vélarkraftur er jöfn viðnámsþoli loftsins.

Hvers vegna fljúga flugvélar: grundvallarreglur

Galdurinn gerist þegar þú færð lyftingu. Þar verðum við að útskýra meginreglur hans. Í grundvallaratriðum er lyfting náð í gegnum vængi flugvélarinnar. Ef við klippum þá við munum fá það sem kallað er vængjasnið, hlutann sem hefur vænginn inni.

Frá loftaflfræðilegu sjónarmiði hefur kaflann mjög skilvirka lögun. Brúnin þar sem loftið fer inn þegar flugvélin flýgur er ávalin, aftari hluti sniðsins er skarpur og hann er líka boginn að ofan (á flugmálamáli er þessi efri hluti kallaður ytri boginn og neðri hlutinn kallaður innri bogi). ). Þessi sveigja vængjasniðsins gerir það að verkum að þegar loftstreymi lendir í því skiptist það í tvær leiðir, annan hluta yfir væng og hinn niður. Vegna sveigju vængsins er leiðin sem vatnið þarf að fara lengri en sú sem er fyrir neðan.

Það er til setning, setning Bernoullis, sem er í grundvallaratriðum orkusparnað og segir að til að svo megi verða þurfi loftflæði að ofan að ganga hraðar. Þetta þýðir minni þrýsting en botninn, ferðast hægar og beita meiri þrýstingi. Þrýstimunurinn á efri og neðri loftstreymi skapar lyftingu. Þó að þessi lyfta samkvæmt meginreglu Bernoulli útskýri ekki allt sem flugvélin þarf að klifra. Til að útskýra hæðina er nauðsynlegt að grípa til annarrar röð eðlisfræðilegra meginreglna.

Eitt þeirra er þriðja lögmál Newtons. Vegna bogadregins lögunar sniðsins beinist loftið að ofan, í stað þess að fara beina leið, niður á við. Þetta frávik sem stafar af sniði vængsins í loftstreyminu þýðir að vegna þriðja lögmáls Newtons (reglan um virkni-viðbragð) myndast viðbragðskrafturinn í gagnstæða átt, fyrir ofan vænginn, sem framkallar meira lyfti. Að auki er þessi lyfting aukin með áhrifum sem kallast Coanda áhrif sem eiga við um alla seigfljótandi vökva.

Coanda áhrifin valda því að vökvar finna yfirborð á vegi þeirra og hafa tilhneigingu til að festast við þá. Jaðarlag myndast á milli vængjasniðs og loftflæðis sem lagskipt lag, það fyrsta festist við vænginn og dregur restina af lagunum fyrir ofan hann. Áhrif þriðja lögmáls Newtons aukast enn frekar þegar loftstreymið festist við sniðið, loftið mun flæða niður á við þegar það festist við sniðið.

Nákvæm útskýring

Allt eykst þetta með lofthraða. Við upphaf flugtaksveltunnar hraðar flugvélinni smám saman, þannig að lyftan eykst með hraðanum. Þú getur skilið það betur með dæmi. Ef við stingum höndum út um bílglugga, þegar hraðinn eykst tökum við eftir því að kraftur loftsins hefur tilhneigingu til að lyfta höndum.

En það sem örugglega fær flugvélina til að fara upp er að lyfta nefinu, sem kallast að auka árásarhornið. Árásarhornið er hornið sem myndast af straumnum sem snertir vængsniðið í tengslum við það snið. Þegar lyftan eykst með sveigju vængjasniðsins (stækkar flötina sem það hefur: framri rimla og afturflipa), hreyfast skottstöðulyfturnar. Þessi aðgerð gerir nefið á flugvélinni hækkar. Með nefið upp auknum við sóknarhornið. Þetta hefur sömu áhrif og þegar við stingum hendinni út um bílgluggann, ef við lyftum hendinni í akstursstefnu þá fer höndin upp. Allt þetta vinnur saman að því að lyfta flugvélinni.

Eins og þú sérð, þökk sé fjölmörgum tilraunum og kenningum, hafa flugvélar getað flogið og orðið hluti af daglegu lífi okkar. Ég vona að með þessum upplýsingum getið þið lært meira um hvers vegna flugvélar fljúga.