विमाने का उडतात

जरी आपण 2022 मध्ये आहोत तरीही बरेच लोक आहेत ज्यांना हे समजत नाही विमाने का उडतात. आपल्या ग्रहाचे सर्व कोपरे एक्सप्लोर करण्यास सक्षम होण्यासाठी मानवाला आकाश ओलांडण्यास आणि अधिक वेगाने प्रवास करण्यास सक्षम व्हायचे आहे. विज्ञान आणि भौतिकशास्त्रातील अभ्यासामुळे ते पार पाडणे शक्य झाले आहे आणि आज आपल्या जीवनात विमाने खरोखरच महत्त्वपूर्ण आहेत.

या लेखात आम्ही तुम्हाला विमाने का उडतात आणि तो निष्कर्ष कसा काढला गेला हे सांगणार आहोत.

विमाने का उडतात

याचं सोपं उत्तर आहे की विमाने उडू शकतात कारण ते उडण्यासाठी डिझाइन केलेले आहेत. पेक्षा अधिक एक ट्रान्साटलांटिक तसेच 100.000 टन एक आकार आणि एक आतील रचना आहे ज्यामुळे ते तरंगत राहू शकते, विमानाला एक आकार असतो जो त्याला हवेत राहू देतो. यात काही जादुई नाही. विचित्र आणि आश्चर्यकारक गोष्ट अशी आहे की विमाने त्यांच्याप्रमाणे उडू शकत नाहीत. पंख आणि त्यांची रचना ही त्याच्या आकाराची गुरुकिल्ली आहे.

थोडे अधिक क्लिष्ट उत्तर असे म्हणायचे आहे की विमानाचे उड्डाण पंखांमधून हवेच्या प्रवाहावर होते. मग आपण आधीच हे अनुमान काढू शकतो की विमान उडण्यासाठी हवेचा प्रवाह आवश्यक आहे किंवा हवेच्या तुलनेत तोच वेग.

विमाने क्षैतिज आणि उभ्या विमानांमध्ये विविध शक्तींखाली उडतात.. विमानाला उचलण्यासाठी, उभ्या अक्षातून निर्माण होणारी शक्ती (वैमानिक भाषेत लिफ्ट) विमानाच्या वजनापेक्षा जास्त असणे आवश्यक आहे. दुसरीकडे, क्षैतिज अक्षात, इंजिन एक्झॉस्ट वायूंमुळे, क्रिया-प्रतिक्रिया तत्त्व उद्भवते, ज्यामुळे हवेच्या प्रतिकारावर मात करणारी अग्रेषित शक्ती निर्माण होते. जेव्हा एखादे विमान स्थिर वेगाने चढते आणि त्याच्या समुद्रपर्यटन उंचीवर पोहोचते, तेव्हा याचे कारण असे की उभ्या अक्षावर (लिफ्ट समान वजन) आणि क्षैतिज अक्षावर दोन्ही शक्तींचे संतुलन साधले जाते, जेथे लिफ्ट वजनाच्या समान असते. इंजिन थ्रस्ट हवेद्वारे प्रदान केलेल्या ड्रॅगच्या बरोबरीचे आहे.

विमाने का उडतात: मूलभूत तत्त्वे

जेव्हा तुम्ही लिफ्ट मिळवता तेव्हा जादू घडते. तेथे, आपल्याला त्याच्या तत्त्वांचा संच स्पष्ट करावा लागेल. मुळात, लिफ्ट हे विमानाच्या पंखांद्वारे साध्य केले जाते. जर आम्ही त्यांना कापले ज्याला विंग प्रोफाईल म्हणतात, तो भाग ज्याच्या आत विंग आहे तो आपण मिळवू.

वायुगतिकीय दृष्टिकोनातून, विभागात एक अतिशय कार्यक्षम आकार आहे. विमान उडत असताना ज्या काठावर हवा प्रवेश करते तो गोलाकार असतो, प्रोफाइलचा मागचा भाग तीक्ष्ण असतो आणि तो वरच्या बाजूला वळलेलाही असतो (वैमानिक भाषेत, या वरच्या भागाला बाह्य चाप आणि खालच्या भागाला कंस म्हणतात. आतील चाप)). विंग प्रोफाइलच्या या वक्रतेचा अर्थ असा की जेव्हा वायुप्रवाह त्याच्याशी येतो तेव्हा तो दोन मार्गांमध्ये विभागतो, एक भाग पंखाच्या वर आणि दुसरा खाली. पंखाच्या वक्रतेमुळे, पाण्याने प्रवास करणे आवश्यक असलेला मार्ग खाली असलेल्या मार्गापेक्षा लांब आहे.

एक प्रमेय आहे, बर्नौलीचे प्रमेय, जे मुळात आहे उर्जेचे संवर्धन, आणि असे म्हणते की हे होण्यासाठी, वरून हवेचा प्रवाह जलद जाणे आवश्यक आहे. याचा अर्थ तळापेक्षा कमी दाब, हळू प्रवास करणे आणि अधिक दाब लागू करणे. वरच्या आणि खालच्या वायुप्रवाहांमधील दाब फरक लिफ्ट तयार करतो. जरी बर्नौलीच्या तत्त्वानुसार ही लिफ्ट विमानात चढण्यासाठी आवश्यक असलेल्या सर्व गोष्टींचे स्पष्टीकरण देत नाही. उंचीचे स्पष्टीकरण देण्यासाठी भौतिक तत्त्वांच्या दुसर्या मालिकेचा अवलंब करणे आवश्यक आहे.

त्यापैकी एक न्यूटनचा तिसरा नियम आहे. प्रोफाइलच्या वक्र आकारामुळे, वरून हवा, सरळ मार्गावर जाण्याऐवजी, खालच्या दिशेने निर्देशित केली जाते. वायुप्रवाहातील विंगच्या प्रोफाइलमुळे होणारे हे विचलन म्हणजे न्यूटनच्या तिसर्‍या नियमामुळे (क्रिया-प्रतिक्रियेचे तत्त्व) विक्रियेची शक्ती पंखाच्या वरच्या दिशेने विरुद्ध दिशेने तयार होते, ज्यामुळे अधिक लिफ्ट निर्माण होते. याव्यतिरिक्त, ही लिफ्ट म्हणून ओळखल्या जाणार्या प्रभावाने वाढविली जाते Coanda प्रभाव जो सर्व चिकट द्रव्यांना लागू होतो.

Coanda इफेक्टमुळे द्रवपदार्थ त्यांच्या मार्गातील पृष्ठभाग शोधतात आणि त्यांना चिकटतात. विंग प्रोफाईल आणि एअरफ्लो दरम्यान लॅमिनार लेयर म्हणून एक सीमा स्तर तयार होतो, पहिला विंगला चिकटतो आणि उर्वरित स्तर त्याच्या वर ओढतो. न्यूटनच्या तिसर्‍या नियमाचा प्रभाव अधिक वाढवला जातो जेव्हा वायुप्रवाह प्रोफाइलला चिकटतो तेव्हा हवा प्रोफाइलला चिकटून राहिल्याने हवा खालच्या दिशेने वाहते.

तपशीलवार स्पष्टीकरण

हे सर्व हवेच्या गतीने वाढते. टेकऑफ रोलच्या सुरूवातीस, विमान हळूहळू वेगवान होते, त्यामुळे लिफ्ट वेगाने वाढते. एका उदाहरणाने तुम्ही ते अधिक चांगल्या प्रकारे समजू शकता. जर आपण कारच्या खिडकीतून हात बाहेर काढला तर जसजसा वेग वाढतो, तसतसे आपल्या लक्षात येते की हवेची शक्ती हात वर करते.

पण विमानाला वर जाण्यासाठी निश्चितपणे नाक वर करणे, ज्याला आक्रमणाचा कोन वाढवणे म्हणतात. आक्रमणाचा कोन हा त्या प्रोफाइलच्या संबंधात विंग प्रोफाईलवर वर्तमान आघाताने तयार झालेला कोन आहे. एकदा विंग प्रोफाइलच्या वक्रतेसह लिफ्ट वाढली (त्यात असलेल्या पृष्ठभागांचा विस्तार करणे: फॉरवर्ड स्लॅट्स आणि मागील फ्लॅप), टेल स्टॅबिलायझर लिफ्ट हलतात. ही कृती करते विमानाचे नाक वर येते. नाक वर करून, आम्ही आक्रमणाचा कोन वाढवतो. गाडीच्या खिडकीतून हात बाहेर काढल्यावर, प्रवासाच्या दिशेने हात वर केला तर हात वर होतो तसाच परिणाम याचाही होतो. हे सर्व मिळून विमान उचलण्याचे काम करतात.

तुम्ही बघू शकता, असंख्य प्रयोग आणि सिद्धांतांमुळे, विमाने उडू शकली आहेत आणि आपल्या दैनंदिन जीवनाचा भाग बनली आहेत. मला आशा आहे की या माहितीद्वारे तुम्ही विमाने का उडतात याबद्दल अधिक जाणून घेऊ शकता.