Prečo lietajú lietadlá

Hoci sme v roku 2022, stále je veľa ľudí, ktorí tomu nerozumejú Prečo lietajú lietadlá. Ľudská bytosť chcela byť schopná prejsť oblohu a cestovať vyššou rýchlosťou, aby mohla preskúmať všetky kúty našej planéty. Vďaka vede a štúdiu fyziky sa to podarilo uskutočniť a dnes sú lietadlá v našich životoch skutočne dôležité.

V tomto článku vám vysvetlíme, prečo lietadlá lietajú a ako sa k tomuto záveru dospelo.

Prečo lietajú lietadlá

Najjednoduchšia odpoveď je povedať, že lietadlá môžu lietať, pretože sú určené na lietanie. Rovnako ako transatlantická viac ako 100.000 XNUMX ton má tvar a dizajn interiéru, ktorý mu umožňuje udržať sa na hladine, lietadlo má tvar, ktorý mu umožňuje zostať vo vzduchu. Nie je to nič magické. Zvláštne a úžasné je, že lietadlá nemôžu lietať tak, ako lietajú. Kľúčom k jeho tvaru sú krídla a ich dizajn.

Trochu komplikovanejšia odpoveď je, že lietadlo vďačí za svoj let prúdeniu vzduchu cez krídla. Potom už môžeme odvodiť, že na to, aby lietadlo mohlo lietať, je potrebný prúd vzduchu, alebo rovnaká rýchlosť vzhľadom na vzduch.

Lietadlá lietajú pod rôznymi silami v horizontálnej a vertikálnej rovine.. Aby sa lietadlo zdvihlo, sila generovaná vertikálnou osou (vztlak v aeronautike) musí presiahnuť hmotnosť lietadla. Na druhej strane na vodorovnej osi dochádza vplyvom výfukových plynov motora k princípu akcie-reakcia, ktorý generuje doprednú silu, ktorá prekonáva odpor vzduchu. Keď lietadlo stúpa konštantnou rýchlosťou a dosiahne svoju cestovnú výšku, je to preto, že sa dosiahne rovnováha síl na vertikálnej osi (vztlak sa rovná hmotnosti) aj na vodorovnej osi, kde sa zdvih rovná hmotnosti. Ťah motora sa rovná odporu vzduchu.

Prečo lietadlá lietajú: základné princípy

Kúzlo sa stane, keď získate zdvih. Tam musíme vysvetliť jeho súbor princípov. Vztlak sa v podstate dosahuje cez krídla lietadla. Ak ich nakrájame získame to, čo sa nazýva profil krídla, časť, ktorá má krídlo vo vnútri.

Z aerodynamického hľadiska má sekcia veľmi efektívny tvar. Hrana, kadiaľ vstupuje vzduch, keď lietadlo letí, je zaoblená, zadná časť profilu je ostrá a je aj hore zakrivená (v aeronautike sa táto horná časť nazýva vonkajší oblúk a spodná časť tzv. vnútorný oblúk).) Toto zakrivenie profilu krídla znamená, že keď naň narazí prúd vzduchu, rozdelí sa na dve dráhy, jedna časť je cez krídlo a druhá dole. V dôsledku zakrivenia krídla je dráha, ktorú musí voda prejsť, dlhšia ako dráha pod ňou.

Existuje veta, Bernoulliho veta, ktorá je v podstate zachovanie energie a hovorí, že aby sa to stalo, prúdenie vzduchu zhora musí ísť rýchlejšie. To znamená menší tlak ako dno, pomalší pohyb a väčší tlak. Tlakový rozdiel medzi horným a spodným prúdením vzduchu vytvára vztlak. Hoci tento zdvih podľa Bernoulliho princípu nevysvetľuje všetko, čo lietadlo potrebuje na stúpanie. Na vysvetlenie nadmorskej výšky je potrebné uchýliť sa k ďalšej sérii fyzikálnych princípov.

Jedným z nich je tretí Newtonov zákon. Vďaka zakrivenému tvaru profilu je vzduch zhora nasmerovaný nadol, namiesto toho, aby sledoval priamu dráhu. Táto odchýlka spôsobená profilom krídla v prúdení vzduchu znamená, že vďaka tretiemu Newtonovmu zákonu (princíp akcia-reakcia) vzniká reakčná sila v opačnom smere, nad krídlom, čím vzniká väčší vztlak. Tento zdvih je navyše zvýšený o efekt známy ako Coanda efekt, ktorý platí pre všetky viskózne tekutiny.

Efekt Coanda spôsobuje, že tekutiny nachádzajú povrchy vo svojej ceste a majú tendenciu sa k nim prilepiť. Medzi profilom krídla a prúdením vzduchu sa vytvorí hraničná vrstva ako laminárna vrstva, prvá sa prilepí na krídlo a zvyšok vrstiev ťahá nad sebou. Účinok tretieho Newtonovho zákona sa ešte zvýši, keď prúdenie vzduchu priľne k profilu, vzduch bude pri priľnutí k profilu prúdiť smerom nadol.

podrobné vysvetlenie

To všetko sa zvyšuje s rýchlosťou vzduchu. Na začiatku vzletu lietadlo postupne zrýchľuje, takže vztlak rastie s rýchlosťou. Lepšie to pochopíte na príklade. Ak vystrčíme ruky z okna auta, pri zvyšovaní rýchlosti si všimneme, že sila vzduchu má tendenciu dvíhať ruky.

Čo však lietadlo určite prinúti ísť hore, je zdvihnutie nosa, čomu sa hovorí zvýšenie uhla nábehu. Uhol nábehu je uhol vytvorený prúdom dopadajúcim na profil krídla vo vzťahu k tomuto profilu. Akonáhle sa zdvih zväčší so zakrivením profilu krídla (predĺženie plôch, ktoré má: predné lamely a zadné klapky), zdviháky chvostového stabilizátora sa pohnú. Táto akcia vytvára nos lietadla stúpa. S nosom hore zväčšujeme uhol nábehu. Má to rovnaký efekt, ako keď vystrčíme ruku z okna auta, ak zdvihneme ruku v smere jazdy, ruka ide hore. Všetky tieto spolupracujú pri zdvihnutí lietadla.

Ako môžete vidieť, vďaka početným experimentom a teóriám mohli lietadlá lietať a stali sa súčasťou nášho každodenného života. Dúfam, že s týmito informáciami sa dozviete viac o tom, prečo lietadlá lietajú.