Công thứcNâng_cấp. Tại sao máy bay bay? Định luật khí động học

Mục lục:

Công thứcNâng_cấp. Tại sao máy bay bay? Định luật khí động học
Công thứcNâng_cấp. Tại sao máy bay bay? Định luật khí động học
Anonim

Máy bay là một loại máy bay nặng hơn không khí gấp nhiều lần. Để nó có thể bay, cần có sự kết hợp của một số điều kiện. Điều quan trọng là phải kết hợp đúng góc tấn công với nhiều yếu tố khác nhau.

Tại sao anh ấy bay

Trên thực tế, chuyến bay của máy bay là kết quả của tác động của một số lực lên máy bay. Các lực tác dụng lên máy bay phát sinh khi các dòng không khí di chuyển về phía cánh máy bay. Chúng được quay theo một góc nhất định. Ngoài ra, chúng luôn có hình dạng sắp xếp hợp lý đặc biệt. Nhờ đó, họ "bay lên trong không khí".

Dòng không khí
Dòng không khí

Quá trình này bị ảnh hưởng bởi độ cao của máy bay và động cơ của nó tăng tốc. Khi đốt cháy, dầu hỏa kích thích sự giải phóng khí, khí này bùng phát với một lực lớn. Động cơ trục vít nâng máy bay lên.

Về than

Ngay cả trong thế kỷ 19, các nhà nghiên cứu đã chứng minh rằng góc tấn công phù hợp là chỉ số 2-9 độ. Nếu nó trở nên ít hơn, thì sẽ có rất ít lực cản. Đồng thời, các tính toán nâng cho thấy rằng con số này sẽ nhỏ.

Nếu góc nghiêng hơn, thì lực cản sẽ trở thànhlớn, và điều này sẽ biến đôi cánh thành cánh buồm.

Một trong những tiêu chí quan trọng nhất của máy bay là tỷ lệ lực nâng và lực cản. Đây là chất lượng khí động học và càng lớn, máy bay càng cần ít năng lượng để bay.

Về thang máy

Lực nâng là một thành phần của lực khí động học, nó vuông góc với vectơ chuyển động của máy bay trong dòng chảy và xảy ra do dòng chảy xung quanh phương tiện là không đối xứng. Công thức nâng cơ trông như thế này.

Công thức này
Công thức này

Tăng được tạo ra như thế nào

Trong máy bay hiện tại, cánh là một cấu trúc tĩnh. Nó sẽ không tự tạo ra lực nâng. Có thể nâng máy nặng lên do máy bay tăng tốc dần dần. Trong trường hợp này, các cánh được đặt ở góc nghiêng so với dòng chảy, tạo thành một áp suất khác. Nó nhỏ hơn bên trên cấu trúc và tăng bên dưới nó.

Và nhờ sự chênh lệch về áp suất, trên thực tế, có một lực lượng khí động học, độ cao đạt được. Các chỉ số nào được biểu diễn trong công thức lực nâng? Một biên dạng cánh không đối xứng được sử dụng. Hiện tại, góc tấn không vượt quá 3-5 độ. Và điều này là đủ để máy bay hiện đại cất cánh.

Góc tấn công
Góc tấn công

Kể từ khi tạo ra chiếc máy bay đầu tiên, thiết kế của chúng đã được thay đổi phần lớn. Hiện tại, đôi cánh có cấu tạo không đối xứng, tấm kim loại phía trên của chúng lồi.

Các tấm dưới cùng của cấu trúc đều nhau. Nó được tạo ra chosao cho luồng không khí đi qua mà không gặp bất kỳ trở ngại nào. Trên thực tế, công thức nâng trong thực tế được thực hiện theo cách này: các dòng không khí phía trên di chuyển một quãng đường dài do sự phình ra của các cánh so với các dòng bên dưới. Và không khí sau tấm vẫn giữ nguyên một lượng. Kết quả là luồng không khí phía trên di chuyển nhanh hơn và có một khu vực có áp suất thấp hơn.

Sự khác biệt về áp suất bên trên và bên dưới cánh, cùng với hoạt động của động cơ, dẫn đến việc leo lên độ cao mong muốn. Điều quan trọng là góc tấn phải bình thường. Nếu không, mức tăng sẽ giảm xuống.

Xe có tốc độ càng cao thì lực nâng càng cao, theo công thức lực nâng. Nếu vận tốc bằng khối lượng thì máy bay đi theo phương ngang. Tốc độ được tạo ra bởi hoạt động của động cơ máy bay. Và nếu áp suất trên cánh giảm xuống, có thể thấy ngay bằng mắt thường.

Anh ấy bay
Anh ấy bay

Nếu máy bay cơ động đột ngột, thì một chiếc máy bay phản lực màu trắng sẽ xuất hiện phía trên cánh máy bay. Đây là sự ngưng tụ của hơi nước, được hình thành do áp suất giảm.

Về tỷ lệ cược

Hệ số nâng là đại lượng không thứ nguyên. Nó trực tiếp phụ thuộc vào hình dạng của đôi cánh. Góc độ của cuộc tấn công cũng rất quan trọng. Nó được sử dụng khi tính toán lực nâng khi đã biết tốc độ và mật độ không khí. Sự phụ thuộc của hệ số vào góc tấn công được hiển thị rõ ràng trong các chuyến bay thử nghiệm.

Về luật khí động học

Khi máy bay đang di chuyển, tốc độ của nó, các đặc điểm kháccác chuyển động thay đổi, cũng như các đặc tính của các dòng không khí chạy xung quanh nó. Đồng thời, phổ dòng cũng thay đổi. Đây là một chuyển động không ổn định.

Để hiểu điều này tốt hơn, cần đơn giản hóa. Điều này sẽ đơn giản hóa đầu ra đáng kể và giá trị kỹ thuật sẽ vẫn giữ nguyên.

Đầu tiên, tốt nhất là nên xem xét chuyển động ổn định. Điều này có nghĩa là các luồng không khí sẽ không thay đổi theo thời gian.

Đó là khí động học
Đó là khí động học

Thứ hai, tốt hơn là nên chấp nhận giả thuyết về tính liên tục của môi trường. Đó là, các chuyển động phân tử của không khí không được tính đến. Không khí được coi là môi trường không thể tách rời với mật độ không đổi.

Thứ ba, tốt hơn là nên chấp nhận rằng không khí không có nhớt. Trên thực tế, độ nhớt của nó bằng 0, và không có lực ma sát bên trong. Nghĩa là, lớp ranh giới bị xóa khỏi phổ luồng, lực cản không được tính đến.

Kiến thức về các định luật khí động học chính cho phép bạn xây dựng các mô hình toán học về cách một chiếc máy bay bay xung quanh bởi các dòng không khí. Nó cũng cho phép bạn tính toán chỉ số của các lực lượng chính, phụ thuộc vào cách phân bổ áp suất trên máy bay.

Máy bay bay như thế nào

Tất nhiên, để quá trình bay diễn ra an toàn và thoải mái, chỉ riêng đôi cánh và động cơ thôi là chưa đủ. Điều quan trọng là phải quản lý một máy nhiều tấn. Và độ chính xác của việc di chuyển trong quá trình cất cánh và hạ cánh là rất quan trọng.

Đối với phi công, hạ cánh được coi là một cú rơi có kiểm soát. Trong quá trình của nó, có một sự giảm tốc độ đáng kể, và kết quả là xe bị mất độ cao. Điều quan trọng là tốc độđã được lựa chọn chính xác nhất có thể để đảm bảo một cú ngã suôn sẻ. Đây là nguyên nhân khiến khung máy chạm vào dải mềm mại.

Khung gầm được phát hành
Khung gầm được phát hành

Điều khiển máy bay về cơ bản khác với việc điều khiển phương tiện trên mặt đất. Tay lái cần thiết để nghiêng xe lên xuống, tạo độ lăn. "Toward" có nghĩa là leo lên, và "xa" có nghĩa là lặn. Để chuyển hướng, bạn cần nhấn bàn đạp, sau đó sử dụng vô lăng để điều chỉnh độ dốc. Thao tác này trong ngôn ngữ của các phi công được gọi là "rẽ" hoặc "rẽ".

Để máy có thể quay đầu và bay ổn định, ở đuôi máy có một chốt dọc. Bên trên nó là "đôi cánh", là bộ phận ổn định ngang. Nhờ chúng mà máy bay không hạ độ cao và không tăng độ cao một cách tự nhiên.

Thang máy được đặt trên bộ ổn định. Để có thể điều khiển động cơ, các đòn bẩy đã được đặt ở ghế của phi công. Khi máy bay cất cánh, chúng được di chuyển về phía trước. Cất cánh có nghĩa là lực đẩy tối đa. Nó là cần thiết để thiết bị đạt được tốc độ cất cánh.

Khi một máy nặng nằm xuống, các đòn bẩy sẽ được thu lại. Đây là chế độ lực đẩy tối thiểu.

Bạn có thể quan sát xem trước khi hạ cánh, các bộ phận phía sau của đôi cánh lớn rơi xuống như thế nào. Chúng được gọi là cánh và thực hiện một số nhiệm vụ. Khi máy bay hạ xuống, các cánh mở rộng làm chậm máy bay. Điều này ngăn cô ấy tăng tốc.

Đây là những cánh
Đây là những cánh

Nếu máy bay đang hạ cánh và tốc độ không quá cao,cánh tà thực hiện nhiệm vụ tạo thêm lực nâng. Sau đó, chiều cao bị mất khá trơn tru. Khi ô tô cất cánh, các cánh lật giúp giữ máy bay trên không.

Kết

Như vậy, máy bay hiện đại là khí cầu thực sự. Chúng được tự động hóa và đáng tin cậy. Quỹ đạo của họ, toàn bộ chuyến bay dựa vào một tính toán khá chi tiết.

Đề xuất: