Lift-Formel. Warum fliegen Flugzeuge? Gesetze der Aerodynamik

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Lift-Formel. Warum fliegen Flugzeuge? Gesetze der Aerodynamik
Lift-Formel. Warum fliegen Flugzeuge? Gesetze der Aerodynamik
Anonim

Ein Flugzeug ist ein Flugzeug, das um ein Vielfaches schwerer ist als Luft. Damit es fliegen kann, ist eine Kombination mehrerer Bedingungen erforderlich. Es ist wichtig, den richtigen Anstellwinkel mit vielen verschiedenen Faktoren zu kombinieren.

Warum fliegt er

Tatsächlich ist der Flug eines Flugzeugs das Ergebnis der Einwirkung mehrerer Kräfte auf das Flugzeug. Die auf das Flugzeug wirkenden Kräfte entstehen, wenn sich Luftströmungen auf die Flügel zubewegen. Sie werden in einem bestimmten Winkel gedreht. Außerdem haben sie immer eine besondere Stromlinienform. Dadurch "steigen sie in die Luft."

Luftströme
Luftströme

Der Prozess wird von der Höhe des Flugzeugs beeinflusst und seine Triebwerke beschleunigen. Brennendes Kerosin provoziert die Freisetzung von Gas, das mit großer Wucht ausbricht. Schraubentriebwerke heben das Flugzeug hoch.

Über Kohle

Schon im 19. Jahrhundert haben Forscher bewiesen, dass ein geeigneter Anstellwinkel ein Indikator von 2-9 Grad ist. Wenn es sich herausstellt, dass es weniger ist, wird es wenig Widerstand geben. Gleichzeitig zeigen Liftberechnungen, dass die Zahl gering sein wird.

Wird der Winkel steiler, wird der Widerstand kleinergroß, und das wird die Flügel in Segel verwandeln.

Eines der wichtigsten Kriterien in einem Flugzeug ist das Verhältnis von Auftrieb zu Luftwiderstand. Dies ist die aerodynamische Qualität, und je größer sie ist, desto weniger Energie benötigt das Flugzeug zum Fliegen.

Über Lift

Die Auftriebskraft ist eine Komponente der aerodynamischen Kraft, sie steht senkrecht auf dem Bewegungsvektor des Flugzeugs in der Strömung und entsteht dadurch, dass das Fahrzeug asymmetrisch umströmt wird. Die Lift-Formel sieht so aus.

Diese Formel
Diese Formel

Wie die Steigerung generiert wird

In aktuellen Flugzeugen sind Tragflächen eine statische Struktur. Es wird keinen Auftrieb von selbst erzeugen. Das Anheben einer schweren Maschine ist aufgrund der allmählichen Beschleunigung beim Steigen des Flugzeugs möglich. Dabei bilden die im spitzen Winkel zur Strömung gestellten Flügel einen unterschiedlichen Druck aus. Oberhalb der Struktur wird sie kleiner und darunter größer.

Und dank des Druckunterschieds gibt es tatsächlich eine aerodynamische Kraft, die Höhe wird gewonnen. Welche Indikatoren werden in der Auftriebskraftformel dargestellt? Es wird ein asymmetrisches Flügelprofil verwendet. Im Moment überschreitet der Anstellwinkel 3-5 Grad nicht. Und das reicht aus, damit moderne Flugzeuge abheben können.

Angriffswinkel
Angriffswinkel

Seit der Entwicklung der ersten Flugzeuge wurde ihr Design stark verändert. Im Moment haben die Flügel ein asymmetrisches Profil, ihr oberes Blech ist konvex.

Die unteren Blätter der Struktur sind eben. Es ist gemacht fürdamit die Luft ungehindert durchströmen kann. Tatsächlich wird die Auftriebsformel in der Praxis so umgesetzt: Die oberen Luftströme legen aufgrund der Wölbung der Flügel im Vergleich zu den unteren einen langen Weg zurück. Und die Luft hinter der Platte bleibt in der gleichen Menge. Dadurch bewegt sich der obere Luftstrom schneller und es entsteht ein Bereich mit geringerem Druck.

Der Druckunterschied über und unter den Flügeln führt zusammen mit dem Betrieb der Triebwerke zum Steigflug auf die gewünschte Höhe. Es ist wichtig, dass der Anstellwinkel normal ist. Andernfalls sinkt der Auftrieb.

Je höher die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, desto höher die Auftriebskraft gemäß der Auftriebsformel. Wenn die Geschwindigkeit gleich der Masse ist, bewegt sich das Flugzeug in eine horizontale Richtung. Geschwindigkeit entsteht durch den Betrieb von Flugzeugtriebwerken. Und wenn der Druck über dem Flügel nachgelassen hat, sieht man das sofort mit bloßem Auge.

Er fliegt
Er fliegt

Wenn das Flugzeug plötzlich manövriert, erscheint ein weißer Strahl über der Tragfläche. Das ist das Kondensat aus Wasserdampf, das durch den Druckabfall entsteht.

Über Quoten

Der Auftriebsbeiwert ist eine dimensionslose Größe. Es hängt direkt von der Form der Flügel ab. Auch der Anstellwinkel spielt eine Rolle. Sie wird zur Berechnung der Auftriebskraft verwendet, wenn Geschwindigkeit und Luftdichte bekannt sind. Die Abhängigkeit des Koeffizienten vom Anstellwinkel wird bei Flugversuchen deutlich angezeigt.

Über aerodynamische Gesetze

Wenn sich ein Flugzeug bewegt, seine Geschwindigkeit, andere EigenschaftenBewegungen ändern sich ebenso wie die Eigenschaften der Luftströmungen, die ihn umströmen. Gleichzeitig ändern sich auch die Strömungsspektren. Dies ist eine unstete Bewegung.

Um dies besser zu verstehen, sind Vereinfachungen erforderlich. Dadurch wird die Ausgabe erheblich vereinfacht und der technische Wert bleibt gleich.

Zunächst ist es am besten, eine gleichmäßige Bewegung in Betracht zu ziehen. Das bedeutet, dass sich die Luftströmungen im Laufe der Zeit nicht ändern werden.

Es ist Aerodynamik
Es ist Aerodynamik

Zweitens ist es besser, die Hypothese der Kontinuität der Umwelt zu akzeptieren. Das heißt, die Molekularbewegungen der Luft werden nicht berücksichtigt. Luft wird als untrennbares Medium mit konstanter Dichte betrachtet.

Drittens ist es besser zu akzeptieren, dass die Luft nicht zähflüssig ist. Tatsächlich ist seine Viskosität null, und es gibt keine inneren Reibungskräfte. Das heißt, die Grenzschicht wird aus dem Strömungsspektrum entfernt, der Luftwiderstand wird nicht berücksichtigt.

Die Kenntnis der wichtigsten aerodynamischen Gesetze ermöglicht es Ihnen, mathematische Modelle zu erstellen, wie ein Flugzeug von Luftströmungen umflogen wird. Es ermöglicht Ihnen auch, den Indikator der Hauptkräfte zu berechnen, die davon abhängen, wie der Druck über das Flugzeug verteilt wird.

Wie ein Flugzeug geflogen wird

Natürlich reichen Flügel und Triebwerk allein nicht aus, um den Flugvorgang sicher und komfortabel zu gest alten. Es ist wichtig, eine Multi-Tonnen-Maschine zu verw alten. Und die Rollgenauigkeit beim Start und bei der Landung ist sehr wichtig.

Für Piloten gilt die Landung als kontrollierter Sturz. Dabei nimmt die Geschwindigkeit erheblich ab, wodurch das Auto an Höhe verliert. Wichtig ist die Geschwindigkeitwurde so genau wie möglich ausgewählt, um einen reibungslosen Fall zu gewährleisten. Dadurch berührt das Chassis den Streifen sanft.

Freigegebenes Fahrgestell
Freigegebenes Fahrgestell

Das Steuern eines Flugzeugs unterscheidet sich grundlegend vom Fahren eines Bodenfahrzeugs. Das Lenkrad wird benötigt, um das Auto nach oben und unten zu neigen, um eine Rolle zu erzeugen. "Hin zu" bedeutet klettern und "weg" bedeutet tauchen. Um den Kurs zu ändern, müssen Sie die Pedale drücken und dann mit dem Lenkrad die Steigung korrigieren. Dieses Manöver wird in der Pilotensprache als „turn“oder „turn“bezeichnet.

Damit die Maschine umdrehen und den Flug stabilisieren kann, befindet sich im Heck der Maschine ein vertikaler Kiel. Darüber befinden sich "Flügel", die horizontale Stabilisatoren sind. Ihnen ist es zu verdanken, dass das Flugzeug nicht absinkt und nicht spontan an Höhe gewinnt.

Aufzüge werden auf den Stabilisatoren platziert. Um die Motorsteuerung zu ermöglichen, wurden Hebel an den Pilotensitzen angebracht. Wenn das Flugzeug abhebt, werden sie nach vorne bewegt. Abheben bedeutet maximaler Schub. Es wird benötigt, damit das Gerät an Startgeschwindigkeit gewinnt.

Wenn sich eine schwere Maschine hinsetzt, werden die Hebel eingezogen. Dies ist der minimale Schubmodus.

Du kannst beobachten, wie vor der Landung die hinteren Teile der großen Flügel nach unten fallen. Sie werden Klappen genannt und erfüllen eine Reihe von Aufgaben. Wenn das Flugzeug absteigt, verlangsamen die ausgefahrenen Klappen das Flugzeug. Dadurch kann sie nicht beschleunigen.

Das sind die Klappen
Das sind die Klappen

Wenn das Flugzeug landet und die Geschwindigkeit nicht zu hoch ist,Klappen übernehmen die Aufgabe, zusätzlichen Auftrieb zu erzeugen. Dann geht die Höhe ganz glatt verloren. Wenn das Auto abhebt, helfen die Landeklappen, das Flugzeug in der Luft zu h alten.

Schlussfolgerung

Moderne Flugzeuge sind also echte Luftschiffe. Sie sind automatisiert und zuverlässig. Ihre Flugbahnen, der gesamte Flug, bietet sich für eine ziemlich detaillierte Berechnung an.

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