Полёт стал утомленным фактом современной жизни. В данный момент тысячи самолетов пересекают небо. Легко принять физику полета как должное, а также способы, которые мы используем для достижения полета. Мы часто видим самолет в небе, не понимая при этом как эта железная птица вообще может летать.
Для достижения полета вы должны использовать четыре основные аэродинамические силы: подъемную силу, вес, тягу и сопротивление. Вы можете думать о них как о четырех руках, удерживающих самолет в воздухе, каждая из которых движется в разных направлениях.
Сначала давайте рассмотрим тягу и сопротивление. Тяга , вызванная пропеллером или реактивным двигателем, - это аэродинамическая сила, которая толкает или тянет самолет вперед через пространство. Противодействующая аэродинамическая сила - сопротивление , или трение, которое сопротивляется движению объекта, перемещающегося через жидкость (или неподвижно в движущейся жидкости, как это происходит, когда вы летите на воздушном змее).
Если вы высунете руку из окна автомобиля во время движения, вы увидите очень простую демонстрацию сопротивления в работе. Уровень сопротивления, который создает ваша рука, зависит от нескольких факторов, таких как размер вашей руки, скорость автомобиля и плотность воздуха. Если бы вы замедлились, вы бы заметили, что сопротивление на вашей руке уменьшится.
Пассажирский реактивный самолет всегда убирает свое шасси после взлета по той же причине: чтобы уменьшить сопротивление. Величина сопротивления, создаваемого шасси реактивного самолета, настолько велика, что на крейсерских скоростях механизм будет разорван прямо с самолета.
Для выполнения полета тяга должна быть равна или превышать сопротивление. Если по какой-либо причине величина сопротивления станет больше тяги, самолет замедлится. Если тяга увеличивается так, что она превышает сопротивление, самолет ускоряется.
Каждый объект на Земле имеет вес , продукт как силы тяжести, так и массы. Например, пассажирский авиалайнер Boeing 747-8 имеет максимальную взлетную массу 487,5 тонны.
Противодействующая сила веса - подъемная сила , которая держит самолет в воздухе. Этот подвиг достигается с помощью крыла , также известного как аэродинамический профиль .
Крыло разделяет воздушный поток в двух направлениях: вверх и над крылом и вниз вдоль нижней стороны крыла.
Крыло имеет форму и наклон, поэтому воздух, движущийся над ним, движется быстрее, чем воздух, движущийся под ним. Когда движущийся воздух обтекает объект и сталкивается с препятствием (таким как удар или внезапное увеличение угла наклона крыла), его путь сужается, и поток ускоряется, хотя все молекулы стремительно движутся. Пройдя через препятствие, путь расширяется, и поток снова замедляется. Если вы когда-либо зажимали водяной шланг, вы соблюдали этот принцип в действии. Сжимая шланг, вы сужаете путь потока жидкости, что ускоряет молекулы. Снимите давление, и поток воды вернется в прежнее состояние.
Когда воздух ускоряется, его давление падает. Таким образом, воздух, движущийся быстрее по крылу, оказывает на него меньшее давление, чем воздух, движущийся ниже крыла. Результатом является восходящий толчок подъема. В области гидродинамики это известно как принцип Бернулли .
Рассмотрев основы физики полета и способы, которые самолет использует для полета, следующим очевидным шагом является рассмотрение навигации. Как самолет поворачивает в воздухе? Как он поднимается на большую высоту или ныряет обратно к земле?
Сначала давайте рассмотрим угол атаки, угол. Чем больше угол атаки, тем больше подъемная сила. Чем меньше угол, тем меньше подъем. Типичное крыло должно иметь отрицательный угол атаки (наклон вперед), чтобы достичь нулевого подъема. Такое расположение крыльев также создает большее сопротивление, что требует большей тяги.
В общем, крылья в большинстве самолетов предназначены для обеспечения достаточной подъемной силы (при минимальном сопротивлении), когда самолет работает в крейсерском режиме. Однако, когда эти самолеты взлетают или приземляются, их скорость может быть уменьшена до 200 миль в час (322 км в час). Это резкое изменение условий работы крыла означает, что другая форма аэродинамического профиля, вероятно, будет лучше обслуживать самолёт. Форма аэродинамического профиля варьируется в зависимости от самолета, но пилоты дополнительно изменяют форму аэродинамического профиля в режиме реального времени с помощью закрылков.
При взлете и посадке закрылки (на задней части крыла) проходят вниз от задней кромки крыльев. Это эффективно изменяет форму крыла, позволяя ему отводить больше воздуха и тем самым создавать больше подъемной силы. Изменение также увеличивает сопротивление, что помогает замедлению приземляющегося самолета (но требует большей тяги во время взлета).
Хвост самолета имеет два маленьких крыла, называемые горизонтальными и вертикальными стабилизаторами . Пилот использует эти поверхности для управления направлением самолета. Оба типа стабилизатора являются симметричными аэродинамическими поверхностями, и оба имеют большие закрылки для изменения воздушного потока.
На горизонтальном хвостовом крыле эти закрылки называют лифтами, поскольку они позволяют самолету подниматься и опускаться по воздуху. Закрылки изменяют угол атаки горизонтального стабилизатора, и результирующий подъем поднимает заднюю часть самолета (направляя нос вниз) или опуская его (направляя нос в небо).
Между тем, вертикальное хвостовое крыло имеет клапан, известный как руль направления . Как и его морской аналог на лодке, эта ключевая часть позволяет самолету поворачиваться влево или вправо и работает по тому же принципу.
Наконец, мы подходим к элеронам , горизонтальным закрылкам, расположенным около конца крыльев самолета. Эти закрылки позволяют одному крылу создавать большую подъемную силу, чем другое, что приводит к качающемуся движению, которое позволяет самолету отклоняться влево или вправо. Элероны обычно работают в оппозиции. Когда правый элерон отклоняется вверх, левый отклоняется вниз, и наоборот. Некоторые крупные лайнеры также выполняют этот маневр с помощью развертываемых пластин, называемых спойлерами, которые поднимаются из верхней центральной части крыла.
Поддержи меня лайком👍 и подпиской, мне будет приятно! До следующей статьи!✈
Другие статьи на канале:
Топ 5 самых быстрых самолётов в мире
Как будет выглядеть авиация в 2050 году.
МС 21-300 За ним будущие
Кратко и понятно про зону турбулентности
Как я посетил авиа тренажёр Бобика 737
Airbus строит самолёты благодаря животным
МС 21-300. Почему ПД-14 это лучший выбор.
ТОП 10. Самые красивые ливреи в мире по моему мнению