Помните Лелеенталя, который пожертвовал собственной жизнью, открывая огромный путь в авиацию. Многие инженеры и изобретатели до него пытались покорить воздух, имитируя движение птиц. Эти аппарты получили научное название: орнитоптеры. Несмотря на несостоятельность теории "машущих крыльев", первые зачатки аэродинамики летательных аппаратов была заложена. Сейчас вся авиация построена на принципах полёта благодаря аэродинамике, поэтому в этой статье я максимально доступно объясню по каким правилам летает самолёт.
Сначала были планеры и аэропланы. Основоположником этой теории стал англичанин Джордж Кейли, который догадался, что рациональнее использовать плоское и фиксированное крыло, чтобы разделить подъёмную и толкающую силу. Внешне это был простой фанерный лист, который распологался под некоторым углом к набегающему потоку. Этот угол назвали углом атаки. Он же выразил идею, что для стабильности полёта аэроплану понадобится горизонтальное и вертикальное оперение.
Чуть позже стало понятно, что абсолютно плоское крыло обладает минимальной подъёной силой. Более того, такое крыло было сильно подвержено сгибанию ,поэтому следующие проекты аэропланов имели выпуклую верхнюю часть и вогнутую нижнюю. А переднюю и заднюю кромки крыла стали жёстко скреплять, чтобы в полёте конструкция находилась в одном положении, при нулевом показателе угла атаки.
В 1884 году ещё один англичанин Горацио Филлипс додумался с научной точки зрения изучать различные сечения крыла за что, в том же году, получил свой первый патент. Его крыло уже было похоже на современное: округлая передняя кромка крыла, утолщённое центральное сечение и острая задняя кромка.
К 1930-ым годам стало явным, что идея Горацио Филлипса является главенствующей и наиболее рациональной. В погоне за увеличением подъёмной силы авиаконстукторы стали детать не одно крыло, а два. Так появились первые бипланы. Однако слишком большое количество несущих поверхностей ниминуемо снижало скорость летательных аппаратов. Это связано в "увеличенной силой трения" передних кромок крыла, поэтому от идеи бипланов стали отказываться в пользу монопланов ("моно" - один), имеющих только одно крыло.
Закончив с историей давайте плавно перейдёт к теме аэродинамической работы крыла. В идеальном воздушном потоке молекулы движутся равномерно и прямолинейно, однако поведение воздуха очень сильно меняется, когда он подходит к передней кромке крыла. Из-за особенности профиля крыла воздух сверху (выпуклая часть крыла) проходит с большей скоростью, чем снизу. Воздушный поток в силу своих особенностей и в силу законов Бернулли в каждой своей точки имеет постоянное давление.
На больших скоростях воздух преобретает свойства жидкости. При смещении линии воздушного потока (или простыми словами при встрече с передней кромкой крыла) воздух меняет своё давление. На передней кромке крыла давление воздуха падает, так как молекулы воздуха несколько тормозятся, образуя разреженную зону. Воздух снизу движется медленее, но при этом почти не меняет своё давление, следовательно снизу давление выше, чем на верхней кромке крыла, поэтому воздух внизу выталкивает крыло вверх. Эта сила и называется подъёмной. Все результирующие векторы сил называются суммарной подъёмной силой.
В дальнейших статьях я подробнее расскажу про то, как работают средства механизации крыла, которые не только увеличивают подъёмную силу, но и увеличивают несущие свойства крыла. Если кратко к ним относятся: предкрылки, закрылки, интерцепторы, тормозные щитки (воздушный тормоз), элероны, флапероны и т.д. А пока оцените знания бывшего курсанта авиационно-технического коллежда. И большая благодарность прекрасному преподавателю по аэродинамике ЛА: Носову Аркадию Васильевичу.
Не забывайте поддержать канал подпиской и лайком. Я есть на Пульсе. Чем больше вы оставляете обратной связи, тем больше материалов будет в вашей ленте. У меня есть Телеграм и Вконтакте. Там вы найдёте фотографии и новости Московского транспорта. На этом всё, счастливых поездок.