Egentligen ser det ut som ett mirakel. En bevingad maskin som väger tiotals och till och med hundratals ton, övervinner tyngdkraften, svävar lätt upp och svävar på himlen som en fågel. Vad är styrkan som håller henne i luften?
Instruktioner
Steg 1
Lite historia
År 1738 utvecklade den schweiziska forskaren Daniel Bernoulli en lag som var uppkallad efter honom. Enligt denna lag minskar det statiska trycket i dem med en ökning av flödeshastigheten för en vätska eller gas och tvärtom, med en minskning av hastigheten ökar den.
1904, den ryska forskaren N. E. Zhukovsky utvecklade en sats om lyftkraften som verkade på en kropp i ett plan-parallellt flöde av gas eller vätska. Enligt denna teorem utsätts en kropp (vinge) i ett rörligt flytande eller gasformigt medium för en lyftkraft, vars värde beror på parametrarna för mediet och kroppen. Huvudresultatet av Zhukovskys arbete var formeln för lyftkoefficienten.
Steg 2
Lyftkraft
Flygplanets vingprofil är asymmetrisk, dess övre del är mer konvex än den nedre. När flygplanet rör sig är luftflödets hastighet som passerar från toppen av vingen högre än flödeshastigheten från botten. Som ett resultat av detta (enligt Bernoullis sats) blir lufttrycket under flygplanets vinge högre än trycket ovanför vingen. På grund av skillnaden i dessa tryck uppstår en lyftkraft (Y) som skjuter vingen uppåt. Dess värde är:
Y = Cy * p * V² * S / 2, där:
- Cy - lyftkoefficient;
- p är densiteten för mediet (luft) i kg / m³;
- S - yta i m²;
- V är flödeshastigheten i m / s.
Steg 3
Under påverkan av olika krafter
Flera styrkor agerar på ett flygplan som rör sig i luftrummet:
- motorns dragkraft (propeller eller jet) som skjuter flygplanet framåt;
- frontalt motstånd riktat bakåt;
- Jordens tyngdkraft (flygplanets vikt), riktad nedåt;
- lyft och tryck upp planet.
Värdet på lyft och drag beror på vingens form, attackvinkeln (vinkeln vid vilken flödet möter vingen) och luftflödets densitet. Det senare beror i sin tur på flygplanets hastighet och på det atmosfäriska lufttrycket.
Steg 4
När flygplanet accelererar och dess hastighet ökar, ökar hissen. Så snart det överstiger planetens vikt, lyfter det uppåt. När flygplanet rör sig horisontellt med konstant hastighet balanseras alla krafter, deras resulterande (totala kraft) är noll.
Vingens form väljs så att motståndet är så lågt som möjligt och hissen är så hög som möjligt. Lyften kan ökas genom att öka körhastigheten och vingområdet. Ju högre rörelsehastighet, desto mindre kan vingområdet vara och tvärtom.
