Angkat formula. Mengapa pesawat terbang? Hukum aerodinamika

Daftar Isi:

Angkat formula. Mengapa pesawat terbang? Hukum aerodinamika
Angkat formula. Mengapa pesawat terbang? Hukum aerodinamika
Anonim

Pesawat adalah pesawat yang berkali-kali lebih berat dari udara. Agar bisa terbang, diperlukan kombinasi beberapa kondisi. Penting untuk menggabungkan sudut serangan yang tepat dengan banyak faktor yang berbeda.

Mengapa dia terbang

Faktanya, terbangnya pesawat adalah hasil dari aksi beberapa kekuatan di pesawat. Gaya-gaya yang bekerja pada pesawat muncul ketika arus udara bergerak menuju sayap. Mereka diputar pada sudut tertentu. Selain itu, mereka selalu memiliki bentuk ramping khusus. Berkat ini, mereka "bangun di udara."

Arus udara
Arus udara

Prosesnya dipengaruhi oleh ketinggian pesawat, dan mesinnya berakselerasi. Pembakaran, minyak tanah memicu pelepasan gas, yang pecah dengan kekuatan besar. Mesin sekrup mengangkat pesawat ke atas.

Tentang batubara

Bahkan pada abad ke-19, para peneliti membuktikan bahwa sudut serang yang cocok adalah indikator 2-9 derajat. Jika ternyata lebih sedikit, maka akan ada sedikit perlawanan. Pada saat yang sama, perhitungan lift menunjukkan bahwa angkanya akan kecil.

Jika sudutnya ternyata lebih curam, maka hambatannya akan menjadibesar, dan ini akan mengubah sayap menjadi layar.

Salah satu kriteria terpenting dalam pesawat terbang adalah rasio gaya angkat dan tarikan. Ini adalah kualitas aerodinamis, dan semakin besar, semakin sedikit energi yang dibutuhkan pesawat untuk terbang.

Tentang lift

Gaya angkat adalah komponen dari gaya aerodinamis, tegak lurus dengan vektor gerakan pesawat dalam aliran dan terjadi karena fakta bahwa aliran di sekitar kendaraan tidak simetris. Rumus angkatnya terlihat seperti ini.

rumus ini
rumus ini

Bagaimana peningkatan dihasilkan

Dalam pesawat saat ini, sayap adalah struktur statis. Itu tidak akan membuat lift dengan sendirinya. Mengangkat alat berat ke atas dimungkinkan karena akselerasi bertahap untuk menaiki pesawat. Dalam hal ini, sayap, yang ditempatkan pada sudut lancip terhadap aliran, membentuk tekanan yang berbeda. Itu semakin kecil di atas struktur dan meningkat di bawahnya.

Dan berkat perbedaan tekanan, sebenarnya, ada gaya aerodinamis, ketinggian diperoleh. Indikator apa yang diwakili dalam rumus gaya angkat? Profil sayap asimetris digunakan. Saat ini, sudut serang tidak melebihi 3-5 derajat. Dan ini cukup untuk pesawat modern untuk lepas landas.

Sudut serangan
Sudut serangan

Sejak pembuatan pesawat pertama, desainnya telah banyak berubah. Saat ini, sayap memiliki profil asimetris, lembaran logam atasnya cembung.

Lembar bawah struktur rata. Ini dibuat untuksehingga udara mengalir tanpa hambatan. Faktanya, formula gaya angkat dalam praktiknya diimplementasikan dengan cara ini: arus udara atas bergerak jauh karena tonjolan sayap dibandingkan dengan yang lebih rendah. Dan udara di belakang pelat tetap dalam jumlah yang sama. Akibatnya, aliran udara atas bergerak lebih cepat, dan ada area dengan tekanan lebih rendah.

Perbedaan tekanan di atas dan di bawah sayap, bersama dengan pengoperasian mesin, mengarah pada pendakian ke ketinggian yang diinginkan. Adalah penting bahwa sudut serang normal. Jika tidak, lift akan turun.

Semakin tinggi kecepatan kendaraan, semakin tinggi gaya angkat, sesuai dengan rumus angkat. Jika kecepatan sama dengan massa, pesawat bergerak ke arah horizontal. Kecepatan diciptakan oleh pengoperasian mesin pesawat. Dan jika tekanan di atas sayap telah turun, itu bisa langsung terlihat dengan mata telanjang.

Dia terbang
Dia terbang

Jika pesawat bermanuver tiba-tiba, maka jet putih muncul di atas sayap. Ini adalah kondensat uap air, yang terbentuk karena penurunan tekanan.

Tentang peluang

Koefisien angkat adalah besaran tak berdimensi. Itu secara langsung tergantung pada bentuk sayap. Sudut serangan juga penting. Ini digunakan ketika menghitung gaya angkat ketika kecepatan dan kepadatan udara diketahui. Ketergantungan koefisien pada sudut serang terlihat jelas selama uji terbang.

Tentang hukum aerodinamis

Saat pesawat bergerak, kecepatannya, karakteristik lainnyagerakan berubah, seperti halnya karakteristik arus udara yang mengalir di sekitarnya. Pada saat yang sama, spektrum aliran juga berubah. Ini adalah gerakan goyah.

Untuk memahami hal ini dengan lebih baik, diperlukan penyederhanaan. Ini akan sangat menyederhanakan output, dan nilai engineering akan tetap sama.

Pertama, yang terbaik adalah mempertimbangkan gerakan tetap. Ini berarti bahwa arus udara tidak akan berubah seiring waktu.

Ini aerodinamis
Ini aerodinamis

Kedua, lebih baik menerima hipotesis kelestarian lingkungan. Artinya, gerakan molekuler udara tidak diperhitungkan. Udara dianggap sebagai media tak terpisahkan dengan kerapatan konstan.

Ketiga, lebih baik menerima bahwa udara tidak kental. Faktanya, viskositasnya nol, dan tidak ada gaya gesekan internal. Artinya, lapisan batas dihilangkan dari spektrum aliran, hambatan tidak diperhitungkan.

Pengetahuan tentang hukum aerodinamis utama memungkinkan Anda membuat model matematis tentang bagaimana pesawat terbang diterbangkan oleh arus udara. Ini juga memungkinkan Anda untuk menghitung indikator kekuatan utama, yang bergantung pada bagaimana tekanan didistribusikan di atas pesawat.

Bagaimana pesawat terbang

Tentu saja agar proses penerbangan aman dan nyaman, sayap dan mesin saja tidak akan cukup. Penting untuk mengelola mesin multi-ton. Dan akurasi taxiing saat lepas landas dan mendarat sangat penting.

Untuk pilot, pendaratan dianggap sebagai jatuh yang terkendali. Dalam prosesnya, ada penurunan kecepatan yang signifikan, dan akibatnya, mobil kehilangan ketinggian. Adalah penting bahwa kecepatandipilih setepat mungkin untuk memastikan kejatuhan yang mulus. Inilah yang menyebabkan sasis menyentuh strip dengan lembut.

Sasis yang dirilis
Sasis yang dirilis

Mengendalikan pesawat pada dasarnya berbeda dengan mengemudikan kendaraan darat. Roda kemudi diperlukan untuk memiringkan mobil ke atas dan ke bawah, untuk membuat gulungan. "Menuju" berarti mendaki, dan "jauh" berarti menyelam. Untuk mengubah arah, Anda perlu menekan pedal, lalu menggunakan roda kemudi untuk memperbaiki kemiringan. Manuver ini dalam bahasa pilot disebut "turn" atau "turn".

Untuk memungkinkan mesin berputar dan menstabilkan penerbangan, terdapat lunas vertikal di bagian ekor mesin. Di atasnya ada "sayap", yang merupakan stabilisator horizontal. Berkat mereka, pesawat tidak turun dan tidak naik ketinggian secara spontan.

Elevator ditempatkan pada stabilisator. Untuk memungkinkan kontrol mesin, tuas ditempatkan di kursi pilot. Saat pesawat lepas landas, mereka bergerak maju. Lepas landas berarti daya dorong maksimum. Diperlukan agar perangkat mendapatkan kecepatan lepas landas.

Saat mesin berat duduk, tuas ditarik. Ini adalah mode dorong minimum.

Anda dapat melihat bagaimana sebelum mendarat, bagian belakang sayap besar jatuh. Mereka disebut flaps dan melakukan sejumlah tugas. Saat pesawat turun, sayap yang diperpanjang memperlambat pesawat. Ini mencegahnya untuk berakselerasi.

Ini adalah penutupnya
Ini adalah penutupnya

Jika pesawat mendarat dan kecepatannya tidak terlalu tinggi,flaps melakukan tugas menciptakan daya angkat tambahan. Kemudian ketinggiannya hilang dengan cukup lancar. Saat mobil lepas landas, penutupnya membantu menjaga pesawat tetap di udara.

Kesimpulan

Jadi, pesawat modern adalah kapal udara nyata. Mereka otomatis dan dapat diandalkan. Lintasan mereka, seluruh penerbangan cocok untuk perhitungan yang cukup rinci.

Direkomendasikan: