Egentlig ser det ut som et mirakel. En bevinget maskin som veier titalls og til og med hundrevis av tonn, som overvinner tyngdekraften, svever lett opp og svever seg på himmelen som en fugl. Hva er styrken som holder henne i luften?
Bruksanvisning
Trinn 1
Litt historie
I 1738 utviklet den sveitsiske forskeren Daniel Bernoulli en lov oppkalt etter ham. I følge denne loven, med en økning i strømningshastigheten til en væske eller gass, synker det statiske trykket i dem og omvendt, med en reduksjon i hastigheten øker det.
I 1904, den russiske forskeren N. E. Zhukovsky utviklet en teorem om løftekraften som virker på et legeme i en plan-parallell strøm av gass eller væske. I henhold til denne teoremet utsettes et legeme (ving) i et flytende væske eller gassformig medium for en løftekraft, hvis verdi avhenger av parametrene til mediet og kroppen. Hovedresultatet av Zhukovskys arbeid var formelen for heisekoeffisienten.
Steg 2
Løftekraft
Flyets vingeprofil er asymmetrisk, den øvre delen er mer konveks enn den nedre. Når flyet beveger seg, er hastigheten på luftstrømmen som går fra toppen av vingen høyere enn hastigheten på strømmen som går fra bunnen. Som et resultat av dette (ifølge Bernoullis teorem) blir lufttrykket under vingens vinge høyere enn trykket over vingen. På grunn av forskjellen i disse trykkene oppstår en løftekraft (Y) som skyver vingen oppover. Verdien er:
Y = Cy * p * V² * S / 2, hvor:
- Cy - løftekoeffisient;
- p er tettheten til mediet (luft) i kg / m³;
- S - areal i m²;
- V er strømningshastigheten i m / s.
Trinn 3
Under påvirkning av forskjellige krefter
Flere styrker virker på et fly som beveger seg i luftrommet:
- trykkraften til motoren (propell eller jet) som skyver flyet fremover;
- frontal motstand rettet bakover;
- Jordens tyngdekraft (flyets vekt), rettet nedover;
- løft skyv flyet opp.
Verdien av løft og drag avhenger av vingens form, angrepsvinkelen (vinkelen som strømmen møter vingen) og tettheten til luftstrømmen. Sistnevnte avhenger igjen av flyets hastighet og av det atmosfæriske lufttrykket.
Trinn 4
Når flyet akselererer og hastigheten øker, øker heisen. Så snart det overstiger vekten til flyet, tar det avgår oppover. Når flyet beveger seg horisontalt med konstant hastighet, er alle krefter balansert, og deres resulterende (totale kraft) er null.
Vingens form er valgt slik at motstanden er så lav som mulig og heisen er så høy som mulig. Heisen kan økes ved å øke kjørehastigheten og vingearealet. Jo høyere bevegelseshastighet, jo mindre kan vingområdet være og omvendt.
