Tiesą sakant, tai atrodo kaip stebuklas. Dešimt ir net šimtus tonų sverianti sparnuota mašina, įveikusi sunkumą, lengvai pakyla ir pakyla danguje kaip paukštis. Kokia jėga ją palaiko ore?
Nurodymai
1 žingsnis
Šiek tiek istorijos
1738 m. Šveicarų mokslininkas Danielis Bernoulli sukūrė jo vardu pavadintą įstatymą. Pagal šį dėsnį, didėjant skysčio ar dujų srautui, statinis slėgis juose mažėja ir atvirkščiai, mažėjant greičiui, jis didėja.
1904 metais rusų mokslininkas N. E. Žukovskis sukūrė teoremą apie kėlimo jėgą, veikiančią kūną lygiagrečiame dujų ar skysčio sraute. Pagal šią teoremą kūnas (sparnas), esantis judančioje skystoje ar dujinėje terpėje, yra veikiamas kėlimo jėgos, kurios vertė priklauso nuo terpės ir kūno parametrų. Pagrindinis Žukovskio darbo rezultatas buvo kėlimo koeficiento formulė.
2 žingsnis
Kėlimo jėga
Lėktuvo sparno profilis yra asimetriškas, jo viršutinė dalis yra labiau išgaubta nei apatinė. Kai orlaivis juda, oro srauto, einančio iš sparno viršaus, greitis yra didesnis nei srauto, einančio iš apačios, greitis. Dėl to (pagal Bernoulli teoremą) oro slėgis po orlaivio sparnu tampa didesnis nei slėgis virš sparno. Dėl šių slėgių skirtumo kyla kėlimo jėga (Y), stumianti sparną į viršų. Jo vertė yra:
Y = Cy * p * V² * S / 2, kur:
- Cy - kėlimo koeficientas;
- p yra terpės (oro) tankis kg / m³;
- S - plotas m²;
- V yra srauto greitis m / s.
3 žingsnis
Skirtingų jėgų įtakoje
Keletas pajėgų veikia oro erdvėje judantį orlaivį:
- variklio (sraigto ar reaktyvinio srauto) traukos jėga, stumianti orlaivį į priekį;
- priekinis pasipriešinimas nukreiptas atgal;
- Žemės traukos jėga (orlaivio svoris), nukreipta žemyn;
- pakelkite stumdami lėktuvą aukštyn.
Pakėlimo ir pasipriešinimo vertė priklauso nuo sparno formos, atakos kampo (kampas, kuriuo srautas susitinka su sparnu) ir oro srauto tankio. Pastarasis savo ruožtu priklauso nuo orlaivio greičio ir nuo atmosferos oro slėgio.
4 žingsnis
Orlaiviui įsibėgėjant ir didėjant jo greičiui, liftas didėja. Kai tik jis viršija lėktuvo svorį, jis pakyla į viršų. Kai orlaivis juda horizontaliai pastoviu greičiu, visos jėgos yra subalansuotos, jų gaunama (bendra jėga) lygi nuliui.
Sparno forma parenkama taip, kad pasipriešinimas būtų kuo mažesnis, o pakėlimas - kuo aukštesnis. Kėlimą galima padidinti didinant važiavimo greitį ir sparno plotą. Kuo didesnis judėjimo greitis, tuo mažesnis gali būti sparno plotas ir atvirkščiai.
