Всъщност изглежда като чудо. Крилата машина с тегло десетки и дори стотици тона, преодолявайки гравитацията, лесно се издига и се издига в небето като птица. Каква е силата, която я държи във въздуха?
Инструкции
Етап 1
Малко история
През 1738 г. швейцарският учен Даниел Бернули разработва закон, кръстен на него. Според този закон, с увеличаване на дебита на течност или газ, статичното налягане в тях намалява и обратно, с намаляване на скоростта, се увеличава.
През 1904 г. руският учен Н. Е. Жуковски разработи теорема за силата на повдигане, действаща върху тяло в паралелен на равнина поток от газ или течност. Според тази теорема тяло (крило), разположено в движеща се течност или газообразна среда, е подложено на повдигаща сила, чиято стойност зависи от параметрите на средата и тялото. Основният резултат от работата на Жуковски беше формулата за коефициента на повдигане.
Стъпка 2
Повдигаща сила
Профилът на крилото на самолета е асиметричен, горната му част е по-изпъкнала от долната. Когато самолетът се движи, скоростта на въздушния поток, преминаващ от горната част на крилото, е по-висока от скоростта на потока, минаващ от дъното. В резултат на това (според теоремата на Бернули) налягането на въздуха под крилото на самолета става по-високо от налягането над крилото. Поради разликата в тези налягания възниква повдигаща сила (Y), изтласкваща крилото нагоре. Стойността му е:
Y = Cy * p * V² * S / 2, където:
- Cy - коефициент на повдигане;
- p е плътността на средата (въздух) в kg / m³;
- S - площ в м²;
- V е скоростта на потока в m / s.
Стъпка 3
Под въздействието на различни сили
Няколко сили действат върху самолет, движещ се във въздушното пространство:
- силата на тягата на двигателя (витло или джет), изтласкващ самолета напред;
- челно съпротивление, насочено назад;
- силата на гравитацията на Земята (теглото на самолета), насочена надолу;
- повдигнете бутане на самолета нагоре.
Стойността на повдигане и съпротивление зависи от формата на крилото, ъгъла на атака (ъгъла, под който потокът се среща с крилото) и плътността на въздушния поток. Последното от своя страна зависи от скоростта на самолета и от атмосферното въздушно налягане.
Стъпка 4
Тъй като самолетът се ускорява и скоростта му се увеличава, лифтът се увеличава. Щом надвиши теглото на самолета, той излита нагоре. Когато самолетът се движи хоризонтално с постоянна скорост, всички сили са балансирани, получената от тях (обща сила) е нула.
Формата на крилото е избрана така, че съпротивлението да е възможно най-ниско, а повдигането възможно най-високо. Повдигането може да се увеличи чрез увеличаване на скоростта на движение и площта на крилото. Колкото по-висока е скоростта на движение, толкова по-малка може да бъде площта на крилото и обратно.
