چرا پرندگان پرواز می کنند چرا هواپیما پرواز می کند چرا هواپیماها نمی توانند در گرمای شدید بلند شوند

اگر اغلب در خدماتی مانند این پرواز می کنید یا اغلب هواپیماها را تماشا می کنید ، احتمالاً از خود س questionsالاتی پرسیده اید که چرا هواپیما به این روش پرواز می کند و نه به گونه ای دیگر. منطق چیست؟ بیایید سعی کنیم آن را کشف کنیم.

چرا هواپیما نه در یک خط مستقیم ، بلکه در یک قوس پرواز می کند؟

اگر به مسیر پرواز روی صفحه نمایش در کابین یا خانه در رایانه نگاه کنید ، آن را مستقیم نمی بینید ، اما قوس دار است و به سمت نزدیکترین قطب (شمال در نیمکره شمالی ، جنوب در جنوب) خم می شود. در حقیقت ، هواپیما تقریباً در تمام طول مسیر سعی می کند در یک خط مستقیم پرواز کند (و هرچه طولانی تر باشد ، منصفانه تر است). فقط این است که نمایشگرها مسطح هستند و زمین گرد است و نمایش نقشه حجمی بر روی سطح مساوی نسبت آن را تغییر می دهد: هرچه به قطبها نزدیکتر باشیم ، "قوس" بیشتر خمیده می شود. بررسی این امر بسیار ساده است: یک کره زمین را بگیرید و یک رشته را بین دو شهر روی سطح آن بکشید. این کوتاهترین مسیر خواهد بود. اگر اکنون خط نخ را به کاغذ منتقل کنید ، یک قوس دریافت خواهید کرد.

یعنی هواپیما همیشه در یک خط مستقیم پرواز می کند؟

هواپیما نه به دلخواه ، بلکه در امتداد راههای هوایی پرواز می کند ، البته به گونه ای که فاصله را به حداقل برساند. مسیرها شامل بخشهایی بین نقاط کنترل هستند: هر دو چراغهای رادیویی و مختصات روی نقشه ، که به آنها پنج حرف اختصاص داده شده است ، اغلب به راحتی تلفظ می شوند و بنابراین به یاد ماندنی هستند ، می توانند به عنوان آنها استفاده شوند. بلکه باید آنها را حرف به حرف تلفظ کنید ، اما می بینید ، به خاطر سپردن ترکیب هایی مانند DOPIK یا OKUDI راحت تر از GRDFT و UOIUA است.

هنگام تعیین مسیر برای هر پرواز خاص ، پارامترهای مختلفی از جمله نوع خود هواپیما استفاده می شود. به عنوان مثال ، برای هواپیماهای دو موتوره (و آنها به طور فعال هواپیماهای سه و چهار موتوره را جایگزین می کنند) ، ETOPS (استانداردهای عملکرد عملیاتی دو موتوره با برد بلند) در حال اجرا است ، که برنامه ریزی مسیر را به گونه ای تنظیم می کند که هواپیماهایی که از اقیانوس ها ، بیابان ها یا قطب ها عبور می کنند ، در همان زمان در یک زمان پرواز مشخص به نزدیکترین فرودگاه که قادر به دریافت این نوع هواپیما است ، هستند. با تشکر از این ، در صورت خرابی یکی از موتورها ، می توان تضمین کرد که به محل کار می رسد فرود اضطراری... هواپیماها و خطوط هوایی مختلف دارای مجوز هستند زمان متفاوتپرواز ، می تواند 60 ، 120 و حتی 180 و در موارد نادر 240 (!) دقیقه باشد. در همین حال ، برنامه ریزی شده است تا ایرباس A350XWB را به مدت 350 دقیقه و بوئینگ-787 را برای 330 گواهی کنند. این امر هواپیماهای چهار موتوره را حتی در مسیرهایی مانند سیدنی-سانتیاگو (طولانی ترین مسیر تجاری خارج از کشور در جهان) از بین می برد.

هواپیماها چگونه در اطراف فرودگاه حرکت می کنند؟

اول ، همه چیز بستگی به کدام خط دارد این لحظهبرخاستن هواپیما در فرودگاه مبدا انجام می شود و سوار شدن در فرودگاه ورود. اگر چندین گزینه وجود دارد ، پس برای هر یک از آنها چندین طرح خروج و نزدیک شدن وجود دارد: اگر آن را با انگشتان خود توضیح دهید ، پس هریک از نقاط طرح باید توسط هواپیما در ارتفاع مشخص در یک محدوده مشخص (در داخل محدودیت ها) سرعت انتخاب خط بستگی به بار فعلی فرودگاه و همچنین اول از همه به باد دارد. واقعیت این است که هم در هنگام برخاستن و هم در هنگام فرود ، باد باید رو به بالا باشد (یا از پهلو بوزد ، اما همچنان از جلو): اگر باد از پشت می وزد ، پس سرعت هواپیما باید نسبت به زمین برای حفظ سرعت مورد نیاز نسبت به هوا - شاید طول نوار برای برخاستن یا ترمزگیری کافی نباشد. بنابراین ، بسته به جهت باد ، هواپیما در هنگام برخاستن و فرود در یک جهت یا جهت دیگر حرکت می کند و این نوار دارای دو دوره بلند شدن و فرود است که در صورت گرد شدن به دهها درجه ، برای تعیین نوار استفاده می شود. به به عنوان مثال ، اگر دوره در یک جهت 90 باشد ، در جهت دیگر 270 باشد و خط "09/27" نامیده شود. اگر ، مانند اغلب موارد در فرودگاه های بزرگ، دو نوار موازی وجود دارد ، آنها به عنوان چپ و راست تعیین شده اند. به عنوان مثال ، در شرمتیوو به ترتیب 07L / 25R و 07R / 25L ، و در پولکووو - 10L / 28R و 10R / 28L.

در برخی از فرودگاه ها ، خطوط فقط در یک جهت کار می کنند - به عنوان مثال ، در سوچی کوه هایی در یک طرف وجود دارد ، بنابراین می توانید فقط به سمت دریا بلند شوید و فقط از سمت دریا فرود بیایید: در هر جهت باد ، ضربه از پشت یا حین بلند شدن ، یا فرود آمدن ، بنابراین خلبانان تضمین کمی شدید خواهند داشت.

روش های پرواز در منطقه فرودگاه محدودیت های متعددی را در نظر می گیرد - به عنوان مثال ، ممنوعیت حضور هواپیما مستقیماً در شهرها یا مناطق ویژه: این موارد می توانند هم اشیاء امن و هم موارد معمول باشند. روستاهای کلبه ایروبولیوکا ، ساکنان آن واقعاً سر و صدای بالای سر خود را دوست ندارند.

چرا هواپیما از یک طرف سریعتر پرواز می کند؟

این یک سوال از دسته "holivar" است - شاید نسخه های بیشتر فقط در اطراف پازل شکسته شده و هواپیما روی کمربند متحرک ایستاده است - "بلند می شود یا بلند نمی شود." در حقیقت ، هواپیما سریعتر از شرق به سمت شرق پرواز می کند و اگر در 13 ساعت از مسکو به لس آنجلس برسید ، می توانید در 12 ساعت برگردید.

یعنی پرواز از غرب به شرق سریعتر از شرق به غرب است.

اومانیست تصور می کند که زمین در حال چرخش است و وقتی به یکی از طرفین پرواز می کنید ، نقطه مقصد نزدیک می شود ، زیرا این سیاره زمان دارد که زیر شما بچرخد.

اگر چنین توضیحی را شنیدید ، فوراً یک کتاب جغرافیایی برای کلاس ششم به فرد بدهید ، در آنجا به او توضیح می دهند که اولاً ، زمین از غرب به شرق می چرخد ​​(یعنی ، طبق این نظریه ، همه چیز باید برعکس باشد) در اطراف) ، و دوم ، جو با زمین می چرخد. در غیر این صورت ، می توان به هوا رفت بالون هوای گرمو در محل آویزان شده و منتظر لنگ تا جایی که باید فرود بیایید باشید: سفر رایگان!

تکنسین در تلاش است تا این پدیده را با نیروی کوریولیس توضیح دهد ، که در سطح مرجع غیر اینرسی "سطح زمین" روی صفحه عمل می کند: هنگام حرکت در یک جهت ، وزن آن بیشتر می شود ، و در جهت دیگر ، بر این اساس ، کمتر تنها مشکل این است که تفاوت وزن هواپیما که توسط نیروی کوریولیس ایجاد شده است حتی در مقایسه با جرم بار قابل حمل بسیار ناچیز است. اما این نیمی از مشکل است: از چه زمانی جرم بر سرعت تأثیر می گذارد؟ شما می توانید 100 کیلومتر در ساعت با ماشین و یک یا پنج نفر رانندگی کنید. تنها تفاوت در مصرف سوخت خواهد بود.

دلیل واقعی اینکه هواپیما سریعتر از شرق به سمت شرق پرواز می کند این است که بادها در ارتفاع چند کیلومتری اغلب از غرب به شرق می وزد و به این ترتیب باد در یک جهت عادلانه به نظر می رسد و سرعت را افزایش می دهد. نسبت به زمین ، و در دیگری - نزدیک ، کند می شود. چرا بادها اینگونه می وزد - برای مثال از کوریولیس بپرسید. به هر حال ، مطالعه جریانهای جت در ارتفاع بالا (این بادهای قویبه شکل جریانات نسبتاً باریک هوا در مناطق خاصی از جو) به شما امکان می دهد مسیرها را به گونه ای تعیین کنید که پس از "جریان" ، سرعت را به حداکثر برسانید و در مصرف سوخت صرفه جویی کنید.

سرعت (V) حرکت هواپیماها ثابت نیست - یکی در حال افزایش است و دیگری در پرواز.

  1. برخاستن از لحظه حرکت کشتی در امتداد نوار شروع می شود. دستگاه شتاب می گیرد ، سرعت مورد نیاز برای جدا شدن از بوم را افزایش می دهد و تنها در آن صورت ، به دلیل افزایش نیروی بلند کردن ، اوج می گیرد. V مورد نیاز برای جداسازی در کتابچه راهنمای هر مدل و در دستورالعمل های کلی مشخص شده است. موتورها در حال حاضر با ظرفیت کامل کار می کنند و بار زیادی را به دستگاه وارد می کنند ، به همین دلیل این فرآیند یکی از سخت ترین و خطرناک ترین ها محسوب می شود.
  2. به منظور قفل شدن در فضا و اشغال سطح پرواز اختصاص یافته ، لازم است به سرعت متفاوتی دست پیدا کنید. پرواز در سطح افقی تنها در صورتی امکان پذیر است که هواپیما جاذبه زمین را جبران کند.

نشانگر سرعت پرواز هواپیما در هوا و ماندن در آنجا زمان مشخص، نام بردن دشوار است. آنها به ویژگی های یک ماشین خاص و محیط بستگی دارند. یک V کوچک تک موتوره منطقا کمتر از یک کشتی مسافربری غول پیکر خواهد بود - هرچه کشتی بزرگتر باشد ، سریعتر باید حرکت کند.

اگر برای چگالی هوا 1.2 کیلوگرم بر متر مکعب باشد ، برای یک بوئینگ 747-300 این مقدار حدود 250 کیلومتر در ساعت است. Cessna 172 دارای حدود 100 عدد است. Yak -40 با سرعت 180 کیلومتر در ساعت از پیست خارج می شود ، Tu154M با 210. برای Il 96 ، میانگین به 250 و برای ایرباس A380 - 268 می رسد.

از شرایط مستقل از مدل دستگاه ، هنگام تعیین تعداد ، آنها بر اساس:

  • جهت و قدرت باد - باد مقابل با فشار دادن بینی به بالا کمک می کند
  • وجود بارش و رطوبت هوا - می تواند شتاب را پیچیده یا کمک کند
  • عامل انسانی - پس از ارزیابی همه پارامترها ، تصمیم توسط خلبان گرفته می شود

سرعت معمولی برای رده ، در مشخصات فنی ah به عنوان "cruising" تعیین شده است - این 80 of از حداکثر قابلیت های خودرو است

سرعت در سطح خود نیز به طور مستقیم به مدل کشتی بستگی دارد. در مشخصات فنی ، به عنوان "کروز" تعیین شده است - این 80 of از حداکثر قابلیت های دستگاه است. اولین مسافر "ایلیا مورومتس" تنها 105 کیلومتر در ساعت شتاب گرفت. در حال حاضر این تعداد به طور متوسط ​​7 برابر بیشتر است.

اگر با ایرباس A220 پرواز می کنید ، نشانگر 870 کیلومتر در ساعت است. A310 معمولاً با سرعت 860 کیلومتر در ساعت ، A320 - 840 ، A330 - 871 ، A340-500 - 881 ، A350 - 903 و غول A380 - 900 حرکت می کند. Boeings تقریباً یکسان است. هواپیمای بوئینگ 717 با سرعت 810 کیلومتر در ساعت حرکت می کند. جرم 737 - در 817-852 ، بسته به نسل ، مسافت طولانی 747 - 950 ، 757 - با سرعت 850 کیلومتر در ساعت ، اولین اقیانوس اطلس 767 - 851 ، سه گانه هفت - 905 ، و مسافر جت 787 - 902. طبق گفته شایعات ، این شرکت در حال توسعه یک بوش برای حمل و نقل هوایی عمران، که افراد را از نقطه ای به نقطه دیگر با V = 5000 تحویل می دهد. اما تا کنون ، سریعترین ها در جهان منحصراً نظامی هستند:

  • هواپیمای مافوق صوت آمریکایی F-4 Phantom II ، اگرچه جای خود را به نمونه های مدرن تر داد ، اما همچنان با شاخص 2370 کیلومتر در ساعت در ردیف ده قرار دارد
  • جنگنده تک موتوره Convair F-106 Delta Dart با سرعت 2450 کیلومتر در ساعت
  • رزمی MiG -31 - 2993
  • آزمایشی E-152 ، که طراحی آن پایه و اساس MiG-25-3030 را تشکیل داد
  • نمونه اولیه XB -70 Valkyrie - 3،308
  • تحقیق Bell X -2 Starbuster - 3 370
  • MiG-25 قادر است به 3492 برسد ، اما غیرممکن است که در این علامت متوقف شود و به موتور آسیب نرساند.
  • SR -71 Blackbird - 3540
  • رهبر جهان با موشک X-15-7،274

شاید ، و کشتی های مدنیروزی بتواند به این شاخص ها دست یابد. اما قطعاً در آینده ای نه ، در حالی که عامل اصلی این مسئله ایمنی مسافران است.

4 قسمت از هواپیمای مسافربری که عملکرد پرواز به آن بستگی دارد

خودروهای پرنده در طراحی های بسیار پیچیده با خودروهای معمولی متفاوت هستند و هر چیز کوچکی را در اختیار شما قرار می دهند. و علاوه بر جزئیات آشکار ، قسمتهای دیگر نیز بر امکانات و ویژگیهای حرکت تأثیر می گذارد - در کل ، 4 قسمت اصلی مونتاژ شد.

1. بال. اگر در صورت خرابی موتور ، می توانید در قسمت دوم به نزدیکترین فرودگاه پرواز کنید ، و در صورت خرابی یکباره دو ، می توانید با تجربه خلبان فرود بیایید ، نمی توانید از نقطه عزیمت دور شوید. بدون بال اگر وجود نداشته باشد ، هیچ نیروی بالابری لازم وجود نخواهد داشت. تصادفی نیست که آنها از بال در مفرد صحبت می کنند. برخلاف تصور عموم ، هواپیما دارای یک هواپیما است. این مفهوم نشان می دهد که کل هواپیما در هر دو جهت از هم جدا شده است.

از آنجا که این قسمت اصلی مسئول ماندن در هوا است ، توجه زیادی به طراحی آن می شود. فرم بر اساس محاسبات دقیق ، تأیید و آزمایش شده است. علاوه بر این ، بال قادر است بارهای زیادی را تحمل کند تا چیز اصلی - ایمنی مردم را به خطر نیاندازد.

2. فلپ و تخته. مقدار زیادبا گذشت زمان ، بال هواپیما شکل ساده ای دارد ، اما سطوح اضافی در هنگام برخاستن و فرود روی آن ظاهر می شود. فلپ ها و تخته ها به منظور افزایش مساحت و مقابله با نیروهای وارد بر دستگاه هنگام بارهای شدید در ابتدا و انتهای مسیر در دسترس هستند. هنگام فرود ، آنها آستر را کم می کنند ، اجازه نمی دهند خیلی سریع سقوط کند و در بالا آمدن به ماندن در هوا کمک می کند.

3. اسپویلر. آنها در لحظاتی که نیاز به کاهش PS است در قسمت بالایی بال ظاهر می شوند. آنها نقش نوعی ترمز را بازی می کنند. این و جزئیات پاراگراف قبلی مکانیزه است که خلبانان به صورت دستی عمل می کنند.

4. موتور. پروانه دارها ماشین را به عقب می کشند و جت ها آن را "به جلو" فشار می دهند.

حتی در ابتدای قرن گذشته ، تعداد کمی به ایده ایجاد حمل و نقل هوایی اعتقاد داشتند ، امروزه هواپیماها کسی را شگفت زده نمی کنند. اگرچه فقط تعداد کمی از مردم اصول حرکت خود را - طراحی وسایل نقلیه - درک می کنند ، اما فیزیک پروازها بسیار پیچیده به نظر می رسد و باعث ایجاد توهمات زیادی می شود. اما یک مسافر معمولی نیازی به دانستن این موضوع ندارد. نکته اصلی این است که به یاد داشته باشید که قابلیت های هر مدل از آسترها محاسبه می شود و فقط در موارد نادر می توان سرنوشت ایکاروس را تکرار کرد.

ارتفاع پرواز یکی از مهمترین پارامترهای هوانوردی است. سرعت و مصرف سوخت بستگی به آن دارد. گاهی اوقات ایمنی پرواز نیز به انتخاب ارتفاع بستگی دارد. به عنوان مثال ، خلبانان مجبور به تغییر ارتفاع می شوند ، زیرا شرایط آب و هوایی به طور ناگهانی تغییر می کند ، به دلیل مه غلیظ ، پوشش متراکم ابر ، جلوی طوفان شدید رعد و برق یا منطقه آشفته.

ارتفاع پرواز چقدر باید باشد

برخلاف سرعت هواپیما (هرچه سریعتر بهتر) ، ارتفاع پرواز باید مطلوب باشد. علاوه بر این ، هر نوع هواپیما مخصوص خود را دارد. هیچکس به ذهن خطور نمی کند که ارتفاعاتی را که برای مثال هواپیماهای رزمی ورزشی ، مسافری یا چند منظوره در آن پرواز می کنند مقایسه کند. و با این وجود در اینجا نیز دارندگان رکورد وجود دارند.


اولین رکورد ارتفاع پرواز برابر با ... سه متر بود. در این ارتفاع بود که هواپیمای رایت فلایر برادران ویلبر و اورویل رایت اولین بار در 17 دسامبر 1903 پرواز کرد. 74 سال بعد ، در 31 اوت 1977 ، الکساندر فدوتوف ، خلبان آزمایشی اتحاد جماهیر شوروی ، رکورد ارتفاع 37650 متری جهان را بر روی جنگنده MiG-25 ثبت کرد. تا کنون ، این حداکثر ارتفاع پرواز جنگنده است.

هواپیماهای مسافربری در چه ارتفاعی پرواز می کنند؟

هواپیماهای مدنی به درستی بزرگترین گروه هوانوردی مدرن هستند. تا سال 2015 ، 21.6 هزار هواپیمای چند صندلی در جهان وجود داشت که از این تعداد یک سوم - 7.4 هزار نفر - هواپیماهای مسافربری عریض هستند.

هنگام تعیین ارتفاع مطلوب پرواز (سطح) ، کنترل کننده یا فرمانده خدمه با موارد زیر هدایت می شوند. همانطور که می دانید ، هر چه ارتفاع بیشتر باشد ، هوا بیشتر تخلیه می شود و پرواز برای هواپیما راحت تر است - بنابراین صعود به آنجا منطقی به نظر می رسد. با این حال ، بال های هواپیما نیاز به پشتیبانی دارند ، و در نهایت ارتفاع بالا(به عنوان مثال ، در استراتوسفر) به وضوح کافی نیست ، و ماشین شروع به "سقوط" می کند و موتورها خاموش می شوند.


نتیجه گیری به خودی خود نشان می دهد: فرمانده (و امروزه رایانه شخصی) "میانگین طلایی" را انتخاب می کند - نسبت ایده آل نیروی اصطکاک و نیروی بالابر. در نتیجه ، هر نوع خطوط مسافری(با در نظر گرفتن شرایط آب و هوا ، مشخصات فنی ، مدت زمان و جهت پرواز) ارتفاع مطلوب آن.

چرا هواپیماها در ارتفاع 10 هزار متری پرواز می کنند؟

به طور کلی ، ارتفاع پرواز هواپیماهای غیرنظامی هنگام پرواز به غرب از 10 تا 12 هزار متر و از شرق از 9 تا 11 هزار متر متغیر است. 12 هزار متر حداکثر ارتفاع برای هواپیماهای مسافربری است که در بالای آن موتورها از کمبود اکسیژن شروع به "خفه شدن" می کنند. به همین دلیل ، ارتفاع 10000 متر مطلوب ترین در نظر گرفته می شود.


جنگنده ها در چه ارتفاعی پرواز می کنند

معیارهای ارتفاع جنگنده ها تا حدودی متفاوت است ، که با هدف آنها توضیح داده می شود: بسته به وظیفه مورد نظر ، عملیات جنگی باید در ارتفاعات مختلف انجام شود. تجهیزات فنی جنگنده های مدرن به آنها امکان می دهد در محدوده چند ده متر تا دهها کیلومتر فعالیت کنند.

با این حال ، ارتفاع زیاد جنگنده ها اکنون "مد نیست". و توضیحی در این مورد وجود دارد. سامانه های پدافند هوایی مدرن و موشک های جنگنده هوا به هوا قادر به نابودی اهداف در هر ارتفاعی هستند. بنابراین ، مشکل اصلی یک جنگنده این است که دشمن را زودتر شناسایی و نابود کند ، و خود او نیز مورد توجه قرار نگیرد. ارتفاع مطلوب پرواز جنگنده نسل 5 (سقف سرویس) 20000 متر است.

V جهان مدرنبسیاری از مردم به علم و فناوری علاقه دارند و حداقل در آن تلاش می کنند طرح کلیدرک کنید که چیزهایی که آنها را احاطه کرده است چگونه کار می کنند. با تشکر از این تلاش برای روشنگری ، ادبیات علمی و آموزشی و سایت هایی مانند Giktimes وجود دارد. و از آنجایی که برای بسیاری از مردم خواندن و درک مجموعه فرمول ها دشوار است ، نظریه های ارائه شده در چنین نسخه هایی ناگزیر از ساده سازی قابل ملاحظه ای در تلاش برای انتقال "ماهیت" ایده به خواننده با کمک یک روش ساده و قابل فهم برخوردارند. توضیحاتی که به راحتی قابل درک و به خاطر سپردن است. متأسفانه برخی از این "توضیحات ساده" هستند اساساً اشتباه است، اما در عین حال آنها آنقدر "آشکار" به نظر می رسند که بدون اینکه مورد تردیدهای خاصی قرار بگیرند ، شروع به پرسه زنی از یک نشریه به نشریه دیگر می کنند و غالباً علیرغم اشتباه بودن آنها به نقطه نظر غالب تبدیل می شوند.

به عنوان یک مثال ، سعی کنید به یک سوال ساده پاسخ دهید: "بالابر در بال هواپیما از کجا می آید؟"

اگر توضیح شما شامل "طول های مختلف سطوح بالایی و پایینی بال" ، "میزان جریان هوای متفاوت در لبه بالایی و پایینی بال" و "قانون برنولی" است ، باید به شما اطلاع دهم که به احتمال زیاد شما بیشترین قربانی افسانه ای رایج که گاهی حتی در برنامه درسی آموزش داده می شود.

بیایید ابتدا یادآوری کنیم که در مورد چه چیزی صحبت می کنیم

توضیح افسانه ای برای بال بال به شرح زیر است:

  1. بال دارای مشخصات نامتقارن در پایین و بالا است
  2. جریان مداوم هوا توسط بال به دو قسمت تقسیم می شود که یکی از آنها از بال و دیگری از زیر آن عبور می کند
  3. ما جریان آرام را در نظر می گیریم ، که در آن جریان هوا به خوبی در برابر سطح بال قرار می گیرد
  4. از آنجا که پروفیل نامتقارن است ، برای همگرایی مجدد در پشت بال در یک نقطه ، جریان "بالایی" باید مسافت بیشتری را نسبت به "پایین" طی کند ، بنابراین هوای بالای بال باید با سرعتی بیشتر از در زیر آن
  5. طبق قانون برنولی ، فشار استاتیک در جریان با افزایش سرعت جریان کاهش می یابد ، بنابراین ، در جریان بالای بال ، فشار استاتیک کمتر خواهد بود
  6. تفاوت فشار در جریان زیر بال و بالای آن بالابر است
و برای نشان دادن این ایده ، یک ورق ساده ، انعطاف پذیر و سبک کافی است. یک ورق بردارید ، آن را به دهان خود بیاورید و روی آن بکشید تا مدلی ایجاد شود که در آن جریان هوا در بالای ورق کاغذ سریعتر از زیر آن حرکت می کند. و وویلا - از اولین یا دومین تلاش ، ورق کاغذ ، با بی توجهی به گرانش ، در واقع تحت تأثیر نیروی بالابرنده به سمت بالا افزایش می یابد. قضیه ثابت شده است!

... یا هنوز نه؟ ..

داستانی وجود دارد (من واقعاً نمی دانم چقدر صحت دارد) که یکی از اولین افرادی که چنین نظریه ای را پیشنهاد کرد ، خود آلبرت اینشتین نبود. طبق این داستان ، در سال 1916 ، وی مقاله ای مربوطه نوشت و بر اساس آن ، نسخه خود را از "بال ایده آل" پیشنهاد کرد ، که به نظر وی ، تفاوت سرعت بالا و پایین بال و در مشخصات را به حداکثر رساند. چیزی شبیه به این بود:

یک مدل بال کامل با این مشخصات در تونل باد دمیده شد ، اما افسوس - کیفیت آیرودینامیکی آن بسیار ضعیف بود. در مقابل ، متناقض است! - از بسیاری از بالها با کاملا متقارنمشخصات ، که در آن مسیر هوایی بالا و پایین بال باید اساساً یکسان باشد. استدلال انیشتین به وضوح اشکالی داشت. و شاید بارزترین جلوه این نادرستی این بود که برخی از خلبانان ، به عنوان یک حرکت بدلکاری ، شروع به پرواز برعکس هواپیماهای خود کردند. اولین هواپیماهایی که سعی کردند در پرواز بپیچند مشکل سوخت و روغن داشتند که در جایی که نیاز بود جریان پیدا نکردند و در جایی که نیاز نبود بیرون رفتند ، اما پس از دهه 30 قرن گذشته ، سیستم های سوخت و روغن قادر به پرواز طولانی مدت در حالت معکوس ، برای نمایشگاه های هوایی به یک امر معمول تبدیل شده است. به عنوان مثال ، در سال 1933 ، یک آمریکایی از سان دیگو وارونه به لس آنجلس پرواز کرد. به طرز جادویی ، بال معکوس همچنان باعث بالا رفتن می شود.

به این تصویر نگاهی بیندازید - هواپیمایی شبیه به هواپیمایی که رکورد پرواز وارونه بر روی آن ثبت شده است را نشان می دهد. به پروفایل بال معمولی (ایرفویل بوئینگ-106B) توجه کنید ، که طبق استدلال فوق ، باید بالایی از پایین به بالا ایجاد کند.

بنابراین مدل آسانسور بال ما دارای برخی مشکلات است که می توان آنها را در دو مشاهده ساده خلاصه کرد:

  1. بلند شدن بال به جهت آن نسبت به جریان هوای ورودی بستگی دارد - زاویه حمله
  2. پروفیل های متقارن (شامل یک ورق تخته سه لا معمولی) نیز باعث ایجاد آسانسور می شود.
دلیل خطا چیست؟ به نظر می رسد که در استدلال ارائه شده در ابتدای مقاله ، نقطه 4 کاملاً نادرست است (و به طور کلی ، به سادگی از سقف گرفته شده است). تجسم جریان هوا در اطراف بال در یک تونل باد نشان می دهد که جلوی جریان ، که توسط بال به دو قسمت تقسیم شده است ، به هیچ عنوان پشت لبه بال عقب بسته نمی شود.

به بیان ساده ، هوا "نمی داند" که باید با سرعت خاصی در اطراف بال حرکت کند تا شرایطی را که برای ما بدیهی است برآورده کند. و اگرچه سرعت جریان بالای بال در واقع بیشتر از زیر آن است ، اما اینطور نیست علتتشکیل نیروی بالابر a نتیجهاین واقعیت است که یک منطقه کاهش فشار بالای بال و یک منطقه افزایش فشار در زیر بال وجود دارد. با رسیدن از ناحیه فشار معمولی به ناحیه نادر ، هوا با اختلاف فشار تسریع می شود و با افزایش فشار وارد منطقه می شود - سرعت آن کاهش می یابد. یک نمونه مهم مهم از چنین رفتار "غیر برنولی" به وضوح توسط صفحه نمایش نشان داده می شود: هنگامی که بال به زمین نزدیک می شود ، بلند شدن آن افزایش می یابد (منطقه افزایش فشار توسط زمین فشرده می شود) ، در حالی که در چارچوب رفتار برنول استدلال ، بال جفت شده با زمین چیزی شبیه یک تونل باریک ایجاد می کند که در چارچوب استدلال ساده لوحانه ، باید هوا را تسریع کند و در نتیجه بال را به زمین بکشاند ، درست همانطور که در استدلال انجام می شود ، از نظر معنی ، در مورد "جاذبه متقابل بخارپزها که در دوره های موازی گذر می کنند." علاوه بر این ، در مورد صفحه نمایش صفحه نمایش ، وضعیت از بسیاری جهات بدتر است ، زیرا یکی از "دیوارهای" این تونل با سرعت زیادی به سمت بال حرکت می کند ، در نتیجه هوا را "تسریع" می کند و به کاهش بیشتر کمک می کند. در آسانسور با این حال ، تمرین واقعی "اثر صفحه" گرایش مخالف را نشان می دهد ، که به وضوح خطر منطق استدلال در مورد بلند شدن را نشان می دهد ، که بر اساس تلاش های ساده لوحانه برای حدس زدن میدان سرعت جریان هوا در اطراف بال ساخته شده است.

به طرز عجیبی ، نظریه نادرست دیگری در مورد نیروی بالابری ، که در قرن نوزدهم رد شد ، توضیح بسیار نزدیک تری به حقیقت می دهد. سر اسحاق نیوتن پیشنهاد کرد که با فرض اینکه جریان هوای ورودی متشکل از ذرات ریزی است که به جسم برخورد کرده و از آن خارج می شود ، می توان تعامل یک جسم را با جریان هوای ورودی شبیه سازی کرد. هنگامی که جسم نسبت به جریان تصادفی متمایل است ، ذرات عمدتاً توسط جسم به سمت پایین منعکس می شوند و به موجب قانون حفظ حرکت ، به ازای هر انحراف رو به پایین ذره ای از جریان ، جسم به سمت بالا دریافت می کند. تکانه. یک بال ایده آل در چنین مدلی یک بادبادک مسطح است که به سمت جریان ورودی متمایل است:

بالابر در این مدل به دلیل این واقعیت است که بال بخشی از جریان هوا را به سمت پایین هدایت می کند ، این تغییر جهت مستلزم اعمال نیروی خاصی به جریان هوا است و بالابر نیروی متقابل مربوطه از طرف جریان هوا به بال. و اگرچه مدل اصلی "شوک" ، به طور کلی ، نادرست است ، در چنین فرمول بندی کلی این توضیحات واقعا درست است... هر بال به دلیل این واقعیت که بخشی از جریان هوای ورودی را به سمت پایین منحرف می کند کار می کند و این امر به ویژه توضیح می دهد که چرا بال بال با چگالی جریان هوا و مربع سرعت آن متناسب است. این اولین تقریبی را برای پاسخ صحیح به ما می دهد: بال باعث ایجاد بالابر می شود زیرا خطوط جریان هوا پس از عبور از بال به طور متوسط ​​به سمت پایین هدایت می شوند. و هرچه جریان را به سمت پایین منحرف کنیم (برای مثال ، با افزایش زاویه حمله) ، نیروی بالابری بیشتر است.

کمی نتیجه غیر منتظره است ، اینطور نیست؟ با این حال ، او هنوز ما را به درک آن نزدیک نمی کند چراهوا پس از عبور از بال به سمت پایین حرکت می کند. این که مدل شوک نیوتنی نادرست است ، با آزمایش هایی نشان داده شده است که مقاومت واقعی جریان کمتر از مدل پیش بینی شده توسط نیوتنی است و بالابر تولید شده بیشتر است. دلیل این مغایرت ها این است که در مدل نیوتن ، ذرات هوا به هیچ وجه با یکدیگر تعامل ندارند ، در حالی که خطوط جریان واقعی نمی توانند یکدیگر را قطع کنند ، همانطور که در شکل بالا نشان داده شده است. "ذرات هوا" معمولی که "در زیر بال به سمت پایین" تکان می خورند ، با دیگران برخورد می کنند و حتی قبل از برخورد با آن ، آنها را از بال دور می کنند و ذرات جریان هوا بالای بال "ذرات هوای واقع شده را" بیرون می رانند ". در زیر ، به فضای خالی باقی مانده در پشت بال:

به عبارت دیگر ، برهم کنش جریانهای "برگشتی" و "رو به جلو" یک ناحیه تحت فشار بالا (قرمز) در زیر بال ایجاد می کند و "سایه" که توسط بال در جریان سوراخ شده است یک منطقه فشار کم (آبی) ایجاد می کند. ناحیه اول حتی قبل از اینکه این جریان به سطح آن برخورد کند جریان زیر بال را به سمت پایین منحرف می کند و دومی باعث می شود که جریان بالای بال به سمت پایین خم شود ، اگرچه به بال اصلاً برخورد نکرده است. فشار تجمعی این مناطق در امتداد خط بال ، در واقع ، بالابر را تشکیل می دهد. در عین حال ، یک نکته جالب این است که منطقه فشار بالا در جلو در مورد بال مناسب طراحی شده ، سطح آن را فقط در امتداد ناحیه کوچکی در لبه جلویی بال قرار می دهد ، در حالی که منطقه فشار بالا زیر بال و منطقه فشار پایین بالای آن تا حد زیادی بال را لمس می کند مساحت بزرگ... در نتیجه ، بال بال تولید شده توسط دو ناحیه در اطراف سطح بالایی و پایینی بال می تواند بسیار بیشتر از نیروی کشش هوا باشد که توسط ناحیه فشار قوی در مقابل لبه بالایی بال ایجاد می شود.

از آنجا که وجود مناطق با فشارهای مختلف خطوط جریان هوا را خم می کند ، اغلب مناسب است که این مناطق را دقیقاً با این خم تعریف کنیم. به عنوان مثال ، اگر خطوط جریان بالای بال "خم شوند" ، در این قسمت یک گرادیان فشار از بالا به پایین وجود دارد. و اگر در فاصله ای به اندازه کافی بالای بال ، فشار اتمسفر است ، پس از نزدیک شدن به بال از بالا به پایین ، فشار باید کاهش یابد و مستقیماً بالای بال زیر اتمسفر خواهد بود. با درنظر گرفتن "انحنای رو به پایین" مشابه ، اما در حال حاضر در زیر بال ، متوجه می شویم که اگر از نقطه ای به اندازه کافی پایین در زیر بال شروع کنیم ، پس از نزدیک شدن به بال از پایین به بالا ، به منطقه ای تحت فشار می رسیم که بالاتر از اتمسفر به طور مشابه ، "عقب راندن" خطوط لوله در مقابل لبه جلویی بال مطابقت دارد با وجود یک منطقه افزایش فشار در مقابل این لبه. در چارچوب این منطق ، می توان گفت که بال با خم شدن خطوط هوا در اطراف بال باعث ایجاد بالابرنده می شود... از آنجا که به نظر می رسد خطوط جریان هوا به سطح بال (اثر کوآندا) و به یکدیگر متصل می شوند و مشخصات بال را تغییر می دهند ، ما هوا را مجبور می کنیم در امتداد یک مسیر منحنی در اطراف آن حرکت کند و بنابراین گرادیان فشار مورد نیاز ما را تشکیل می دهد. به عنوان مثال ، برای اطمینان از پرواز وارونه ، کافی است زاویه حمله مورد نظر را با هدایت بینی هواپیما از زمین ایجاد کنید:

باز هم کمی غیرمنتظره ، درست است؟ با این وجود ، این توضیحات به حقیقت نزدیکتر از نسخه اصلی است "هوا در حال افزایش بر بال است ، زیرا باید مسافت بیشتری را از بال در زیر آن طی کند". علاوه بر این ، از نظر وی ، درک پدیده ای به نام "توقف" یا "توقف هواپیما" آسان ترین است. در حالت عادی ، با افزایش زاویه حمله بال ، در نتیجه انحنای جریان هوا و بر این اساس ، بالابر را افزایش می دهیم. قیمت این افزایش کشش است زیرا منطقه فشار کم به تدریج از بال بال به کمی خارج از بال تبدیل می شود و بنابراین سرعت هواپیما را کاهش می دهد. با این حال ، پس از یک محدودیت مشخص ، وضعیت ناگهان به شدت تغییر می کند. خط آبی روی نمودار ضریب بالابر است ، خط قرمز ضریب درگ است ، محور افقی مربوط به زاویه حمله است.

واقعیت این است که "چسبندگی" جریان به سطح ساده ، محدود است و اگر سعی کنیم جریان هوا را بیش از حد خم کنیم ، شروع به "جدا شدن" از سطح بال می کند. ناحیه کم فشار که در پشت بال ایجاد می شود شروع به "مکیدن" نه جریان هوا از لبه بالایی بال می کند ، بلکه هوا از ناحیه ای که در پشت بال باقی مانده است ، و بلند شدن توسط قسمت بالایی بال ایجاد می شود. به طور کامل یا جزئی (بسته به محل بالا آمدن) از بین می رود و کشش افزایش می یابد.

برای هواپیماهای معمولی ، یک غرفه یک وضعیت بسیار ناخوشایند است. بلند شدن بال با کاهش سرعت هواپیما یا کاهش تراکم هوا کاهش می یابد و علاوه بر این ، چرخاندن هواپیما به بالابر بیشتری نیاز دارد تا پرواز ساده. در پرواز عادی ، همه این عوامل با انتخاب زاویه حمله جبران می شود. هرچه پرواز هواپیما کندتر باشد ، هوا کمتر متراکم می شود (هواپیما از آن بالا رفت ارتفاع زیادیا در هوای گرم بنشینید) و هرچه پیچ تندتر باشد ، بیشتر باید آن گوشه را بسازید. و اگر خلبان ناخواسته از خط خاصی عبور کند ، نیروی بالابر در برابر "سقف" قرار می گیرد و برای نگه داشتن هواپیما در هوا ناکافی می شود. اضافه کردن مشکلات و افزایش مقاومت هوا ، که منجر به از دست دادن سرعت و کاهش بیشتر در بلند شدن می شود. در نتیجه ، هواپیما شروع به سقوط می کند - "واژگون شدن". در طول راه ، مشکلات کنترل ممکن است به دلیل این واقعیت باشد که بالابر مجدداً روی بال توزیع می شود و شروع به تلاش برای "چرخاندن" هواپیما می کند یا سطوح کنترل خود را در ناحیه جریان متوقف می بینند و تولید کافی را متوقف می کنند. نیروی کنترل و در یک چرخش تندبه عنوان مثال ، جریان می تواند فقط از یک بال مختل شود ، در نتیجه هواپیما نه تنها شروع به از دست دادن ارتفاع می کند ، بلکه می چرخد ​​- به دنباله می رود. ترکیب این عوامل همچنان یکی از علل شایع سقوط هواپیما است. از سوی دیگر ، برخی از هواپیماهای رزمی مدرن به گونه ای طراحی شده اند که قابلیت کنترل را در چنین حالتهای فوق بحرانی حفظ کنند. این به چنین جنگنده هایی اجازه می دهد که در صورت لزوم در هوا به شدت ترمز کنند. گاهی اوقات از آن برای ترمز در پرواز مستقیم استفاده می شود ، اما بیشتر اوقات در نوبت ها تقاضا می شود ، زیرا هرچه سرعت کمتر باشد ، شعاع چرخش هواپیما کوچکتر و همه چیز دیگر برابر است. و بله ، شما حدس زده اید - این همان "فوق العاده مانورپذیری" است که متخصصانی که آیرودینامیک جنگنده های داخلی نسل 4 و 5 را طراحی کرده اند به طور شایسته ای به آن افتخار می کنند.

با این حال ، ما هنوز به س mainال اصلی پاسخ نداده ایم: در واقع ، مناطق فشار بالا و پایین در اطراف بال در جریان هوای ورودی کجا ظاهر می شوند؟ به هر حال ، هر دو پدیده ("چسبندگی جریان به بال" و "بالای بال هوا سریعتر حرکت می کند") ، که می تواند پرواز را توضیح دهد ، نتیجهتوزیع خاصی از فشار در اطراف بال ، و نه علت آن. اما چرا دقیقاً چنین تصویری از فشارها شکل می گیرد و نه عکس دیگری؟

متأسفانه ، پاسخ به این س alreadyال به ناچار مستلزم مشارکت ریاضیات است. بیایید تصور کنیم که بال ما بی نهایت بلند و در تمام طول یکسان است ، به طوری که حرکت هوا در اطراف آن را می توان در یک بخش دو بعدی مدل کرد. و بیایید برای شروع فرض کنیم که بال ما ... یک استوانه بی نهایت بلند در جریان یک سیال ایده آل است. به دلیل نامحدود بودن استوانه ، چنین مشکلی را می توان با در نظر گرفتن جریان سیال ایده آل در اطراف یک دایره در یک صفحه کاهش داد. برای چنین مورد پیش پا افتاده و ایده آل ، یک راه حل تحلیلی دقیق وجود دارد که پیش بینی می کند وقتی سیلندر ثابت است ، اثر کل سیال بر سیلندر صفر خواهد بود.

اکنون بیایید به برخی از تغییرات هوشمندانه از سطح به خود نگاه کنیم که ریاضیدانان آن را نگاشت منطقی می نامند. به نظر می رسد که شما می توانید یک تغییر شکل را انتخاب کنید که از یک سو معادلات حرکت سیال را حفظ می کند و از سوی دیگر دایره را به یک شکل با مشخصات بال مانند تبدیل می کند. سپس خطوط جریان سیال برای استوانه ، که با همان تغییر شکل تبدیل شده اند ، محلول جریان سیال در اطراف بال بداهه ما می شوند.

دایره اصلی ما در جریان سیال ایده آل دارای دو نقطه است که در آن خطوط مستقیم سطح دایره را لمس می کنند ، و بنابراین پس از اعمال تبدیل به سیلندر ، همان دو نقطه در سطح پروفیل وجود خواهد داشت. و بسته به چرخش جریان نسبت به استوانه اصلی ("زاویه حمله") ، آنها در مکانهای مختلف در سطح "بال" تشکیل شده قرار خواهند گرفت. و تقریباً همیشه این بدان معناست که برخی از خطوط جریان سیال در اطراف ایرفویل باید در اطراف لبه عقب و تیز بال خم شوند ، همانطور که در تصویر بالا نشان داده شده است.

این به طور بالقوه برای یک مایع ایده آل امکان پذیر است. اما نه برای مورد واقعی.

وجود حتی یک اصطکاک جزئی (ویسکوزیته) در یک مایع یا گاز واقعی منجر به این واقعیت می شود که یک جریان مشابه آنچه در تصویر نشان داده شده است بلافاصله مختل می شود - جریان بالایی نقطه ای را که خط لوله با سطح بال تماس می کند تغییر می دهد تا زمانی که به شدت در لبه پشتی بال قرار دارد (فرض ژوکوفسکی-چاپلیگین ، وضعیت آیرودینامیکی کوتا). و اگر "بال" را به "استوانه" تبدیل کنیم ، خطوط جابجا شده چیزی شبیه به این است:

اما اگر ویسکوزیته مایع (یا گاز) بسیار کم باشد ، محلول بدست آمده به روش مشابه باید برای سیلندر نیز مناسب باشد. و به نظر می رسد اگر چنین فرض کنیم که استوانه چنین راه حلی را می توان یافت می چرخد... به این معنا که محدودیت های فیزیکی مربوط به جریان سیال در اطراف لبه عقب بال منجر به این واقعیت می شود که حرکت سیال از همه محلول های ممکن به یک محلول خاص می رسد که در آن بخشی از جریان سیال حول یک معادل می چرخد. استوانه ، جدا شدن از آن در نقطه ای دقیق ... و از آنجایی که یک سیلندر چرخشی نیروی بالابری را در جریان سیال ایجاد می کند ، بال مربوطه نیز آن را ایجاد می کند. جزء حرکت جریان مربوط به این "سرعت چرخش سیلندر" را گردش جریان در اطراف بال می نامند و قضیه ژوکوفسکی می گوید که یک ویژگی مشابه را می توان برای بال دلخواه تعمیم داد و به فرد اجازه می دهد تا بالابر بال را بر اساس آی تی. در چارچوب این نظریه ، بال بال توسط گردش هوا در اطراف بال ایجاد می شود ، که توسط نیروهای اصطکاک فوق ایجاد می شود و در بال متحرک حفظ می شود ، که جریان هوا را در اطراف لبه عقب تیز آن حذف می کند.

نتیجه شگفت انگیز ، اینطور نیست؟

نظریه توصیف شده البته بسیار ایده آل است (بال یکنواخت بی نهایت بلند ، جریان گاز / مایع تراکم ناپذیر ایده آل بدون اصطکاک در اطراف بال) ، اما تقریب نسبتاً دقیقی برای بالهای واقعی و هوای معمولی ارائه می دهد. فقط گردش در آن را به عنوان شواهدی مبنی بر اینکه هوا در حال چرخش در اطراف بال است ، در نظر نگیرید. گردش به سادگی یک عدد است که نشان می دهد سرعت جریان در لبه های بالایی و پایینی بال چقدر متفاوت است ، به طوری که محلول حرکت سیال جداسازی خطوط جریان را به شدت در لبه دنباله بال تضمین می کند. همچنین نباید "اصل لبه پشتی تیز بال" را به عنوان شرط لازم برای ظهور آسانسور در نظر بگیرید: دنباله استدلال در عوض به نظر می رسد "اگر بال دارای لبه عقب تیز است ، پس لیفت به این شکل شکل می گیرد" . "

بیایید سعی کنیم خلاصه کنیم. برهم کنش هوا با بال ، نواحی با فشار زیاد و کم در اطراف بال ایجاد می کند که جریان هوا را خم می کند به طوری که در اطراف بال خم می شود. لبه عقب تیز بال منجر به این واقعیت می شود که در جریان ایده آل ، از همه راه حل های بالقوه معادلات حرکت ، تنها یک مورد خاص محقق می شود ، که سرریز هوا در اطراف لبه دنباله تیز را حذف می کند. این محلول به زاویه حمله بستگی دارد و بال معمولی دارای ناحیه فشار کم بالای بال و منطقه فشار بالا در زیر آن است. اختلاف فشار مربوطه ، بال بال را تشکیل می دهد ، باعث می شود هوا سریعتر از لبه بالایی بال حرکت کند و هوای زیر لبه پایینی را کند کند. راحت است که از طریق این تفاوت در سرعتهای بالا و پایین بال به صورت کمی از طریق این تفاوت در سرعتهای بالا و پایین بال در قالب مشخصه ای به نام "گردش" جریان توصیف کنیم. علاوه بر این ، مطابق با قانون سوم نیوتن ، نیروی بالابر روی بال به این معنی است که بال بخشی از جریان هوای ورودی را به سمت پایین منحرف می کند - برای اینکه هواپیما پرواز کند ، بخشی از هوای اطراف آن باید پیوسته به سمت پایین حرکت کند. با تکیه بر این جریان رو به پایین هوا ، هواپیما "پرواز می کند".

توضیح ساده "هوایی که باید مسافت بیشتری را از بال تا زیر آن طی کند" نادرست است.

شوخی ها را کنار بگذاریم ، اما لمس جدی جدی در چنین شرایطی نه تنها در فردی که دارای دانش هوانوردی است ، ظاهر می شود. علاوه بر این ، "احمق" چهل تنی فوق الذکر به طور کلی هواپیمای متوسط ​​هواپیمای SU-24 نیروی هوایی روسیه است. خوب ، و اگر این شخص "جدی" شاهد یک پرواز راحت ، اما بسیار مطمئن از بزرگترین پرواز جهان باشد هواپیمای حمل و نقل AN-225 "Mriya" ("رویا" به زبان اوکراینی ، که نمی داند)؟ .. من در مورد چیز دیگری اظهار نظر نمی کنم. فقط اضافه می کنم که وزن برخاستن این "پرنده" 600 تن است.

بله ، برداشت ها بر این اساس می تواند بسیار عمیق باشد. اما ، هرطور که باشد ، احساسات هیچ ارتباطی با آن ندارند. فیزیک. یک فیزیک برهنه مطابق قوانین فیزیک است که همه هواپیماها به هوا بلند می شوند ، از هواپیماهای سبک ورزشی شروع می شود و با هواپیماهای حمل و نقل سنگین و هلیکوپترهای به ظاهر کاملاً بی شکل که در هوا نگه داشته می شوند ، خاتمه می یابد. و همه اینها به دلیل نیروی بالابر و حتی نیروی رانش موتور اتفاق می افتد.

عبارت "نیروی بالابری" تقریباً برای هر شخصی آشنا است ، اما نکته شگفت انگیز این است که همه نمی توانند بگویند از کجا آمده است ، این نیرو. در همین حال ، منشأ آن را می توان به سادگی ، به معنای واقعی کلمه "روی انگشتان" ، بدون ورود به جنگل ریاضی توضیح داد.

همانطور که می دانید ، سطح یاتاقان اصلی هواپیما بال است. تقریباً همیشه مشخصات خاصی دارد ، که در آن قسمت پایینی مسطح است ، و قسمت بالایی محدب است (طبق یک قانون خاص). جریان هوا که از زیر قسمت پایین پروفیل عبور می کند ، تقریباً ساختار و شکل آن را تغییر نمی دهد. اما با عبور از قسمت فوقانی ، باریک می شود ، زیرا برای آن سطح فوقانی پروفیل مانند یک دیوار مقعر در یک لوله است که به نظر می رسد این جریان از طریق آن عبور می کند.

در حال حاضر ، به منظور عبور حجم معینی از هوا از طریق این لوله "تحت فشار" برای مدت معینی ، باید سریعتر حرکت کند ، که در واقع در حال وقوع است. باقی می ماند که قانون برنولی را از درس فیزیک مورد علاقه مدرسه یادآوری کنید ، که می گوید هرچه سرعت جریان بیشتر باشد ، فشار آن نیز کاهش می یابد. بنابراین ، فشار بالای ایرفویل (و بنابراین کل بال) کمتر از فشار زیر آن است.

نیرویی به وجود می آید که سعی می کند بال را فشار دهد ، و در نتیجه کل هواپیما به سمت بالا حرکت می کند. این بالابر فوق الذکر است. به محض افزایش وزن - هورا! ما در هوا هستیم! ما پرواز می کنیم! و به هر حال ، هرچه سرعت ما بیشتر باشد ، بالابر بیشتر است. اگر در آینده افزایش یابد

قدرت و وزن از نظر بزرگی برابر است ، سپس هواپیما به پرواز سطح می رود. و یک موتور خوب هواپیما یا دقیقتر آن نیروی محرکه ای که ایجاد می کند سرعت خوبی به ما می دهد.

با استفاده از این اصل ، از لحاظ نظری ، می توان جسمی با هر جرم و شکلی بلند کرد (و با موفقیت پرواز کرد). نکته اصلی این است که همه چیز را از نظر آیرودینامیک و سایر علوم هوانوردی به طور دقیق محاسبه کنید و این شیء را به درستی تولید کنید. وقتی در مورد شکل صحبت می کنم ، عمدتا منظورم هلیکوپتر است. این دستگاه که اصلاً شبیه هواپیما نیست ، به همین دلیل در هوا نگهداری می شود. به هر حال ، هر تیغه اصلی خود ، که به زبان هوانوردی صحبت می کند ، پروانه را حمل می کند (یک کلمه بسیار مشخص ، که قبلاً در بالا مشاهده شد) یک بال با مشخصات آیرودینامیکی است.

با حرکت پروانه در جریان هوا ، تیغه نیروی بالابری ایجاد می کند ، که به هر حال ، نه تنها هلیکوپتر را بلند می کند ، بلکه آن را به جلو نیز حرکت می دهد. برای این منظور ، محور چرخش ملخ کمی کج است ("کج" ملخ ایجاد می شود) ، و یک جزء افقی از بالابر ظاهر می شود ، که نقش نیروی رانش موتور هواپیما را ایفا می کند. پیچ همزمان به بالا و جلو می کشد. در نتیجه ، ما یک پرواز مطمئن و بسیار مطمئن از چنین دستگاهی "عجیب" مانند هلیکوپتر دریافت می کنیم. و اتفاقاً یک پرواز بسیار زیبا. من بارها ایروبیک یک بالگرد رزمی MI -24 را از روی زمین تماشا کرده ام - این منظره به سادگی مسحور کننده است.

به هر حال ، من می خواهم توجه داشته باشم که پروانه های هواپیماهای دارای موتور پیچ (توربو یا پیستون) شبیه هلیکوپتر هستند و از همان اصل استفاده می کنند (حدس بزنید کدام؟). فقط نیروی بالابر در اینجا به دلیل نیروی رانش کاملاً "واجد شرایط مجدد" شد. در حالت هلیکوپتر ، "کج" پروانه 90 درجه است.

بله ، هوانوردی بسیار زیبا است. کلمات تحسین برانگیز در مکالمه در مورد پرواز هر هواپیمای به اندازه کافی کامل کاربرد دارد. این هواپیما غول پیکر "Mriya" عجله ای ندارد ، هواپیمای سخت کار SU-25 یا خلبان هوازی ورزشی زیرک. این همه زیبایی نتیجه تلاش چندین ساله چندین ساله دانشمندان و مهندسان هوانوردی ، آیرودینامیک ، مهندسان موتور ، متخصصان قدرت و غیره است.

و علم هوانوردی در واقع به همان اندازه جالب و جالب است. اما به طور کلی ، بر اساس یک اصل فیزیکی ساده در شکل گیری آسانسور است ، که اساس آن ، در صورت تمایل ، به راحتی قابل توضیح است و با این وجود ، به تحقق میل دیرینه بشر برای پرواز کمک می کند. ...