Совет 1: Почему летает самолет

Долгое время люди мечтали о полетах. Умельцы старались копировать крылья птицы, прикрепляли их за спину и пробовали оторваться от земли. Но простое подражание пернатым до сих пор никому не позволило подняться в воздух. Преодолеть земное притяжение оказалось возможным, когда был сконструирован самолет с неподвижным крылом.
Инструкция
1
Еще Леонардо да Винчи в своих гениальных заметках указывал, что для совершения полета нужно не взмахивать крыльями, а сообщить им горизонтальную скорость и позволить двигаться относительно воздуха. При взаимодействии плоского крыла с воздушными массами должна будет возникнуть подъемная сила, которая превысит вес летательного аппарата, считал легендарный изобретатель. Но пришлось ждать несколько столетий, прежде чем этот принцип был реализован.
2
Экспериментаторы довольно успешно проводили опыты с плоскими крыльями. Расположив такую пластину под небольшим углом к потоку воздуха, можно было наблюдать, как возникает подъемная сила. Но появляется также и сила сопротивления, которая стремится сдуть плоское крыло назад. Исследователи назвали угол, под которым поток воздуха действует на плоскость крыла, углом атаки. Чем он больше, тем большие значения принимают подъемная сила и сила сопротивления.
3
На заре авиации исследователи обнаружили, что наиболее эффективный угол атаки для крыла плоской формы составляет 2-9 градусов. При меньшем значении не получится создать необходимую подъемную силу. А если угол атаки будет чрезмерно большим, возникнет ненужное сопротивление движению – крыло попросту превратится в парус. Отношение подъемной силы к силе сопротивления ученые назвали аэродинамическим качеством крыла.
4
Наблюдения за птицами показали, что крылья у них совсем не плоские. Оказалось, что высокие аэродинамические качества мог обеспечить только выпуклый профиль. Набегая на крыло, имеющее выпуклую верхнюю часть и плоскую нижнюю, поток воздуха делится на две части. Верхний поток имеет более значительную скорость, поскольку ему приходится проходить большее расстояние. Возникает разница давлений, которая создает силу, направленную вверх. Увеличить ее можно, отрегулировав угол атаки.
5
Современные самолеты имеют значительный вес. Но возникающая в момент взлета подъемная сила позволяет тяжеловесной конструкции оторваться от поверхности земли. Секрет кроется в правильно подобранном профиле крыльев, в точном расчете их площади и угла атаки. Будь крыло самолета абсолютно плоским, совершить полет на аппарате тяжелее воздуха было бы невозможно.
6
Подъемная сила используется не только при взлете и удержании самолета в воздухе. Она нужна также для управления воздушным судном в полете. Для этого крылья делят на ряд подвижных элементов. Такие закрылки при совершении маневров меняют свое положение относительно неподвижной части крыла. У самолета имеется горизонтальное оперение, выполняющее функцию руля высоты, и вертикальное оперение, которое служит рулем направления. Подобные элементы конструкции гарантируют летательному аппарату устойчивость в воздухе.

Совет 2: Почему летает вертолет

Вертолеты и самолеты имеют металлический корпус, они тяжелые, но как-то могут взлетать и перемещаться воздухе, не падая при этом. Вертолет может еще и зависать над землей. Почему он не падает? Все дело в законах аэродинамики, в соответствии с которыми спроектированы эти летательные аппараты.
Воздушная среда не является чем-то плотным и неподвижным настолько, чтобы металлическая конструкция летательного аппарата могла на нее опереться. Но она может выступать как посредник между гравитационным полем Земли, мешающим предметам подниматься в воздух, и самими этими предметами. Это достигается следующим образом: с помощью винта вертолетный мотор создает над корпусом зону пониженного давления, так что частицы воздуха, расположенные под вертолетом, как бы выталкивают его вверх, вынуждая держаться в воздухе. Получается, что гравитационное поле образует под вертолетом воздушную подушку. Чем выше поднимается летательный аппарат, тем меньше становится плотность воздуха, так как сила тяготения уменьшается. Казалось бы, вертолет должен взлетать с меньшими усилиями, но в действительности, как только опора на гравитационное поле ослабевает, достигается потолок высоты, на которую может подняться вертолет. Точно такой же принцип используется и другими летательными аппаратами, в том числе и самолетами, крылья которых спроектированы так, чтобы воздушный поток поддерживал их. Двигатели создают область пониженного давления, в которую и перемещается самолет. Даже птицы и насекомые пользуются при полете аналогичными приемами. Они быстро машут крыльями, уменьшая плотность воздуха над ними, поднимаются вверх, а затем их крылья принимают такое положение, чтобы поток воздуха поддерживал птицу, не давая ей упасть. Но есть и такие устройства, которые могут летать в безвоздушном пространстве, например, ракеты. Как им это удается? Дело в том, что они содержат внутри себя не только необходимое для полета топливо, но также и окислитель, без которого двигатель работать не будет. Реактивная струя состоит из газа, из которой формируется газовая подушка, позволяющая взаимодействовать с полем тяготения. Именно на нее опирается ракета, после чего подушка тут же растворяется в космическом вакууме.
Видео по теме
Источники:
  • Почему самолет летает?
Поиск
Совет полезен?
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500