De fapt, pare un miracol. O mașină înaripată care cântărește zeci și chiar sute de tone, depășind gravitația, se ridică ușor și se ridică în cer ca o pasăre. Care este forța care o ține în aer?
Instrucțiuni
Pasul 1
Un pic de istorie
În 1738, omul de știință elvețian Daniel Bernoulli a dezvoltat o lege numită după el. Conform acestei legi, odată cu creșterea debitului unui lichid sau gaz, presiunea statică din ele scade și invers, cu o scădere a vitezei, aceasta crește.
În 1904, omul de știință rus N. E. Jukovski a dezvoltat o teoremă asupra forței de ridicare care acționează asupra unui corp într-un flux plan-paralel de gaz sau lichid. Conform acestei teoreme, un corp (aripă) situat într-un mediu lichid sau gazos în mișcare este supus unei forțe de ridicare, a cărei valoare depinde de parametrii mediului și corpului. Rezultatul principal al lucrării lui Jukovski a fost formula coeficientului de ridicare.
Pasul 2
Forța de ridicare
Profilul aripii avionului este asimetric, partea sa superioară este mai convexă decât cea inferioară. Când aeronava se mișcă, viteza fluxului de aer care trece din partea superioară a aripii este mai mare decât viteza fluxului care trece din partea inferioară. Ca urmare a acestui fapt (conform teoremei lui Bernoulli) presiunea aerului sub aripa aeronavei devine mai mare decât presiunea de deasupra aripii. Datorită diferenței dintre aceste presiuni, apare o forță de ridicare (Y), împingând aripa în sus. Valoarea sa este:
Y = Cy * p * V² * S / 2, unde:
- Cy - coeficientul de ridicare;
- p este densitatea mediului (aerului) în kg / m³;
- S - suprafață în m²;
- V este viteza de curgere în m / s.
Pasul 3
Sub influența diferitelor forțe
Mai multe forțe acționează asupra unei aeronave care se mișcă în spațiul aerian:
- forța de împingere a motorului (elice sau jet) care împinge aeronava înainte;
- rezistența frontală îndreptată înapoi;
- forța de greutate a Pământului (greutatea aeronavei), îndreptată în jos;
- ridicați împingând avionul în sus.
Valoarea ridicării și a tracțiunii depinde de forma aripii, unghiul de atac (unghiul la care fluxul întâlnește aripa) și densitatea fluxului de aer. Acesta din urmă, la rândul său, depinde de viteza aeronavei și de presiunea atmosferică a aerului.
Pasul 4
Pe măsură ce avionul accelerează și viteza acestuia crește, ridicarea crește. De îndată ce depășește greutatea avionului, decolează în sus. Când aeronava se mișcă orizontal la o viteză constantă, toate forțele sunt echilibrate, rezultând (forța totală) a acestora este zero.
Forma aripii este aleasă astfel încât tracțiunea să fie cât mai joasă posibil și ridicarea să fie cât mai mare posibil. Ridicarea poate fi mărită prin creșterea vitezei de deplasare și a zonei aripii. Cu cât viteza de mișcare este mai mare, cu atât zona aripii poate fi mai mică și invers.
