mardesign

mastal

Samoloty... Cięższe od powietrza, a jednak unoszą się.

mastal · Wysłany: 27 Mar 2007, Wto 12:29 Temat postu: Ciśnienie

Ciśnienie jest słowem-kluczem. Zjawisko fizyczne unoszenia samolotu wiąże się z powstawaniem sily nośnej, która tworzy się dzięki powietrzu, które w następstwie kontaktu ze skrzydłem dzieli się na dwa strumienie, z których jeden przepływa nad skrzydłem samolotu, a drugi pod nim. Powietrze, które otacza skrzydło od góry przebywa dłuższą drogę, porusza się więc z większą prędkością, niż powietrze opływające skrzydło od dołu. Prawo Bernouliego, mówi że suma ciśnienia statycznego (zwykłe ciśnienie) i dynamicznego w danej strudze płynu (cieczy lub gazu) jest stała. Ciśnienie dynamiczne zależy od prędkości płynu (jest wprost proporcjonalne do kwadratu prędkości, czyli jeśli prędkość wzrośnie dwa razy to ciśnienie dynamiczne wzrośnie cztery razy). Powietrze, które ma większą prędkość, czyli na górze skrzydła, będzie miało więc mniejsze ciśnienie statyczne, niż powietrze na dole. W związku z czym ciśnienie u dołu skrzydła napiera mocniej na skrzydło, niż ciśnienie z góry skrzydła. Czy różnica tych sił jest właśnie siłą nośną, która umożliwia wznoszenie?

W takim razie jak samolot unosi się w trakcie lotu odwróconego?

Na to pytanie, wkrótce znajdziecie odpowiedź na tym forum.

Mett · Wysłany: 27 Mar 2007, Wto 19:39 Temat postu:

Czekam na kontynuacje bo mam kilka pytań mrugacz

mastal · Wysłany: 27 Mar 2007, Wto 20:36 Temat postu:

Śmiało pytaj:) Juz teraz:)

Hwarang · Wysłany: 27 Mar 2007, Wto 22:41 Temat postu:

A to ja walne smialo pytanie jako pierwszy :roll:
Czy wiatrak helikoptera dziala na tej samej zasadzie co skrzydlo, opierajac sie o Prawo Bernouliego? Czy tez na kazdym skrzydle wirnika strumien wiatru rozszczepia sie na dwie czesci, z czego dolna napiera mocniej, dzieki czemu unosi wiatrak do gory?

mastal

Siła nośna w przypadku śmigłowców jest wytwarzana bardzo podobnie jak w samolotach. Natomiast mechanizm zmiany geometrii skrzydła/płata smigła jest inny.

Dlaczego samolot unosi sie? :
[link widoczny dla zalogowanych]

Hwarang

:ha?: duzo fizyki, ale naszczescie w miare przystepnie opisanej:) ciekawa lektura. Ale co z tym lotem odwroconym? Przeciez budowa gornej czesci skrzydla jest inna niz dolnej? A samolot obracajac sie do gory "brzuchem" nie obraca otaczajacego swiata ze soba;)

Natasha

Witam

Mam nadzieje moi drodzy, ze troszke Was zaskocze uśmiech

Poszperałam co nieco, posklejałam pare zdań... Miłej lektury uśmiech

"Powietrze, które otacza skrzydło od góry przebywa dłuższą drogę, porusza się więc z większą prędkością, niż powietrze opływające skrzydło od dołu". W wyniku tej różnicy prędkości (w konsekwencji różnicy ciśnień) powstaje siła nośna unosząca samolot. Ale dlaczego część powietrza przebywa dłuższą drogę? Otóż wynika to z profilu płata czyli, prościej mówiąc, różnicy w ukształtowaniu górnej i dolnej powierzchni skrzydła. Dlatego też profil płata ma znaczący wpływ na aerodynamike samolotu i inaczej jest zbudowane skrzydło dużego samolotu pasażerskiego, a inaczej małego, zdolnego do akrobacji smolotu myśliwkiego.

No dobrze... ale siła nośna jest dalej siłą nośną i gdy przy normalnym locie skierowana ku górze unosi samolot, tak przy locie 'na plecach' skierowana jest ku ziemii - a samolot i tak się unosi! I tutaj należy zwrócić uwagę na fakt, że siłę nośna wytwarza nie tylko kształt skrzydła, ale i kąt natarcia! ( z uwagi na przystępność tekstu i zrozumienie czytających pomijam wpływ kąta zaklinowania skrzydła i cząstkowej siły nośnej wytwarzanej przez kadłub:)) W prostym tłumaczeniu kąt natarcia, to kąt pomiedzy osią podłużną samolotu (a wiec i powierzchnią nośną - skrzydłem) a kierunkiem lotu samolotu (kierunkiem strugi napływającego powietrza). Zwiększając kąt natarcia (oczywiście do pewnego momentu) zwiększa się też siła nośna. Dlatego podczas startu i lądowania, czyli w momentach gdy prędkość samolotu (a więc i przepływ powietrza przez skrzydła) jest o wiele niższa niż podczas normalnego lotu, pilot 'podnosi' dziób samolotu do góry wytwarzając dodatkową siłę nośną.

Działania tak wytworzonej siły można łatwo doświadczyć wystawiając płasko ułożoną dłoń (a najlepiej lekki, płaski przedmiot o stosunkowo dużej powierzchni) przez okno jadącego samochodu, a następnie lekko obracając ją tak, aby 'nacierała' na powietrze.

I właśnie podczas lotu odwróconego dziób samolotu jest skierowany nieco ku górze, żeby uzyskać kąt natarcia potrzebny do zrównoważenia ujemnej w tym wypadku siły nośnej i ciężaru samolotu. (Oczywiscie jest też potrzebna odpowiednia prędkość, większa niż podczas typowego lotu). Co więcej, w takim położeniu maszyny, dysza silnika (z której 'wyrzucane' są gazy wylotowe), skierowana jest nieco w dół, a więc siła ciągu również przyczynia się do zniwelowania działania ujemnej siły nośnej.

Samoloty akrobacyjne są lekkie, mają niemal symetryczne profile (skrzydło jest niemal płaskie z obu stron), i bardzo mocne silniki (dysponujące siłą ciągu przekraczającą nawet ciężar maszyny) a to wszystko znacznie ułatwia lot na plecach. Niektore zdolne są nawet do lotu 'na boku'! Do chwilowego, podkreślam chwilowego, lotu na plecach teoretycznie zdolny jest każdy samolot. Teoretycznie ponieważ podczas takich ewolucji należy mieć na uwadze ograniczenia związane z wytrzymałością konstrukcji, prawidłową pracą silnika
i innych podzespołów, itd itp.

Kąt natarcia jest widoczny na rysunku, do którego mastal podał link. mrugacz

mastal

Jestem pod wrazeniem Waszego zaangażowania w ten temat, jestem mile zaskoczony tak wyczerpującą wypowiedzią, Natasha:)

Hwarang

Czy w takim ukladzie samoloty napedzane smiglem maja mozliwosc chwilowego lotu na "plecach"? Jesli tak to co im pomagalo w takiej ewolucji?