Надіслати свою хорошу роботу в базу знань просто. Використовуйте форму, розташовану нижче
Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань в своє навчання і роботи, будуть вам дуже вдячні.
Обтікання потоком повітря крила літака
Досвід показує, що, коли крило поміщено в потік повітря, поблизу гострої задньої крайки крила виникають вихори, що обертаються в разі, зображеному на ріс.345, проти годинникової стрілки. Вихори ці ростуть, відриваються від крила і несуться потоком. Інша маса повітря поблизу крила отримує при цьому протилежне обертання (за годинниковою стрілкою), утворюючи циркуляцію близько крила (рис. 346). Накладаючись на загальний потік, циркуляція обумовлює розподіл ліній струму, зображене на рис. 347.
Ріс.345. У гострого краю профілю крила утворюється вихор
Мал. 346. При утворенні вихору виникає циркуляція повітря навколо крила
Мал. 347. Вихор винесений потоком, а лінії струму плавно обтікають профіль; вони згущені над крилом і розріджені під крилом
Ми отримали для профілю крила таку ж картину обтікання, як і для циліндра, що обертається. І тут на загальний потік повітря накладено обертання навколо крила - циркуляція. Тільки, на відміну від обертового циліндра, тут циркуляція виникає не в результаті обертання тіла, а завдяки виникненню вихорів поблизу гострого краю крила. Циркуляція прискорює рух повітря над крилом і уповільнює його під крилом. Внаслідок цього над крилом тиск знижується, а під крилом підвищується. Рівнодіюча F всіх сил, що діють з боку потоку на крило (включаючи сили тертя), спрямована вгору і трохи відхилена назад (рис. 341). Її складова, перпендикулярна до потоку, являє собою підйомну силу F1, а складова в напрямку потоку - силу лобового опору F2. Чим більше швидкість потоку, що набігає, тим більше і підйомна сила і сила лобового опору. Ці сили залежать, крім того, і від форми профілю крила, і від кута, під яким потік набігає на крило (кут атаки), а також від щільності потоку, що набігає: чим більше щільність, тим більше і ці сили. Профіль крила вибирають так, щоб воно давало якомога більшу підйомну силу при можливо меншому лобовому опорі. Теорія виникнення підйомної сили крила при обтіканні потоком повітря була дана основоположником теорії авіації, засновником російської школи аеро- і гідродинаміки Миколою Єгоровичем Жуковським (1847--1921).
Тепер ми можемо пояснити, як літає літак. Повітряний гвинт літака, що обертається двигуном, або реакція струменя реактивного двигуна, повідомляє літаку таку швидкість, що підйомна сила крила досягає ваги літака і навіть перевершує його. Тоді літак злітає. При рівномірному прямолінійному польоті сума всіх сил, що діють на літак, дорівнює нулю, як і повинно бути згідно з першим законом Ньютона. На рис. 348 зображені сили, що діють на літак при горизонтальному польоті з постійною швидкістю. Сила тяги двигуна f дорівнює по модулю і протилежна за напрямком силі лобового опору повітря F2 для всього літака, а сила тяжіння Р дорівнює по модулю і протилежна за напрямком підйомній силі F1.
Мал. 348. Сили, що діють на літак при горизонтальному рівномірному польоті
Літаки, розраховані на політ з різною швидкістю, мають різні розміри крил. Повільно летять транспортні літаки повинні мати велику площу крил, так як при малій швидкості підйомна сила, яка припадає на одиницю площі крила, невелика. Швидкісні ж літаки отримують достатню підйомну силу і від крил малої площі. Так як підйомна сила крила зменшується при зменшенні щільності повітря, то для польоту на великій висоті літак повинен рухатися з більшою швидкістю, ніж поблизу землі.
Мал. 349. Судно на підводних крилах
Підйомна сила виникає і в тому випадку, коли крило рухається в воді. Це дає можливість будувати судна, що рухаються на підводних крилах. Корпус таких судів під час руху виходить з води (рис. 349). Це зменшує опір води руху судна і дозволяє досягти великої швидкості ходу. Так як щільність води у багато разів більше, ніж щільність повітря, то можна отримати достатню підйомну силу підводного крила при порівняно малій його площі і помірній швидкості. літак гвинт крило обтікання
Призначення літакового гвинта - це надання літаку великій швидкості, при якій крило створює підйомну силу, що врівноважує вагу літака. З цією метою гвинт літака зміцнюють на горизонтальній осі. Існує тип літальних апаратів, важчих за повітря, для якого крила не потрібні. Це - вертольоти (рис. 350).
Мал. 350 Схема вертольота
У вертольотах вісь повітряного гвинта розташована вертикально і гвинт створює тягу, спрямовану вгору, яка і врівноважує вагу вертольота, замінюючи підйомну силу крила. Гвинт вертольота створює вертикальну тягу незалежно від того, рухається вертоліт чи ні. Тому при роботі повітряних гвинтів вертоліт може нерухомо висіти в повітрі або підніматися по вертикалі. Для горизонтального переміщення вертольота необхідно створити тягу, спрямовану горизонтально. Для цього не потрібно встановлювати спеціальний гвинт з горизонтальною віссю, а досить лише трохи змінити нахил лопатей вертикального гвинта, що виконується за допомогою спеціального механізму у втулці гвинта.
Розміщено на Allbest.ru