Принципы аэродинамики и авиация

Доводилось ли вам летать? Нет, не в мыслях или во сне, а на каком – нибудь на­стоящем летательном аппарате, способ­ном подняться хотя бы на две-три сотни над землей? Наверняка вы воскликнете: «Конечно!» Тогда поговорим о принципах аэродинамики, которые и позволили вам совершить это захватывающее путешест­вие.

Основные сведения

Аэродинамика — это отрасль физики, занимающаяся изучением сил, вызванных напряжением движущегося воздуха, а так­же любой жидкости или тела с движу­щимся в воздухе телом. Она сыграла важ­нейшую роль в развитии технологий пере­движения по воздуху (создание самолетов и ракет). Авиация имеет дело с полетом как таковым, обычно на машине, которая тяжелее воздуха.

Практической целью тех, кто занимал­ся аэродинамикой, было применение своих знании для создания проектов, кото­рые позволили бы физическому телу с наибольшей эффективностью двигаться в атмосфере Земли. Чтобы добиться этого, конструкторы спроектировали устройства обтекаемой формы, создающие в воздухе наименьшие завихрения вокруг движуще­гося объекта.

Когда самолет летит, на него действу­ют четыре основные силы. Первая — это подъемная сила, определяемая по уравне­нию Бернулли, утверждавшему, что воз­дух, проходящий над крылом особой кон­струкции, увеличивает свою скорость, а следовательно, снижает давление поддер­живающей его атмосферы. Вторая сила — это собственный вес самолета. (Когда са­молет находится в полете, подъемная сила и его вес равны между собой.) Третья си­ла — это сопротивление, которое отталки­вает самолет назад и должно быть преодо­лено силой двигателя. И наконец, четвер­тая — ударная сила, вызываемая мгновен­ным обратным ускорением воздушного потока как в результате действия пропел­леров, так и работы реактивного двигате­ля,’ которые уменьшают давление перед самолетом.

Вы скажете, что пара слов об уравне­нии Бернулли для вас слишком мало? Это величайшее открытие человеческого ге­ния, благодаря которому воздушные полеты стали реальностью, было сделано в XVIII веке швейцарским ученым Дании­лом Бернулли. Он предположил, что ско­рость жидкости (да-да, тогда воздух рас­сматривали как жидкость) обратно про­порциональна ее давлению. Другими сло­вами, чем быстрее движется воздух, тем меньшее давление он оказывает. Разница давления на верхнюю и нижнюю поверх­ности крыла самолета обеспечивает подъ­емную силу — но только потому, что кры­ло (обычно имеющее закругленную фор­му впереди, плоскую нижнюю поверхность и заостренную форму сзади) сконструи­ровано таким образом, чтобы придавать воздуху, проходящему над ним, большую скорость. Результат? Возникает разница давлений над крылом и под ним, что со­здает подъемную силу.

Pages: 1 2