Liftarea aripii
Liftarea aripii
Autor: Sinegubov Andrey
Grupa: E3-42
Director artistic: Sergey Burtsev
Alexeievici

Formularea problemei

Modelul de mediu

Profil aerodinamic

Suprafata de referinta

Formule de calcul

teorema lui Jukovski

Liftarea aripii

Lista surselor utilizate

* O aripă de avion este proiectată pentru a genera portabilitatea necesară pentru a susține aeronava în aer. Calitatea aerodinamică a aripii este mai mare, cu cât portanța este mai mare și cu atât rezistența este mai mică. Forța de susținere și rezistența aripii depind de caracteristicile geometrice ale aripii. Caracteristicile geometrice ale aripii se reduc la caracteristicile aripii în plan și caracteristicile

Aripile aeronavelor moderne sunt eliptice în plan (a), dreptunghiulare (b), trapezoidale (c), înclinate (d) triunghiulare (e)

Unghiul aripii transversale V Caracteristicile geometrice ale aripii Forma aripii în plan se caracterizează prin anvergura, alungirea zonei, îngustarea, măturarea și V transversal Anvergura L este distanța dintre capetele aripii în linie dreaptă. Zona aripii în termeni de Skr este limitată de contururile aripii.

Aria aripilor trapezoidale și măturate se calculează ca aria a două trapeze unde b 0 este coarda rădăcinii, m; bk - acord final, m; - coarda medie a aripii, m Extensia aripii este raportul dintre anvergura aripii și coarda medie Dacă în loc de bav îi substituim valoarea din egalitatea (2. 1), atunci extensia aripii va fi determinată de formula Pentru supersonic modern și aeronavele transonice, extensia aripii nu depășește 2 - 5. Pentru aeronavele cu viteză mică, raportul de aspect poate ajunge la 12-15, iar pentru planoare până la 25.

Conicitatea aripii este raportul dintre coarda axială și coarda finală.Pentru aeronavele subsonice, conicitatea aripii de obicei nu depășește 3, iar pentru aeronavele transonice și supersonice, aceasta poate varia foarte mult. Unghiul de baleiaj este unghiul dintre linia marginii anterioare a aripii și axa transversală a aeronavei. Sweep-ul poate fi măsurat și de-a lungul liniei focarelor (trecând 1/4 din coardă de la marginea atacului) sau de-a lungul unei alte linii a aripii. Pentru aeronavele transonice, atinge 45°, iar pentru aeronavele supersonice - până la 60°. Unghiul transversal V al aripii este unghiul dintre axa transversală a aeronavei și suprafața inferioară a aripii. În aeronavele moderne, unghiul V transversal variază de la +5° la -15°. Profilul unei aripi este forma secțiunii sale transversale. Profilele pot fi simetrice sau asimetrice. Asimetric, la rândul său, poate fi biconvex, plan-convex, concav-convex etc. În formă de S. Lenticulare și în formă de pană pot fi utilizate pentru avioanele supersonice. Principalele caracteristici ale profilului sunt: ​​coarda profilului, grosimea relativă, curbura relativă

Coarda profilului b este un segment de linie dreaptă care leagă cele două puncte cele mai îndepărtate ale profilului Forme ale profilelor aripii 1 - simetrice; 2 - nesimetric; 3 - plan-convex; 4 - biconvex; 5 - în formă de S; 6 - laminat; 7 - lenticular; 8 - în formă de diamant; 9 proeminent

Caracteristicile geometrice ale profilului: b - coarda profilului; Cmax - grosimea maximă; fmax - săgeată de curbură; coordonata x de cea mai mare grosime Unghiuri de atac ale aripii

Forța aerodinamică totală și punctul de aplicare a acesteia R este forța aerodinamică totală; Y - forta de ridicare; Q este forța de tracțiune; - unghiul de atac; q - unghi de calitate Grosimea relativă a profilului c este raportul dintre grosimea maximă Сmax și coardă, exprimată în procente:

Grosimea relativă a profilului aerodinamic c este raportul dintre grosimea maximă Cmax și coardă, exprimată ca procent: Poziția grosimii maxime a profilului aerodin Xc este exprimată ca procent din lungimea coardei și se măsoară de la vârf. Pentru aeronavele moderne, grosimea relativă a profilului aerodinamic este în intervalul de 416%. Curbura relativă a profilului f este raportul dintre curbura maximă f și coardă, exprimat ca procent. Distanța maximă de la linia centrală a profilului la coardă determină curbura profilului. Linia de mijloc a profilului este trasată la o distanță egală de contururile superioare și inferioare ale profilului. Pentru profilele simetrice, curbura relativă este egală cu zero, în timp ce pentru profilele asimetrice această valoare este diferită de zero și nu depășește 4%.

COORDA MEDIE AERODINAMICĂ A aripii Coarda medie aerodinamică a aripii (MAC) este coarda unei astfel de aripi dreptunghiulare, care are aceeași zonă ca aripa dată, mărimea forței aerodinamice totale și poziția centrului de presiune (CP) la unghiuri egale de atac

Pentru o aripă trapezoidală nerăsucită, MAR este determinată de construcția geometrică. Pentru a face acest lucru, aripa aeronavei este desenată în plan (și la o anumită scară). Pe continuarea coardei rădăcinii se depune un segment egal ca dimensiune cu coarda finală, iar pe continuarea coardei finale (înainte) se depune un segment egal cu coarda rădăcinii. Capetele segmentelor sunt legate printr-o linie dreaptă. Apoi trageți linia de mijloc a aripii, conectând mijlocul drept al rădăcinii și a coardelor de capăt. Coarda aerodinamică medie (MAC) va trece prin punctul de intersecție al acestor două linii.

Cunoscând mărimea și poziția MAR pe aeronavă și luând-o ca linie de bază, determinați în raport cu acesta poziția centrului de greutate al aeronavei, centrul de presiune al aripii etc. Forța aerodinamică a aeronavei este creat de aripă și aplicat la centrul de presiune. Centrul de presiune și centrul de greutate, de regulă, nu coincid și, prin urmare, se formează un moment de forță. Valoarea acestui moment depinde de mărimea forței și de distanța dintre CG și centrul de presiune, a cărui poziție este definită ca distanța de la începutul MAR, exprimată în termeni liniari sau ca procent din lungimea MAR.

WING Drag Drag este rezistența la mișcarea aripii unui avion în aer. Se compune din profil, rezistență inductivă și val: Xcr=Xpr+Hind+XV. Draga valurilor nu va fi luată în considerare, deoarece are loc la viteze de zbor peste 450 km/h. Rezistența profilului este alcătuită din rezistența la presiune și frecare: Хpr=ХД+Хtr. Dragul de presiune este diferența de presiune în fața și în spatele aripii. Cu cât această diferență este mai mare, cu atât este mai mare rezistența la presiune. Diferența de presiune depinde de forma profilului, grosimea relativă și curbura acestuia, în figura este indicat Cx - coeficientul de rezistență al profilului).

Cu cât grosimea relativă c a profilului aerodinamic este mai mare, cu atât presiunea crește în fața aripii și cu atât scade în spatele aripii, la marginea ei de fugă. Ca urmare, diferența de presiune crește și, în consecință, crește rezistența la presiune. Când un flux de aer curge în jurul profilului aripii la unghiuri de atac apropiate de critice, rezistența la presiune crește semnificativ. În același timp, dimensiunile jetului care se învârte și vortexurile în sine cresc brusc. Mărimea forțelor de frecare depinde de structura stratului limită și de starea suprafeței aerodinamice a aripii (rugozitatea acesteia). Într-un strat limită laminar de aer, rezistența la frecare este mai mică decât într-un strat limită turbulent. În consecință, cea mai mare parte a suprafeței aripii curge în jurul stratului limită laminar al fluxului de aer, cu atât rezistența la frecare este mai mică. Valoarea rezistenței la frecare este afectată de: viteza aeronavei; rugozitatea suprafeței; forma aripii. Cu cât viteza de zbor este mai mare, suprafața aripii este prelucrată cu o calitate mai proastă și profilul aripii este mai gros, cu atât rezistența la frecare este mai mare.

Dragul inductiv este o creștere a rezistenței asociate cu formarea suspensiei aripii. Când un flux de aer netulburat curge în jurul unei aripi, apare o diferență de presiune deasupra și dedesubtul aripii. Ca urmare, o parte din aerul de la capetele aripilor curge dintr-o zonă de presiune mai mare într-o zonă de presiune mai mică

Unghiul la care fluxul de aer care curge în jurul aripii cu o viteză V indusă de o viteză verticală U este deviat se numește unghi de oblic al curgerii. Valoarea sa depinde de valoarea vitezei verticale induse de mănunchiul vortex și de viteza de curgere care se apropie V

Prin urmare, datorită teșirii curgerii, unghiul adevărat de atac al estului aripii în fiecare dintre secțiunile acesteia va diferi de unghiul geometric sau aparent de atac fiecare cu o sumă. După cum se știe, forța de ridicare a aripa ^ Y este întotdeauna perpendiculară pe fluxul care se apropie, direcția acestuia. Prin urmare, vectorul de susținere al aripii deviază cu un unghi și este perpendicular pe direcția fluxului de aer V. forta de ridicare nu va exista întreaga forță ^ Y ", ci componenta sa Y, îndreptată perpendicular pe fluxul care se apropie

Având în vedere micimea valorii, considerăm egală cu O altă componentă a forței Y „va fi Această componentă este direcționată de-a lungul curgerii și se numește rezistență inductivă (fig. prezentată mai sus). Pentru a afla valoarea rezistenței inductive, este este necesar să se calculeze viteza ^ U și unghiul de curgere Dependența unghiului de curgere de raportul de aspect al aripii , coeficientul de portanță Su și forma aripii în plan se exprimă prin formula în termeni de.

unde Cxi este coeficientul de rezistență inductivă. Este determinat de formula Din formula se poate observa că Cx este direct proporțional cu coeficientul de portanță și invers proporțional cu raportul de aspect al aripii. La un unghi de atac de ridicare zero o, reactanța inductivă va fi zero. La unghiurile supercritice de atac, curgerea lină în jurul profilului aripii este perturbată și, prin urmare, formula pentru determinarea Cx 1 nu este acceptabilă pentru determinarea valorii sale. Deoarece valoarea lui Cx este invers proporțională cu raportul de aspect al aripii, aeronavele destinate zborurilor pe distanțe lungi au un raport de aspect mare al aripii: = 14 ... 15.

Calitatea aerodinamică a aripii Calitatea aerodinamică a unei aripi este raportul dintre forța de sustentație și forța de rezistență a aripii la un unghi de atac dat, unde Y este forța de sustentație, kg; Q - forța de tracțiune, kg. Înlocuind valorile lui Y și Q în formulă, obținem Cu cât calitatea aerodinamică a aripii este mai mare, cu atât este mai perfectă. Valoarea calității pentru aeronavele moderne poate ajunge la 14-15, iar pentru planoare 45-50. Aceasta înseamnă că aripa unei aeronave poate crea o portanță care este de 14 până la 15 ori rezistența, iar pentru planoare chiar de 50 de ori.

Raportul lift-to-drag este caracterizat prin unghi. Unghiul dintre vectorii portanței și forțele aerodinamice totale se numește unghi lift-to-drag. Cu cât este mai mare raportul de ridicare la glisare, cu atât unghiul de ridicare este mai mic și invers. Calitatea aerodinamică a aripii, după cum se poate observa din formulă, depinde de aceiași factori ca și coeficienții Cy și Cx, adică de unghiul de atac, forma profilului aerodinamic, forma aripii în plan, numărul de zbor M și tratamentul suprafeței. INFLUENȚA ASUPRA CALITĂȚII ANGULUI DE ATAC Odată cu creșterea unghiului de atac până la o anumită valoare, calitatea aerodinamică crește. La un anumit unghi de atac, calitatea atinge valoarea sa maximă Kmax. Acest unghi este numit cel mai avantajos unghi de atac, naiv. este egal cu zero. Efectul asupra raportului lift-to-drag al formei profilului aerodinamic este legat de grosimea relativă și curbura profilului aerodin. In acest caz au o mare influenta forma contururilor profilului, forma varfului si pozitia grosimii maxime a profilului de-a lungul coardei.Pentru a obtine valori mari Se selectează Kmax, grosimea optimă și curbura profilului, forma contururilor și alungirea aripii. Pentru a obține cele mai înalte valori de calitate, cea mai bună formă a aripii este eliptică cu marginea anterioară rotunjită.

Graficul dependenței calității aerodinamice de unghiul de atac Formarea forței de aspirație Dependența calității aerodinamice de unghiul de atac și grosimea profilului aerodinamic Modificarea calității aerodinamice a aripii în funcție de numărul M

WING POLAR Pentru diferite calcule ale caracteristicilor de zbor ale unei aripi, este deosebit de important să se cunoască modificarea simultană a Cy și Cx în intervalul unghiurilor de zbor de atac. În acest scop, se construiește un grafic al dependenței coeficientului Su de Cx, numit polar. Denumirea „polar” se explică prin faptul că această curbă poate fi considerată ca o diagramă polară construită pe coordonatele coeficientului forței aerodinamice totale CR și, unde este unghiul de înclinare a forței aerodinamice totale R față de direcția a vitezei curgerii care se apropie (cu condiția ca scalele Su și Cx să fie considerate aceleași). Principiul construcției aripii polare Aripii polare Dacă de la origine, aliniat cu centrul de presiune al profilului aerodinamic, se trage un vector în orice punct de pe polar, atunci acesta va fi o diagonală a unui dreptunghi, ale cărui laturi sunt, respectiv, egale. la Сy și Сх. coeficientul de tragere și ridicare din unghiurile de atac - așa-numita aripă polară.

Polarul este construit pentru o aripă bine definită, cu dimensiuni geometrice date și forma profilului. Un număr de unghiuri caracteristice de atac pot fi determinate din polarul aripii. Unghiul de ridicare zero o este situat la intersecția polarului cu axa Cx. La acest unghi de atac, coeficientul de ridicare este zero (Сy = 0). Pentru aripile aeronavelor moderne, de obicei o = Unghiul de atac la care Cx are cea mai mică valoare Cx. min. se găsește desenând o tangentă la polara paralelă cu axa Cy. Pentru profilele aripilor moderne, acest unghi este în intervalul de la 0 la 1°. Cel mai avantajos unghi de atac este naiv. Întrucât la unghiul de atac cel mai favorabil calitatea aerodinamică a aripii este maximă, unghiul dintre axa Сy și tangenta trasă de la origine, adică unghiul de calitate, la acest unghi de atac, conform formulei (2.19) , va fi minim. Prin urmare, pentru a determina naivul, este necesar să se tragă o tangentă la polar de la origine. Punctul de atingere se va potrivi cu naivul. Pentru aripile moderne, naivitatea se află în intervalul 4 - 6 °.

Unghiul critic de atac critic. Pentru a determina unghiul critic de atac, este necesar să se tragă o tangentă la polara paralelă cu axa Cx. Punctul de atingere și va corespunde cu crit. Pentru aripile aeronavelor moderne, crit = 16 -30°. Unghiurile de atac cu același raport lift-to-drag sunt găsite prin trasarea unei secante de la origine la polar. La punctele de intersecție, găsim unghiurile de atac (u) în timpul zborului, la care raportul ridicare-tragere va fi același și neapărat mai mic decât Kmax.

POLAR AERONAVEI Una dintre principalele caracteristici aerodinamice ale unei aeronave este polara aeronavei. Coeficientul de portanță al aripii Cy este egal cu coeficientul de portanță al întregii aeronave, iar coeficientul de rezistență al aeronavei pentru fiecare unghi de atac este mai mare decât Cx al aripii cu valoarea lui Cxvr. În acest caz, polarul aeronavei va fi deplasat la dreapta polarului aripii cu temperatura Cx. Polarul aeronavei este construit folosind datele dependențelor Сy=f() și Сх=f(), obținute experimental prin modele de suflare în tuneluri de vânt. Unghiurile de atac pe polarul aeronavei sunt fixate prin transferarea orizontală a unghiurilor de atac marcate pe polarul aripii. Determinarea caracteristicilor aerodinamice și a unghiurilor caracteristice de atac de-a lungul polarii aeronavei se realizează în același mod ca și pe polarul aripii.

Unghiul de atac zero-lift al unei aeronave este practic același cu unghiul zero-lift de atac al unei aripi. Deoarece forța de ridicare este zero la unghi, la acest unghi de atac este posibilă doar mișcarea verticală în jos a aeronavei, numită scufundare verticală, sau o alunecare verticală la un unghi de 90 °.

Unghiul de atac la care coeficientul de rezistență are o valoare minimă este găsit prin trasarea unei tangente la paralela polară cu axa Cy. Când zbori în acest unghi de atac, va exista cea mai mică pierdere pentru rezistență. La acest unghi de atac (sau aproape de el), zborul se efectuează la viteză maximă. Cel mai favorabil unghi de atac (naiv) corespunde celei mai mari valori a calității aerodinamice a aeronavei. Grafic, acest unghi, ca și pentru aripă, este determinat prin trasarea unei tangente la polar de la origine. Din grafic se poate observa că panta tangentei la polara aeronavei este mai mare decât cea a tangentei la polara aripii. Concluzie: calitatea maximă a aeronavei în ansamblu este întotdeauna mai mică decât calitatea aerodinamică maximă a unei singure aripi.

Din grafic se poate observa că unghiul cel mai avantajos de atac al aeronavei este mai mare decât unghiul cel mai avantajos de atac al aripii cu 2 - 3°. Unghiul critic de atac al unei aeronave (crit) nu diferă în valoare de valoarea aceluiași unghi pentru aripă. Extinderea flapsurilor la poziția de decolare (= 15 -25°) vă permite să creșteți coeficientul de ridicare maxim Sumax cu o creștere relativ mică a coeficientului de rezistență. Acest lucru face posibilă reducerea vitezei minime de zbor necesare, ceea ce determină practic viteza de decolare a aeronavei în timpul decolării. Datorită eliberării clapetelor (sau clapetelor) în poziția de decolare, cursa de decolare este redusă cu până la 25%.

Atunci când flapsurile (sau flapsurile) sunt extinse până în poziția de aterizare (= 45 - 60°), coeficientul maxim de ridicare poate crește până la 80%, ceea ce reduce drastic viteza de aterizare și lungimea cursei. Cu toate acestea, rezistența în acest caz crește mai intens decât forța de ridicare, astfel încât calitatea aerodinamică este redusă semnificativ. Dar această circumstanță este folosită ca factor operațional pozitiv - abruptul traiectoriei crește în timpul planării înainte de aterizare și, în consecință, aeronava devine mai puțin pretențioasă cu privire la calitatea abordărilor în aliniamentul pistei. Cu toate acestea, atunci când sunt atinse astfel de numere M la care compresibilitatea nu mai poate fi neglijată (M > 0,6 - 0,7), coeficienții de ridicare și rezistență trebuie să fie determinați ținând cont de corecția pentru compresibilitate. unde Suszh este coeficientul de ridicare, luând în considerare compresibilitatea; Suneszh este coeficientul de ridicare al unui flux incompresibil pentru același unghi de atac ca și Suszh.

Până la numerele M = 0,6 -0,7, practic toți polarii coincid, dar la numere mari ^ M ei încep să se deplaseze la dreapta și simultan să mărească panta către axa Cx. Deplasarea polarilor spre dreapta (cu Cx mare) se datorează unei creșteri a coeficientului de rezistență al profilului datorită influenței compresibilității aerului, iar cu o creștere suplimentară a numărului (M > 0,75 - 0,8) datorită aspectului. de rezistență la val. O creștere a înclinării polarilor se explică printr-o creștere a coeficientului de rezistență inductivă, deoarece la același unghi de atac într-un flux subsonic de gaz compresibil, raportul lift-to-drag al aeronavei începe să scadă de la moment se remarcă efectul compresibilităţii.

De ce zboară păsările? Ce forțe ridică avionul? De ce plutește un planor în aer? Ipoteza: aeronava va decola daca sunt create conditiile necesare Scopul studiului: familiarizarea cu teoria zborului; să identifice condițiile necesare pentru zborul unei aeronave. Obiectivele cercetării: Să se determine condițiile necesare apariției forței de susținere a aripii; Determinați condițiile care asigură stabilitatea aeronavei. Metode și metode de cercetare Analiza literaturii de specialitate asupra problemei, Lucrări experimentale de identificare a condițiilor de zbor al unei aeronave (determinarea centrului de greutate și a razei de zbor, influența poziției centrului de greutate, elicei și aripii). forma pe raza de zbor). Analiza rezultatelor lucrărilor experimentale Studierea celor trei principii ale creării unei forțe de ridicare, legea lui Arhimede, legea lui Bernoulli. Învățat De ce și cum există o forță de ridicare? (unghiul de atac, centrul de presiune al aripii) Despre stabilitatea zborului, centrul de greutate, valoarea centrarii modelului pentru instalarea mișcării rectilinie (deplasarea centrului de greutate). De ce și cum zboară un avion. moduri de zbor. 1. Trei principii ale creării forței de susținere Legea rachetei aerostatice aerodinamice a lui Arhimede Principiul aerostatic al creării forței de ridicare poate fi explicat folosind legea lui Arhimede, care este la fel de valabilă atât pentru mediul lichid, cât și pentru cel aer: „Forța care împinge afară un corp complet scufundat în un lichid sau un gaz, egal cu greutatea lichidului sau a gazului în volumul acestui corp. Aeronavele bazate pe principiul aerostatic se numesc baloane sau aerostate. Legea lui Bernoulli Principiul aerodinamic este explicat prin legea lui Bernoulli. crearea Dacă viteza fluxului de aer în jurul marginii superioare a aripii este mai mare decât cea inferioară. Presiunea aerului pe marginea inferioară este mai mare decât în ​​partea de sus. p2+1/2ρv 22 =p1 +1/2 ρv 21, ∆p=p2-p1=1/2 ρ(v21-v22). Forța de ridicare a planoarelor, avioanelor, elicopterelor este creată după principiul aerodinamic. 2. De ce și cum apare forța de suspensie Nikolai Yegorovich Jukovsky Y- Forța de ridicare a aripii, R - forța aerodinamică, X - forța de tracțiune, CP - centrul de presiune al aripii 3. Cum este asigurată stabilitatea zborului Varietăți de elice și ale acestora șurub de aer de aplicare. Motoare cu reacție turboreactor turbopropulsor 4. Moduri de zbor aeronavei Forța de suspensie a aripii Y, R- forța aerodinamică, X- forța de tracțiune, forța elicei P Lăsați aeronava să zboare drept de-a lungul unei traiectorii orizontale cu o anumită constantă forțelor aeriene R. Să descompunăm această forță în două - perpendicular pe direcția zborului Y și de-a lungul zborului X. Aeronava este afectată de gravitația G. Forțele Y și G trebuie să fie egale ca mărime, altfel aeronava nu va zbura orizontal. Forța de împingere a elicei P acționează asupra aeronavei, care este îndreptată în direcția mișcării aeronavei. Această forță echilibrează forța de tracțiune. Deci, în zbor orizontal constant, portanța aripii este egală cu gravitația aeronavei, iar forța elicei este egală cu rezistența. În absența egalității acestor forțe, mișcarea se numește curbilinie. P - forța de împingere a elicei, Y - forța de ridicare a aripii, R - forța aerodinamică, X - forța de tracțiune, G, G1, G2 - forțele gravitaționale. Să luăm acum în considerare ce forțe acționează asupra aeronavei în timpul unei creșteri constante. Forța de ridicare Y este direcționată perpendicular pe mișcarea aeronavei, forța de tracțiune X este direct împotriva mișcării, forța de împingere P este de-a lungul mișcării și forța gravitațională G este vertical în jos. Forța Y-Lift a aripii, R-forța aerodinamică, X-forța de rezistență G,G1,G2-gravitație. Planarea se caracterizează prin pierderea continuă a altitudinii. Forța R trebuie să echilibreze forța G. Datorită acțiunii forței G 2, care echilibrează rezistența X, și posibila planare a aeronavei. Analiza rezultatelor studiului Condițiile necesare zborului au fost studiate și testate pe modele. Jurnal de cercetare Principalii indicatori ai modelelor Lungime, cm Timp, s Viteză, m/s Model 180 0,56 3,21 Planor din spumă 180 0,94 1,91 Motor din cauciuc spumă 180 0,59 3,05 Planor din hârtie 180 0,63 2, 85 Planor 180 0,94 0,94 0,94 0,59 3,05 Planor din hârtie 180 0,63 2, 85 1 motocicletă 0,94 0,94 modele model + motor cauciuc Elicea, forma aripii, dimensiunile aripii, nervuri pe stabilizator, toate piesele detasabile Dimensiuni mici - mai putina tragere Elice "Urechi" (stabilitate in zbor) Durabil Cauciuc Greutate motor rezistenta la suruburi in planificare Rezistenta, lejeritate, prezența unui șurub - Hummingbird Glider Foam cauciuc motorka Foam plastic glider Electrolet - Greutate - greutate mare, fără nervuri pe stabilizator, părți nedemontabile Fragilitate, greutatea motorului din cauciuc, catarg distanțier (rezistență la tragere) Greutate - greutate mare Dependență de Cuplu motor din cauciuc pe lungimea și secțiunea transversală a lungimii pachetului, cm Secțiunea transversală a pachetului, cm² Cuplu, kg/cm 30 0,24* 0,100 40 0,40 0,215 45 0,56 0,35 6 50 0,64 0,433 55 0,80* 0,800 Model lift wing Model Model wing lift Motor cauciuc 0,21 N Planor colibri 0,48 N Planor spumă 0,21 N Motor cauciuc spumă. 0,07 N REZULTATELE EXPERIMENTELOR 1. Fiecare clasă are propriul său model este puternic; 2. Nu puteți compara diferite clase de modele între ele. 3. Puteți compara: motoare din cauciuc cu aceeași greutate a motorului din cauciuc; cablu cu aceeași dimensiune a motorului; planoarele au aceeași dimensiune. Concluzii asupra lucrării: Astfel, după ce am studiat materialul despre teoria zborului, principiile și cauzele apariției portanței, am ajuns la concluzia că, pentru ca aeronava să zboare, sunt necesare următoarele condiții: Centrarea corectă a aripilor; tracțiune suficientă a elicei; Locația corectă a centrului de greutate al aeronavei; În procesul cercetării, ipoteza mea despre necesitatea anumitor condiții pentru zborul unei aeronave s-a dovedit a fi corectă. Bibliografie 1. 2. 3. 4. 5. 6. Ermakov A.M. Cele mai simple modele de aeronave. Moscova, Iluminismul, 1984 Gaevsky O.K. Aeromodelism. Moscova, Iluminismul, 1964 Duz P.D. Istoria aeronauticii și a aviației în URSS. Moscova, Iluminismul, 1960 Site-urile de internet Anoshchenko N.D. Balonisti. Moscova, Educație, 2004 Enciclopedia copiilor. Tehnică. Moscova, Avanta +, 2007

Luați în considerare acum fluxul de aer în jurul aripii unui avion. Experiența arată că atunci când o aripă este plasată într-un curent de aer, vortexurile apar în apropierea muchiei de fugă ascuțite a aripii, rotindu-se în cazul prezentat în Fig. 345 în sens invers acelor de ceasornic. Aceste vârtejuri cresc, se desprind de aripă și sunt duse de flux. Restul masei de aer din apropierea aripii primește în acest caz rotația opusă (în sensul acelor de ceasornic), formând o circulație în apropierea aripii (Fig. 346). Suprapusă debitului total, circulația determină distribuția liniilor de curgere prezentate în Fig. 347.

Orez. 345. La marginea ascuțită a profilului aripii se formează un vârtej

Orez. 346. Când se formează un vârtej, are loc circulația aerului în jurul aripii

Orez. 347. Vârtejul este dus de flux, iar liniile curg lin în jurul profilului; sunt condensate deasupra aripii și rare sub aripă

Am obținut același model de curgere pentru profilul aripii ca și pentru un cilindru rotativ. Și aici rotația în jurul aripii este suprapusă fluxului general de aer - circulație. Numai că, spre deosebire de un cilindru rotativ, aici circulația are loc nu ca urmare a rotației corpului, ci datorită apariției unor vârtejuri în apropierea muchiei ascuțite a aripii. Circulația accelerează mișcarea aerului deasupra aripii și o încetinește sub aripă. Ca urmare, presiunea deasupra aripii scade, iar sub aripă crește. Rezultanta tuturor forțelor care acționează din partea curgerii pe aripă (inclusiv forțele de frecare) este îndreptată în sus și ușor deviată înapoi (Fig. 341). Componenta sa perpendiculară pe flux este forța de ridicare, iar componenta în direcția curgerii este forța de rezistență. Cu cât viteza fluxului care se apropie este mai mare, cu atât este mai mare atât forța de ridicare, cât și forța de rezistență. Aceste forțe depind și de forma profilului aripii și de unghiul la care curgerea curge pe aripă (unghiul de atac), precum și de densitatea fluxului care se apropie: cu cât densitatea este mai mare, cu atât aceste forțe sunt mai mari. . Profilul aripii este ales astfel încât să dea cât mai multă portanță cu cât mai puțină rezistență. Teoria apariției forței de susținere a aripii atunci când curge în jurul fluxului de aer a fost dată de fondatorul teoriei aviației, fondatorul școlii ruse de aerodinamică și hidrodinamică, Nikolai Yegorovich Jukovsky (1847-1921).

Acum putem explica cum zboară un avion. Elicea unei aeronave, rotită de motor, sau reacția motorului cu reacție, conferă aeronavei o astfel de viteză încât forța de ridicare a aripii atinge greutatea aeronavei și chiar o depășește. Apoi avionul decolează. În zborul rectiliniu uniform, suma tuturor forțelor care acționează asupra aeronavei este zero, așa cum ar trebui să fie conform primei legi a lui Newton. Pe fig. 348 prezintă forțele care acționează asupra unei aeronave în zbor la nivel, la o viteză constantă. Forța de împingere a motorului este egală ca mărime și opusă ca direcție forței de tracțiune a aerului pentru întreaga aeronavă, iar forța gravitației este egală ca mărime și opusă ca direcție forței de suspensie.

Orez. 348. Forțe care acționează asupra unei aeronave în timpul zborului uniform orizontal

Avioanele concepute pentru a zbura la viteze diferite au aripi de dimensiuni diferite. Avioanele de transport care zboară lent trebuie să aibă o suprafață mare a aripii, deoarece la viteză mică, portanța pe unitate de suprafață a aripii este mică. Aeronavele de mare viteză primesc, de asemenea, o susținere suficientă de la aripile unei zone mici. Deoarece portanța aripilor scade pe măsură ce densitatea aerului scade, pentru a zbura la altitudine mare, o aeronavă trebuie să se miște cu o viteză mai mare decât în ​​apropierea solului.

Ridicarea apare și atunci când aripa se mișcă prin apă. Acest lucru face posibilă construirea de nave care se deplasează pe hidrofoile. Corpul unor astfel de nave iese din apă în timpul mișcării (Fig. 349). Acest lucru reduce rezistența apei la mișcarea vasului și vă permite să obțineți o viteză mare. Deoarece densitatea apei este de multe ori mai mare decât densitatea aerului, este posibil să se obțină o portanță suficientă dintr-un hidrofoil cu o suprafață relativ mică și o viteză moderată.

Orez. 349. Hidrofoilă

Scopul unei elice a aeronavei este de a oferi aeronavei o viteză mare, la care aripa creează o forță de ridicare care echilibrează greutatea aeronavei. În acest scop, elicea aeronavei este fixată pe o axă orizontală. Există un tip aeronave mai greu decât aerul, pentru care nu sunt necesare aripi. Acestea sunt elicoptere (Fig. 350).

Orez. 350. Schema elicopterului

La elicoptere, axa elicei este verticală, iar elicea creează o tracțiune în sus, care echilibrează greutatea elicopterului, înlocuind portanța aripii. Elicea elicopterului creează o forță verticală indiferent dacă elicopterul se mișcă sau nu. Prin urmare, atunci când elicele funcționează, elicopterul poate să atârne nemișcat în aer sau să se ridice vertical. Pentru mișcarea orizontală a elicopterului, este necesar să se creeze o forță direcționată orizontal. Pentru a face acest lucru, nu este necesar să instalați o elice specială cu o axă orizontală, dar este suficient să schimbați ușor înclinarea palelor verticale ale elicei, care se realizează folosind un mecanism special în butucul elicei.