De ce nu se prăbușește avionul când zboară. Antrenamentul forței de respingere la sol pe pilot și modul în care zboară avionul. De ce avioanele zboară atât de sus

Omenirea a fost mult timp interesată de întrebarea cum se dovedește că un avion de mai multe tone se ridică cu ușurință la cer. Cum are loc decolarea și cum zboară avioanele? Când avionul călătorește cu viteză mare de-a lungul pistei, aripile câștigă portanță și lucrează de jos în sus.

Când aeronava se mișcă, se generează o diferență de presiune între părțile inferioare și superioare ale aripii, ceea ce are ca rezultat forța de sustentație care menține aeronava în aer. Acestea. presiunea mare a aerului de jos împinge aripa în sus, în timp ce presiunea scăzută a aerului de sus trage aripa spre ea însăși. Drept urmare, aripa se ridică.

Pentru ca un avion de linie să decoleze, are nevoie de o rulare suficientă la decolare. Susținerea aripilor crește pe măsură ce viteza crește., care trebuie să depășească limita de decolare. Atunci pilotul mărește unghiul de decolare trăgând volanul spre tine. Prova căptușelii se ridică și mașina se ridică în aer.

Atunci șasiu retractabil și lumini de evacuare... Pentru a reduce portabilitatea aripii, pilotul retrage treptat mecanizarea. Când avionul de linie atinge nivelul necesar, pilotul se fixează presiune standard și motoare - modul nominal... Pentru a vedea cum decolează avionul, vă sugerăm să urmăriți videoclipul de la sfârșitul articolului.

Nava decolează într-un unghi... Din punct de vedere practic, acest lucru poate fi explicat după cum urmează. Liftul este o suprafață mobilă care poate fi controlată pentru a face ca aeronava să încline.

Liftul poate fi controlat de unghiul de înclinare, de ex. modifica rata de urcare sau pierderea altitudinii. Acest lucru se datorează unei modificări a unghiului de atac și a forței de ridicare. Prin creșterea turației motorului, elicea se învârte mai repede și ridică avionul de linie în sus. Dimpotrivă, prin direcționarea ascensoarelor în jos, nasul aeronavei coboară, în timp ce turația motorului ar trebui redusă.

Secțiunea de coadă a avionului de linie complet cu cârmă și frâne pe ambele părți ale roților.

Cum zboară avioanele

Răspunzând la întrebarea de ce zboară avioanele, ar trebui să ne amintim legea fizicii. Diferența de presiune afectează portanța aripii.

Debitul va fi mai mare dacă presiunea aerului este scăzută și invers.

Prin urmare, dacă viteza avionului de linie este mare, atunci aripile sale dobândesc portanță, ceea ce împinge aeronava.

Unele circumstanțe afectează și portanța unei aripi de avion de linie: unghiul de atac, viteza și densitatea fluxului de aer, zona, profilul și forma aripii.

Garniturile moderne au viteza minima de la 180 la 250 km/h, care decolează, plănuiește în cer și nu cade.

Altitudinea de zbor

Care este altitudinea maximă și sigură de zbor a aeronavei.

Nu toate navele au aceeași altitudine de zbor, „Tavanul de aer” poate fluctua la o înălțime de la 5000 la 12100 de metri... La altitudini mari, densitatea aerului este minimă, în timp ce căptușeala atinge cea mai scăzută rezistență a aerului.

Motorul de căptușeală necesită o cantitate fixă ​​de aer pentru a arde, deoarece motorul nu va genera forța necesară. De asemenea, atunci când zboară la altitudine mare, avionul economisește combustibil cu până la 80%, spre deosebire de o altitudine de până la un kilometru.

Din cauza a ceea ce avionul este în aer

Pentru a răspunde de ce zboară avioanele, este necesar să analizăm, rând pe rând, principiile mișcării sale în aer. Un avion cu reacție cu pasageri la bord ajunge la câteva tone, dar, în același timp, decolează ușor și efectuează un zbor de o mie de kilometri.

Mișcarea în aer este influențată și de proprietățile dinamice ale vehiculului, de structurile unităților care formează configurația de zbor.

Forțele care influențează mișcarea unei aeronave în aer

Munca unui avion de linie începe cu pornirea motorului. Ambarcațiunile mici sunt propulsate de motoare cu piston care rotesc elicele pentru a crea forță pentru a ajuta aeronava să navigheze prin aer.

Avioanele mari rulează cu motoare cu reacție care emit mult aer în timpul funcționării, forța avioanelor conducând aeronava înainte.

De ce avionul decolează și rămâne mult timp în aer? pentru că forma aripilor are o configurație diferită: rotundă în partea de sus și plată în partea de jos, atunci fluxul de aer pe ambele părți nu este același. De deasupra aripilor, aerul alunecă și devine rarefiat, iar presiunea lui este mai mică decât aerul de sub aripă. Prin urmare, prin presiunea neuniformă a aerului și forma aripilor, apare o forță care duce la decolarea aeronavei în sus.

Dar pentru ca avionul de linie să se ridice ușor de pe sol, trebuie să ia o pistă cu viteză mare.

De aici rezultă concluzia că, pentru ca avionul să poată fi în zbor fără piedici, are nevoie de aer în mișcare care disecă aripile și creează portanță.

Decolarea avionului și viteza acestuia

Mulți pasageri sunt interesați de întrebarea, ce viteză dezvoltă avionul în timpul decolării? Există o concepție greșită că viteza de decolare este aceeași pentru fiecare aeronavă. Pentru a răspunde la întrebarea care este viteza de decolare a aeronavei, ar trebui să acordați atenție factorilor importanți.

1. Avionul nu are o viteză strict fixă. Forța de ridicare a unei căptușeli aeriene depinde de masa sa și de lungimea aripilor.... Decolarea are loc atunci când se creează o suspensie în timpul fluxului care se apropie, care este mult mai mare decât masa aeronavei. Prin urmare, decolarea și viteza aeronavei depinde de direcția vântului, presiunea atmosferică, umiditatea, precipitațiile, lungimea pistei și starea.
2. Pentru a crea portanță și a ridica cu succes de la sol, aeronava are nevoie obțineți viteza maximă de decolare și rulare suficientă la decolare... Acest lucru necesită piste lungi. Cu cât avionul este mai mare, cu atât este necesară o pistă mai lungă.
3. Fiecare aeronavă are propria sa scară a vitezei de decolare, pentru că toate au propriul lor scop: pasageri, sport, marfă. Cu cât aeronava este mai ușoară, cu atât viteza de decolare este mai mică și invers.

Decolarea unui avion Boeing 737 de pasageri

• Cursa de decolare a avionului de-a lungul pistei începe când motorul va atinge 800 rpm pe minut, pilotul eliberează încet frânele și ține maneta de comandă la nivelul neutru. Avionul continuă apoi pe trei roți;
• Înainte de a se ridica de pe sol viteza navei ar trebui să atingă 180 km pe oră... Apoi pilotul trage de pârghie, ceea ce duce la devierea clapetelor și ridicarea nasului aeronavei. Accelerația ulterioară se efectuează pe două roți;
• După ce, cu nasul ridicat, avionul accelerează pe două roți până la 220 km pe orăși apoi decolează de pe pământ.

Prin urmare, dacă doriți să aflați mai multe despre cum decolează avionul, la ce altitudine și cu ce viteză, vă oferim aceste informații în articolul nostru. Sperăm să vă bucurați de călătoria dumneavoastră cu avionul.

Un avion este o aeronavă cu o masă mai mare decât masa aerului, iar portanța creată după principiul aerodinamic (aruncarea în jos a unei părți a aerului datorită fluxului din jurul aripii). Liftingul este răspunsul la întrebarea de ce zboară avioanele. Este creat de suprafețele de sprijin (în principal aripi) atunci când se deplasează împotriva fluxului de aer al unei aeronave, care dezvoltă viteza folosind o centrală electrică sau o turbină. Datorită centralei electrice, care creează tracțiune, aeronava este capabilă să depășească rezistența aerului.

Avioanele zboară conform legile fizicii

Aerodinamica ca știință se bazează pe teorema lui Nikolai Yegorovici Jukovski, un remarcabil om de știință rus, fondatorul aerodinamicii, care a fost formulată în 1904. Un an mai târziu, în noiembrie 1905, Jukovski și-a prezentat teoria despre crearea suspensiei unei aripi de avion la o reuniune a Societății de Matematică.

Pentru ca ascensorul să poată ridica în aer o aeronavă modernă, chiar și cântărind zeci de tone, aripa sa trebuie să aibă o suprafață suficientă. Portabilitatea aripii este influențată de mulți parametri, cum ar fi profilul, suprafața, planul aripii, unghiul de atac, viteza aerului și densitatea aerului. Fiecare avion are propria sa viteză minimă la care poate decola și zbura fără să cadă. Astfel, viteza minimă a aeronavelor moderne de pasageri variază între 180 și 250 km/h.

De ce avioanele zboară cu viteze diferite?

Mărimea aeronavei depinde și de viteza necesară. Suprafața aripii aeronavelor de transport lent trebuie să fie suficient de mare, deoarece portanța aripii și viteza dezvoltată de aeronave sunt direct proporționale. Suprafața mare a aripilor aeronavelor lente se datorează faptului că, la viteze suficient de mici, liftul este mic.

Avioanele de mare viteză au, de obicei, aripi mult mai mici, oferind totuși o portanță suficientă. Cu cât densitatea aerului este mai mică, cu atât portabilitatea aripii devine mai mică, astfel încât la altitudine mare viteza aeronavei trebuie să fie mai mare decât atunci când zboară la altitudine joasă.

De ce avioanele zboară atât de sus?

Altitudinea de zbor a aeronavelor moderne cu reacție variază între 5.000 și 10.000 de metri deasupra nivelului mării. Acest lucru poate fi explicat foarte simplu: la această altitudine, densitatea aerului este mult mai mică și, prin urmare, rezistența aerului este mai mică. Avioanele zboară la altitudini mari, deoarece atunci când zboară la o altitudine de 10 kilometri, o aeronavă folosește cu 80% mai puțin combustibil decât atunci când zboară la o altitudine de un kilometru. Totuși, atunci de ce nu zboară și mai sus, în atmosfera superioară, unde densitatea aerului este și mai mică? Faptul este că pentru a crea forța necesară de către motorul aeronavei, este necesară o anumită alimentare minimă de aer. Prin urmare, fiecare aeronavă are cea mai mare limită de altitudine de siguranță, numită și plafon de serviciu. De exemplu, plafonul practic al aeronavei Tu-154 este de aproximativ 12100 de metri.

Pentru a ajunge în aer, avioanele trebuie să dezvolte o putere colosală. Motoarele de avioane creează o forță care le propulsează înainte, în timp ce forma specială a carenei și a aripilor îi ajută să se ridice în sus.

Gravitația trage avioanele în jos ca orice alt corp. Cu toate acestea, avioanele reușesc să rămână în aer tocmai datorită efectului aerului însuși. De obicei aerul apasă pe corp din toate părțile, dar dacă se mișcă, atunci apasă mai puternic decât aerul, care se mișcă rapid.

Aripile unui avion au o formă specială care face ca aerul să se miște mai încet sub ele decât deasupra lor. Când avionul atinge o anumită viteză, aerul „lent” de sub aripile sale începe să apese asupra lor mai mult decât pe cel de deasupra lui – iar avionul se ridică spre cer. Forța rezultată se numește portanță.

Când este tras dintr-o armă, trăgătorul simte un recul - o împingere a patului până la umăr. Această forță acționează asupra patului pistolului pentru un timp foarte scurt - aproximativ 0,002 sec. Dar această forță acționează asupra mitralierei aproape constant, în timp ce gloanțele zboară din țeavă.

De asemenea, o aeronavă poate primi o portanță constantă dacă aruncă aer continuu în jos. Exact pentru asta are nevoie un avion de aripi. Dacă aripa se mișcă orizontal și, în același timp, este setată la un unghi față de direcția de mișcare (acest unghi se numește unghi de atac), ea aruncă aerul care se apropie în jos și creează astfel o suspensie îndreptată în sus.

O aripă așezată la un unghi de atac aruncă aer în jos pe măsură ce se mișcă și astfel creează portanță.

Formarea forței de ridicare se bazează pe legea mecanicii despre cantitatea de mișcare (a doua lege a lui Newton):

m * (v 2 -v 1) = P * t

• m este masa corporală (în cazul nostru, aceasta este masa aerului aruncat);
• v 2 - v 1 - modificarea vitezei corpului (în cazul nostru, viteza verticală a aerului aruncat);
• P este forța care acționează asupra corpului (în cazul nostru, este aplicată în aer și este îndreptată în jos),
• este timpul.

Prin urmare,

P = m / t * (v 2 -v 1)

Deoarece orice acțiune întâlnește întotdeauna o reacție egală ca mărime și direcționată opus (a treia lege a lui Newton), forța de ridicare Y va fi egală cu forța P, aplicată aripii aeronavei și îndreptată în sus: Y = - P.

Mărimea portanței depinde de masa aerului aruncat în fiecare secundă m / t și, la rândul său, depinde de densitatea aerului p, viteza de zbor v și aria aripii S; viteza verticală a aerului v 2 - v 1 depinde de unghiul de atac al aripii și de viteza de zbor. Atunci mărimea forței de ridicare poate fi exprimată prin formula:

Y = C y * pv2 / 2 * S

unde C y este un coeficient care depinde de forma aripii și de unghiul de atac.

Deci, portanța poate fi creată destul de simplu, dar pentru aceasta este imperativ ca aripa să se miște în aer. Acest lucru este rezolvat în diferite moduri: păsările, de exemplu, bat din aripi; planoarele folosesc coborârea - rezistența aerului este învinsă de gravitație. Avionul are nevoie de un motor special. Dar poate este mai profitabil să rotești acest motor astfel încât forța lui să compenseze și greutatea aparatului? Acest lucru nu este necesar, deoarece portanța aripii este de multe ori mai mare decât rezistența aerului. Raportul dintre portanța rezultată și rezistența se numește calitate aerodinamică. În prezent, acest raport ajunge la 25 pentru aeronavele subsonice și 7 pentru aeronavele supersonice.

Dezvoltarea aviației depinde în mare măsură de descoperirile și invențiile din diverse domenii ale științei și tehnologiei și, în primul rând, de dezvoltarea științei fluxului de gaz în jurul corpurilor - aerodinamică. Începutul acestei științe a fost pus de cercetările oamenilor de știință ruși N.E. Zhukovsky, S.A. Chaplygin, SA Khristianovici, oamenii de știință germani R. Prandtl, T. Karman și alții.În plus, știința mecanicii zborului, știința materialelor, invențiile în industria motoarelor și în fabricarea instrumentelor joacă un rol important în dezvoltarea aviației. .

Vă vom spune de ce este important să treceți formarea pilotului stiu ce este pilotarea unui avionși cum zboară avionul.

Pentru un cadet care începe să se antreneze ca pilot de avion, aceasta poate să nu fie cea mai plăcută surpriză. Este timpul să ne întoarcem pe pământ, iar avionul încă zboară.

În anii 1920, designerii de avioane s-au confruntat cu un fenomen ciudat. Avioanele construite în conformitate cu toate legile aerodinamicii clasice s-au dovedit brusc a fi nepotrivite pentru utilizarea cu infrastructura existentă. S-ar părea că totul a fost numărat și calculat de o sută de ori, dar contrar cifrelor și bunului simț, avionul nu se poate „încadra” în lungimea pistei. Mai târziu, pentru a combate acest fenomen, s-au inventat spoilere (sunt și spoilere), iar efectul în sine a fost numit „ecran”.

Oamenii de știință și autorii manualelor de aerodinamică oferă o definiție complexă a efectului de sol. Ei, oamenii de știință, ar trebui să facă acest lucru în ceea ce privește statutul lor. Piloții adevărați explică totul mult mai ușor:
„Ecranul de aterizare pare ca un al cincilea punct. Când modul motor este eliminat, viteza este minimă, iar avionul „din anumite motive” nu vrea să aterizeze. "

Din exterior, se pare că avionul se imaginează ca un planor, sau pilotul a decis să se joace cu un parașutist: au o astfel de disciplină în care cine zboară mai departe orizontal deasupra solului este cel mai abrupt.

Desigur, toată lumea pilot de avion după ce am învățat ce este pilotarea unui avionși cum zboară avionul la școala de zbor, știe foarte bine că în așa-numita „zonă de influență a pământului” este posibil un efect de sol (în engleză se folosește termenul mult mai ușor de înțeles ground effect). Dar este adesea numită greșit „pernă de aer”. De fapt, efectul alunecării la altitudine ultra-joasă este relevant pentru aeroglisor într-un singur caz. Dacă zburați așa ceva:

Dar de ce se întâmplă asta în aviație, să ne uităm la asta.

Antrenamentul pilotului: teoria în primul rând

Dacă sarcina ar fi să explice pe scurt efectul ecranului, ar fi cuvintele vortexuri în vârful aripilor. Literal - vârtejuri la capetele aripii. În stadiul actual de dezvoltare a construcției de aeronave, acestea sunt subiectul principalului bataie de cap pentru designeri.

Vortexurile de la capăt sunt cele care induc rezistența, care se numește rezistență „inductivă”, și pentru a le combate, trebuie să cheltuiți combustibil suplimentar. Aceștia sunt cei care lasă în urmă unui avion zburător un traseu, în care poate cădea un alt avion, care a devenit de mai multe ori cauza prăbușirilor avioanelor. În cele din urmă, ei sunt cei care creează efectul de ecran, adăugând la bătaia de cap a pilotului la aterizare.
Rămâne să înțelegem de unde vin.

Cum zboară avionul

Ca de obicei, totul pleacă de la zero. Datorită formei speciale a profilului, fluxul de aer care intră curge în jurul aripii în moduri diferite. De jos este mai rapid, de sus este mai lent. Există o diferență de presiune, în urma căreia aerul mai dens de dedesubt, parcă, „strânge” aripa în sus. Aceasta este cea mai primitivă explicație pentru creșterea liftului.

Însă aripa (spre marele regret al designerilor de aeronave) nu este infinită, așa că undeva trebuie să existe o zonă în care aerul dens de jos și aerul rarefiat de sus vor intra în contact. Nu este greu de ghicit că asta se va întâmpla acolo unde se termină aripa.

Acum ne amintim cursul școlar de fizică și principiul vaselor comunicante. Dacă presiunea este mai mare într-o parte și mai mică în cealaltă, moleculele de gaz se vor comporta astfel încât presiunea să fie echilibrată. Cu alte cuvinte, aerul tinde să scape din regiunea de înaltă presiune în regiunea de joasă presiune. Cum o poate face? Desigur, prin același vârf de aripă (de fapt, procesul are loc în alte părți ale aripii, dar aici este cel mai pronunțat). Aerul de sub planul inferior al aripii se deplasează în sus, creând vortexuri ascendente la vârfurile aripii.

Dar avionul continuă să zboare înainte în acest moment! Ca rezultat, fiecare astfel de flux este răsucit într-o spirală. Acesta este vârtejul final (este și un mănunchi de vârtej, este și un vârtej de trezire sau un vârtej de trezire).

Uneori, astfel de vârtejuri pot fi observate cu ochiul liber. De exemplu, în timpul unui spectacol aerian, când luptătorii supersonici efectuează acrobații și vremea este destul de umedă, în spatele lor este clar vizibil un jet de trezire. Asta este.

Poți lupta, dar e greu

În principiu, vârtejurile de vârf se degradează în doar câteva minute, dar în spatele unui avion greu mare se pot întinde pe kilometri. Pilotul unui avion care zboară în urma riscă să intre într-o turbulență atât de puternică încât este plin de pierderea completă a controlului.

În timp ce aeroporturile investesc milioane de dolari în dezvoltarea sistemelor care vor disipa valul vârtejului, designerii de aeronave au găsit deja o modalitate de a minimiza formarea acestuia. Pentru a face acest lucru, avioanele moderne de pasageri sunt echipate cu vârfuri cu forme speciale - aripioare sau sharkelettes. Se îndoaie în sus, privând astfel aerul de capacitatea de a curge liber de jos în sus.

Aeroporturile au nevoie de acest lucru pentru a minimiza intervalul dintre decolări și aterizări, iar companiile aeriene au nevoie de acest lucru pentru a reduce costurile. Cu cât vortexul final este mai slab, cu atât rezistența inductivă este mai mică, cu atât consumul de combustibil este mai mic.

Recent, chiar și „bătrânul” remortizat An-2 a fost echipat cu aripioare. Dar, pe lângă avantaje, aripioarele au și dezavantaje: economia de combustibil apare în principal în zborul de croazieră la viteză mare pe distanțe lungi. Deci, aviația mică, cu decolările și aterizările frecvente și rutele scurte, este puțin probabil să se confrunte cu o revoluție tehnologică în viitorul apropiat. Trebuie să invata sa zbori cu ceea ce este.

Școala de zbor: mai multă teorie

Tot ceea ce este descris mai sus a fost legat de zborul la altitudine. Acum imaginați-vă că un avion cu o urmă de vârtejuri de capăt care se întind pe ambele părți va ateriza.
Pozele de mai jos nici măcar nu necesită explicații speciale.

În prima versiune (la înălțime), fluxurile vortex se rotesc de-a lungul unei astfel de traiectorii care creează o presiune suplimentară în jos. Adică portanța aripii devine mai mică. Dar când avionul se apropie de pământ (sau de apă), vortexul final se lovește de obstacol. Astfel, portanța aripii devine mai mare, deși alte condiții (viteză, unghi de atac etc.) nu s-au schimbat.
Dar asta nu este tot.

La înălțime, vortexurile de la capăt creează o presiune suplimentară pe planul superior al aripii. Cu alte cuvinte, viteza verticală în jos crește. Din această cauză, aerul care curge în jurul aripii de sus își schimbă și el direcția. Apare așa-numita teșire a curgerii.

Aproape de pământ, vortexurile de la capăt „se sparg” de suprafață. Presiunea pe planul superior al aripii slăbește, respectiv, panta curgerii devine mai mică:

Pilotarea unui avion: unde se cosește pârâul

Când vorbim despre o pantă de curgere mai mică, ne referim la faptul că aerul curge în jurul planului superior al aripii mai uniform. Direcția mișcării sale devine mai plată, mai aproape de orizontală. Și după cum știți, liftul este întotdeauna perpendicular pe fluxul de intrare. Cu cât fluxul este mai orizontal, cu atât vectorul de ridicare este mai clar îndreptat în sus - spre deosebire de forța gravitației.

La înălțime, panta curgerii este mai pronunțată, astfel încât vectorul de ridicare este deviat înapoi. Dar avionul trebuie să zboare înainte! Această contradicție poate fi rezolvată prin creșterea forței motoarelor, plătind în schimbul rezistenței crescute. Mai simplu spus, cu cât fluxul care se apropie este mai neted (orizontal), cu atât rezistă mai puțin la tăierea aripii. Pentru a vă imagina cum funcționează totul, puteți analiza cu atenție imaginea de mai sus sau vă puteți aminti:

Cu cât panta curgerii este mai mică -> cu atât rezistența mai mică -> cu atât mai multă portanță.

Și cu cât mai multă portanță și mai puțină rezistență, cu atât planul planifică mai departe, nedorind să coboare pe pământul muritor.

Nici sus, nici jos, nici departe, nici aproape

Aerodinamica este o știință exactă, iar conceptele abstracte nu sunt pe deplin adecvate aici. Într-adevăr, ce înseamnă „efectul ecranului apare lângă pământ”? Cat de aproape?

Evident, dacă sursa primară a ecranului sunt vârtejurile de capăt, atunci totul depinde de dimensiunile aeronavei. Cu cât este mai mare și mai greu, cu atât este mai mare diametrul vârtejurilor care ies din vârfuri. Prin urmare, o aeronavă mare va simți efectul influenței pământului la o altitudine mai mare.

Dar atunci de ce trebuie să treacă cel mai popular avion formarea pilotului- Cessna 172 și, să zicem, Piper Warrior, care sunt aproximativ în aceeași clasă de greutate, planifică diferit? Cu aceeași viteză și condiții meteo, Cesna va ateriza vizibil mai aproape.

Răspunsul constă în poziția aripilor. Piper este o așa-numită aeronavă cu aripi joase. Aripile sale sunt situate în partea de jos a fuzelajului. Adică sunt mult mai aproape de pământ. Și dacă da, atunci efectul influenței pământului se simte mai puternic.

Este în general acceptat că apare atunci când distanța până la sol este egală sau mai mică decât anvergura aripilor. Dar efectul ecranului este cel mai pronunțat la o înălțime egală cu 20% din interval. În acest moment, aripa induce doar 60% din rezistența sa normală. Cu toate acestea, fără exemple, este încă neconvingător.

Să zicem că ne-am întâlnit invata sa zbori aeronava Cessna 172. Are anvergura aripilor de 11 metri. 20% înseamnă aproximativ 2 metri. Cu alte cuvinte, atunci când Cessna (mai precis, aripa sa) se află la o înălțime de peste 2 metri, s-ar putea să nu fie foarte ușor să depășești distanța rămasă până la sol.

Peiper are practic aceeași anvergură (10,5 m), dar spre deosebire de Cessna, aripile sale sunt literalmente la un metru de sol. În consecință, pilotul va simți efectul ecranului cam la aceeași înălțime (2 metri), dar aripile sale în acest moment vor fi de aproape două ori mai mici decât ale colegului său de la Cessna. În consecință, panta curgerii va fi mai mică, iar rezistența va fi de numai 40% din cea obișnuită. Este clar că, fără a schimba viteza, un astfel de avion va zbura mult mai departe.

A face ceea ce?

S-ar putea avea impresia că influența ecranului pământului este o problemă continuă. Dar uneori este încă util. În timpul celui de-al Doilea Război Mondial, bombardierele americane B-29 au zburat pe distanțe foarte lungi de la o bază aeriană din Insulele Mariane până în Japonia. Defecțiunile motorului erau frecvente la acea vreme și foarte des echipajele erau forțate să se întoarcă cu un singur motor. Acest lucru a cauzat o mulțime de probleme - necesitatea de a manevra a restrâns drastic posibilitățile, a crescut consumul de combustibil și piloții au fost adesea nevoiți să arunce pilotarea unui avion catapult în apele nesfârșite ale Oceanului Pacific. Piloții s-au adaptat apoi să zboare la altitudine joasă, folosind efectul de ecranare al apei pentru a ușura motoarele.

La aeronavele mici, efectul de ecran poate fi util la aterizarea pe benzi neasfaltate, mai ales in timpul dezghetului de toamna-primavara. Realizând cum zboară avionul si ce se intampla cu el, poti, dupa exemplul pilotilor de planor, sa mariti in mod deliberat distanta de zbor orizontal, alegand o piesa mai uscata pentru aterizare.

Pe de altă parte, dacă în momentul aterizării te-ai trezit zburând acolo unde, după toate calculele, ar fi trebuit deja să patinezi, poate merită să faci o repriză și să construiești o abordare ținând cont de efectul de sol.

Probabil că nu există persoană care, privind un avion care zboară, să nu fi pus întrebarea: „Cum face?”

Oamenii au visat întotdeauna să zboare. Icar poate fi considerat probabil primul aeronaut care a încercat să decoleze cu ajutorul aripilor. Apoi, de-a lungul mileniilor, a avut mulți adepți, dar adevăratul succes a căzut în soarta fraților Wright. Ei sunt considerați a fi inventatorii avionului.

Văzând la sol nave uriașe de pasageri, Boeing cu două etaje, de exemplu, este complet imposibil de înțeles cum se ridică în aer acest colos de metal de mai multe tone, pare atât de nefiresc. Mai mult, chiar și oamenii care au lucrat toată viața în industrii legate de aviație și, bineînțeles, care cunosc teoria aeronauticii, recunosc uneori sincer că nu înțeleg cum zboară avioanele. Dar tot vom încerca să ne dăm seama.

Aeronava este ținută în aer datorită „liftului” care acționează asupra ei, care apare doar în mișcare, care este asigurat de motoarele atașate la aripi sau fuselaj.

• Motoarele cu reacție aruncă înapoi un jet de kerosen sau alte produse de ardere a combustibilului de aviație, împingând aeronava înainte.
• Palele motorului cu elice par să fie înșurubate în aer și trag avionul în spatele lor.

Forța de ridicare

Ridicarea are loc atunci când fluxul de aer care intră curge în jurul aripii. Datorită formei speciale a secțiunii aripii, o parte din fluxul de deasupra aripii are o viteză mai mare decât fluxul de sub aripă. Acest lucru se datorează faptului că suprafața superioară a aripii este convexă, spre deosebire de partea inferioară plată. Ca urmare, aerul care curge în jurul aripii de sus trebuie să parcurgă o distanță mai mare, corespunzător cu o viteză mai mare. Și cu cât debitul este mai mare, cu atât presiunea în el este mai mică și invers. Cu cât viteza este mai mică, cu atât presiunea este mai mare.

În 1838, când aerodinamica ca atare nu exista încă, fizicianul elvețian Daniel Bernoulli a descris acest fenomen, formulând o lege numită după el. Bernoulli a descris însă fluxul fluxurilor de fluide, dar odată cu apariția și dezvoltarea aviației, descoperirea sa s-a dovedit a fi foarte oportună. Presiunea de sub aripă depășește presiunea de sus și împinge aripa, și odată cu ea și aeronava, în sus.

O altă componentă a liftului este așa-numitul „unghi de atac”. Aripa este situată la un unghi ascuțit față de fluxul de aer care se apropie, din cauza căruia presiunea de sub aripă este mai mare decât cea de deasupra.

Cât de repede zboară avioanele?

Pentru apariția forței de ridicare, este necesară o anumită viteză de mișcare și destul de mare. Distingeți între viteza minimă, este necesară ridicarea de la sol, maximă și croazieră, la care aeronava zboară cea mai mare parte a rutei, este de aproximativ 80% din maximă. Viteza de croazieră a navelor moderne de pasageri este de 850-950 km pe oră.

Există și conceptul de viteză la sol, care este suma vitezei proprii a avionului și a vitezei curenților de aer pe care trebuie să-i depășească. Din aceasta se calculează durata zborului.

Viteza necesară pentru decolare depinde de masa aeronavei, iar pentru navele moderne de pasageri variază de la 180 la 280 km pe oră. Aterizarea are loc cam la aceeași viteză.

Înălţime

Altitudinea de zbor nu este aleasă în mod arbitrar, ci este determinată de un număr mare de factori, de economia de combustibil și de considerente de siguranță.

La suprafața pământului, aerul este mai dens, prin urmare, are o rezistență mare la mișcare, determinând un consum crescut de combustibil. Odată cu creșterea altitudinii, aerul devine mai descărcat, iar rezistența scade. Altitudinea optimă pentru zbor este considerată a fi de aproximativ 10.000 de metri. În același timp, consumul de combustibil este minim.

Un alt avantaj semnificativ al zborului la altitudini mari este absența păsărilor aici, ciocnirile cu care au dus în mod repetat la dezastre.

Avioanele civile nu pot urca peste 12.000-13.000 de metri, deoarece un vid prea puternic interferează cu funcționarea normală a motoarelor.

Controlul avionului

Aeronava este controlată prin creșterea sau scăderea forței motorului. În acest caz, viteza se modifică, respectiv, ridicarea și altitudinea de zbor. Pentru un control mai subtil al proceselor de modificare a înălțimii și a virajelor, se folosesc mijloacele de mecanizare a aripilor și cârmele situate pe ansamblul cozii.

Decolare și aterizare

Pentru ca liftul să devină suficient pentru a ridica avionul de la sol, acesta trebuie să dezvolte o viteză suficientă. Pentru aceasta se folosesc pistele. Pentru aeronavele grele de pasageri sau de transport sunt necesare piste lungi, de 3-4 kilometri.

Starea pistelor este monitorizată cu atenție de către serviciile aerodromului, menținându-le într-o stare perfectă de curată, deoarece obiectele străine care pătrund în motor pot duce la un accident, iar zăpada și gheața de pe pistă reprezintă un mare pericol în timpul decolării și aterizării.

Când aeronava decolează, vine un moment după care nu mai este posibilă anularea decolării, deoarece viteza devine atât de mare încât aeronava nu se va mai putea opri pe pistă. Aceasta este ceea ce se numește „viteza de luare a deciziilor”.

Aterizarea este un moment foarte crucial în zbor, piloții încetinesc treptat, în urma căruia portanța scade și aeronava scade. Chiar înainte de sol, viteza este deja atât de mică încât flapsurile sunt extinse pe aripi, care măresc oarecum portanța și permit aeronavei să aterizeze ușor.

Astfel, oricât de ciudat ni s-ar părea, avioanele zboară, și în strictă conformitate cu legile fizicii.