Prezentacija podizanja krila aviona. Krilo aviona je dizajnirano da stvara uzgonu. Zapažanja i eksperimenti

Srednja škola Skalistovskaja I-III stepen

Izborni predmet fizike u 10. razredu Istraživački projekat na temu

"Proučavanje zavisnosti aerodinamičkih kvaliteta krila od njegovog oblika".

Bakhchisarai.

Supervizor:

nastavnik fizike Džemilev Remzi Nedimovič

Rad završen: Erofejev Sergej

Učenik 10. razreda

(Skalistovskaya općeobrazovna

škola I - III stepena

Okružno vijeće Bakhchisaray

Autonomna Republika Krim)

Ažuriranje teme.

Jedan od glavnih problema u projektovanju novih aviona je izbor optimalnog oblika krila i njegovih parametara (geometrijski, aerodinamički, čvrstoća itd.). Dizajneri aviona morali su se suočiti s raznim neočekivanim efektima koji se javljaju pri velikim brzinama. Otuda ponekad neobični oblici krila modernih aviona. Krila se "savijaju" unatrag, dajući im izgled strijele; ili obrnuto, krila postaju zamašena.

Predmet našeg proučavanja je dio fizike aerodinamika - ovo je dio aeromehanike, koji proučava zakone kretanja zraka i drugih plinova i njihovu interakciju sila sa čvrstim tijelima koja se kreću.

Predmet istraživanja je određivanje veličine podizanja krila na određenom

brzina strujanja vazduha u odnosu na krilo. Jedan od glavnih razloga koji utječu na oblik krila je potpuno drugačije ponašanje zraka pri velikim brzinama.

Aerodinamika je eksperimentalna nauka. Do sada ne postoje formule koje bi omogućile da se apsolutno precizno opiše proces interakcije čvrstog tijela s nadolazećim strujanjem zraka. Međutim, uočeno je da tijela istog oblika (sa različitim linearnim dimenzijama) na isti način komuniciraju sa strujom zraka. Stoga ćemo u lekciji provesti istraživanje aerodinamičkih parametara tri tipa krila istog poprečnog presjeka, ali različitih oblika: pravokutnog, zamašenog i obrnutog zamaha kada ih zrak struji.

Zapažanja i eksperimenti koje ćemo napraviti pomoći će nam da bolje razumijemo neke od novih aspekata fizičkih pojava koje se uočavaju tokom leta aviona.

Relevantnost naše teme leži u popularizaciji avijacije, avio tehnologije.

Istorija istraživanja.

Možemo li osjetiti zrak oko sebe? Ako se ne krećemo, onda to praktično ne osjećamo. Kada, na primjer, jurimo u autu sa otvorenim prozorima, vjetar koji bije u lice podsjeća na elastičan mlaz tečnosti. To znači da zrak ima elastičnost i gustinu i može stvoriti pritisak. Naš daleki predak nije znao ništa o eksperimentima koji dokazuju postojanje atmosferskog pritiska, ali je intuitivno shvatio da ako jako snažno mašete rukama, moći ćete se odgurnuti iz zraka, poput ptice. San o letenju prati čovjeka otkad pamti. O tome svjedoči poznata legenda o Ikaru. Mnogi pronalazači su pokušali da polete. U različitim zemljama iu različito vrijeme bilo je brojnih pokušaja osvajanja zračnog elementa. Veliki italijanski umjetnik Leonardo da Vinci skicirao je projekat za letjelicu koju pokreće samo ljudska mišićna snaga. Međutim, priroda nije dozvolila čovjeku da leti kao ptica. Ali nagradila ga je inteligencijom, koja je pomogla da se izume aparat teži od zraka, sposoban da se podigne sa zemlje i podigne ne samo sebe, već i osobu s teretom.

Kako je uspio da stvori takvu mašinu? Šta drži avion u vazduhu? Odgovor je očigledan - krila. Šta čuva krila? Avion juri naprijed, ubrzava, javlja se sila podizanja. Uz dovoljnu brzinu, podići će našu letjelicu sa zemlje i zadržati letjelicu tokom leta.

Prve teorijske studije i važne rezultate izveli su na prijelazu iz 19. u 20. vek ruski naučnici N. E. Žukovski i S. A. Čapligin.

Nikolaj Jegorovič Žukovski (1847 -1921) - ruski naučnik, osnivač moderne aerodinamike. Sagradio je aerotunel početkom veka, razvio teoriju o krilu aviona. Godine 1890. Žukovski je objavio svoj prvi rad iz oblasti avijacije, Za teoriju leta.

Sergej Aleksejevič Čapligin (1869 - 1942) sovjetski naučnik u oblasti teorijske mehanike, jedan od osnivača moderne hidroaerodinamike. U svom radu “O gasnim mlaznicama” dao je teoriju letova velikih brzina, koja je poslužila kao teorijska osnova za modernu brzu avijaciju.

“Čovjek nema krila i, u odnosu na težinu njegovog tijela prema težini mišića, on je 72 puta slabiji od ptice... Ali mislim da će letjeti, ne oslanjajući se na snagu svojih mišića, već na snagu svog uma.

NE. Zhukovsky

Osnove aerodinamike. Osnovni koncepti.

Aerotunel je instalacija koja stvara strujanje zraka za eksperimentalno proučavanje strujanja zraka oko tijela.

Eksperimenti u aerotunelu izvode se na osnovu principa reverzibilnosti kretanja - kretanje tijela u zraku se može zamijeniti

kretanje gasa u odnosu na nepokretno telo.

Krilo aviona je najvažniji deo aviona, izvor uzgona koji omogućava letenje avionom. Različiti avioni imaju različita krila, koja se razlikuju po veličini, obliku, položaju u odnosu na trup.

Raspon krila je razmak između krajeva krila u pravoj liniji.

Područje krila S- je područje ograničeno konturama krila. Površina zamašenog krila izračunava se kao površina dva trapeza.

S = 2 · · = bav · ɭ [m2] (1)

Ukupna aerodinamička sila je sila R kojom nailazi

strujanje vazduha deluje na čvrsto telo. Proširujući ovu silu na vertikalnu Fy i horizontalnu Fx komponente (slika 1), dobijamo silu podizanja krila i silu njegovog otpora, respektivno.

Opis eksperimenta.

Da bismo povećali jasnoću demonstracija i kvantitativnu analizu eksperimenata koji su u toku, koristićemo mjerni uređaj - za određivanje numeričke vrijednosti uzgona krila. Mjerni uređaj se sastoji od metalnog okvira na koji je pričvršćena strelica s nejednakom polugom. Usmjeravanjem strujanja zraka na model krila dolazi do ravnoteže poluge, strelica se pomiče duž skale koja pokazuje ugao odstupanja krila od horizontale.

Krilni modeli su napravljeni od pene 140 ͯ 50 mm. Krila modernih aviona mogu biti pravokutnog, zamašenog, obrnutog oblika.

Model za mjerenje veličine podizanja krila uključuje sljedeće glavne blokove (slika 4.):

aerotunel;

Mjerni uređaj;

Fiksna platforma na kojoj su fiksirani gore navedeni uređaji.

Provođenje eksperimenta.

Model radi ovako:

Za eksperiment, model krila je pričvršćen na polugu i postavljen na udaljenosti od 20-25 cm od aerotunela. Usmjerite protok zraka na krilo modela i gledajte kako se diže. Promijenite oblik krila. Ponovo dovodimo polugu u ravnotežu tako da model zauzme prvobitni položaj, i određujemo količinu sile dizanja, pri istoj brzini strujanja zraka.

Ako je ploča postavljena duž toka (napadni ugao je nula), tada će protok biti simetričan. U tom slučaju ploča ne skreće protok zraka i sila podizanja Y je nula. Otpor X je minimalan, ali nije nula. Nastaće ga silama trenja molekula vazduha o površini ploče. Ukupna aerodinamička sila R je minimalna i poklapa se sa silom otpora X.

Kako se napadni ugao postepeno povećava, a nagib protoka povećava, raste i sila podizanja. Očigledno i otpor raste. Ovdje treba napomenuti da pri niskim napadnim uglovima sila dizanja raste mnogo brže od otpora.

Pravougaona krila.

• Masa krila m ≈ 0,01 kg;
• ugao otklona krila α = 130, g ≈ 9,8 N/kg.

Područje krila S= 0,1 0,027 = 0,0027 m2

Sila dizanja krila Ru = = 0,438 N

Frontalni otpor Rh = = 0,101 N

K \u003d Fu / Fx \u003d 0,438 / 0,101 = 4,34

Što je veći aerodinamički kvalitet krila, to je ono savršenije.

• Kako se napadni ugao povećava, protoku zraka postaje teže da struji oko ploče. Sila dizanja, iako i dalje raste, ali sporije nego prije. Ali otpor raste sve brže i brže, postupno prestižući rast podizanja. Kao rezultat, ukupna aerodinamička sila R počinje da odstupa unazad. Slika se dramatično mijenja.

Zračne struje ne mogu nesmetano strujati oko gornje površine ploče. Iza ploče se formira snažan vrtlog. Lift naglo opada, a otpor raste. Ovaj fenomen u aerodinamici naziva se STALL. "Očupano" krilo prestaje biti krilo. Prestaje da leti i počinje da pada.

U našem eksperimentu, već pri kutu otklona krila α = 600 i više, krilo je zastalo, ne leti, g ≈ 9,8 N/kg

Podizanje krila Ry = = 0,113 N

Frontalni otpor Rh = = 0,196 N

Aerodinamički kvalitet krila K = 0,113/0,196 = 0,58

Arrow wing.

Masa krila m ≈ 0,01 kg;

ugao otklona krila α = 200, g ≈ 9,8 N/kg

Područje krila S= 0,028 m2

Sila dizanja krila Ru = = 0,287 N

Frontalni otpor R x \u003d = 0,104 N

Aerodinamički kvalitet krila

K \u003d Fu / Fx \u003d 0,287 / 0,104 = 2,76

Krilo sa obrnutim zamahom.

Masa krila m ≈ 0,01 kg;

ugao otklona krila α = 150, g ≈ 9,8 N/kg

Područje krila S= 0,00265 m2

Podizna sila krila Ru = = 0,380 N

Frontalni otpor Rx \u003d = 0,102 N

Aerodinamički kvalitet krila

K \u003d Fu / Fx \u003d 0,171 / 0,119 = 3,73

Analiza eksperimenta

Analizirajući eksperiment i dobijene rezultate, pošli smo od teze da što je aerodinamički kvalitet krila veći, to je ono bolje.

U prvom slučaju našeg eksperimenta, najbolja krila su bila pravokutna krila i zamašeno stražnje krilo. Glavna prednost pravog krila je njegov visoki koeficijent uzgona K = 4,34. Za krilo zamaha, koeficijent uzgona je K = 2,76 i, shodno tome, krilo obrnutog zamaha ima koeficijent uzgona jednak K = 3,73. Stoga se pokazalo da je najbolje krilo bilo pravokutno krilo i zamašeno zadnje krilo.

Ponovili su svoje iskustvo sa većom snagom strujanja vazduha: u ovom slučaju, aerodinamički kvaliteti pravog krila i krila obrnutog zamaha su prilično oštro smanjeni za K = 2,76 i K = 1,48, ali se aerodinamički kvalitet zakretnog krila neznatno promenio. K = 2,25.

Analizirajući rezultate dobijene za zamašeno krilo, uočili smo da sa povećanjem brzine strujanja vazduha otpor krila raste prilično sporo, dok se koeficijent uzgona zadržava gotovo nepromenjen.

U ovom radu proučavali smo ovisnost sile podizanja krila samo od njegovog tlocrtnog oblika. U stvarnom letu, sila podizanja krila zavisi i od njegove površine, profila, kao i od napadnog ugla, brzine i gustine strujanja, kao i od niza drugih faktora.

Da bi eksperiment bio čist, moraju biti ispunjeni sljedeći uvjeti.

• protok vazduha je održavan konstantnim;
• osa krila i osa aerotunela su se poklopile.
• udaljenost od kraja cijevi do tačke pričvršćenja krila uvijek je bila ista;

• P.S. Kudryavtsev. I JA. Konfederati. Istorija fizike i tehnologije. Udžbenik za studente pedagoških instituta. Državna prosvetna i pedagoška izdavačka kuća Ministarstva prosvete RSFSR. Moskva 1960
• fizika. Ja poznajem svijet. Dječija enciklopedija. Moskva. AST. 2000
• V.B. Baidakov, A.S. Klumov. Aerodinamika i dinamika leta aviona. Moskva. "Inženjering", 1979
• Velika sovjetska enciklopedija. 13. Treće izdanje. Moskva, "Sovjetska enciklopedija", 1978

Starost: 14 godina

Mjesto studiranja: MBOU LAP №135

Grad, region: Samara, 63

Rukovodilac: Samsonova Natalya Yurievna, nastavnik fizike

Istorijski istraživački rad "Papirni avion - dječja zabava i naučno istraživanje"

Uvod_______________________________________________________________ 2

Ciljevi i zadaci _________________________________________________________3-4

Glavni dio ________________________________________________________5-12

Sila dizanja krila aviona ___________________________________________________ 5-8

Istorijat razvoja aviona ________________________________________________9-10

Faktori koji utiču na silu uzgona krila aviona ________________________ 10

Faktori koji utiču na domet leta ___________________________________ 10

Faktori koji utječu na vrijeme leta ______________________________________________10

Zapažanja i eksperimenti ___________________________________________________________________ 10-12

Metodologija________________________________________________________________________________12

Zaključak _____________________________________________________________13

Bibliografija________________________________________________ 14

Uvod

Ljudi su dugo sanjali o letenju. Napravite krila poput ptica, insekata, slepih miševa. Koliko se različitih živih bića nosi u zraku, a čovjek ne može!

Hrabri pronalazači pokušali su da naprave krila za ljude. Ali niko nije mogao da leti na takvim krilima. Čovjek nije imao dovoljno snage da se podigne u zrak. U najboljem slučaju, pronalazači su uspjeli bezbedno sletjeti na tlo, klizeći na svojim krilima s planine ili visoke kule. Za to nije bila potrebna sila.

Svaki put kada vidim avion - srebrnu pticu kako se uzdiže u nebo - divim se snazi ​​kojom lako savladava zemljinu gravitaciju i ore nebeski okean i postavljam sebi pitanja:

• Kako treba konstruisati krilo aviona da izdrži veliko opterećenje?
• Kakav bi trebao biti optimalan oblik krila koje seče kroz zrak?
• Koje karakteristike vjetra pomažu avionu u letu?
• Koju brzinu avion može postići?

Čovek je oduvek sanjao da se „poput ptice“ uzdigne u nebo i od davnina je pokušavao da svoj san ostvari. U 20. stoljeću, avijacija se počela razvijati tako brzo da čovječanstvo nije moglo spasiti mnoge originale ove složene tehnologije. Ali mnogi uzorci su sačuvani u muzejima u obliku smanjenih modela, dajući gotovo potpunu sliku stvarnih strojeva.

Odabrao sam ovu temu jer pomaže u životu ne samo da se razvije logičko tehničko mišljenje, već i da se pridruži praktičnim vještinama rada sa papirom, naukom o materijalima, tehnologijom za projektovanje i konstruisanje aviona. A najvažnije je stvaranje vlastite letjelice.

Predstavili smo hipoteza - može se pretpostaviti da karakteristike leta aviona zavise od njegovog oblika.

Koristili smo sljedeće metode istraživanja:

• Proučavanje naučne literature;
• Dobivanje informacija na Internetu;
• Direktno posmatranje, eksperimentisanje;
• Izrada eksperimentalnih pilot modela zrakoplova;

Cilj i zadaci

Cilj: Projektovati avion sa sljedećim karakteristikama: maksimalni domet i trajanje leta.

Zadaci:

Analizirati informacije dobijene iz primarnih izvora;

Proučiti elemente drevne orijentalne umjetnosti aerogamija;

Upoznavanje sa osnovama aerodinamike, tehnologijom projektovanja aviona od papira;

Testirati konstruisane modele;

Razviti vještine za ispravno, efikasno lansiranje modela;

Kao osnovu svog istraživanja uzeo sam jedno od područja japanske origami umjetnosti - aerogami(od japanskog "gami" - papir i latinskog "aero" - vazduh).

Aerodinamika (od grčkih reči aer - vazduh i dinamis - sila) je nauka o silama koje nastaju kretanjem tela u vazduhu. Zrak se zbog svojih fizičkih svojstava opire kretanju čvrstih tijela u njemu. Istovremeno, između tijela i zraka nastaju sile interakcije koje proučava aerodinamika.

Aerodinamika je teorijska osnova modernog vazduhoplovstva. Svaki avion leti, poštujući zakone aerodinamike. Stoga je za konstruktora aviona poznavanje osnovnih zakona aerodinamike ne samo korisno, već jednostavno neophodno. Proučavajući zakone aerodinamike, napravio sam niz zapažanja i eksperimenata: "Odabir oblika aviona", "Principi stvaranja krila", "Udarac" itd.

Dizajn.

Savijanje papirnog aviona nije tako lako kao što se čini. Radnje moraju biti samouvjerene i precizne, nabori - savršeno ravni i na pravim mjestima. Jednostavni dizajni opraštaju, dok u složenim dizajnima nekoliko nesavršenih uglova može dovesti proces montaže u ćorsokak. Osim toga, postoje slučajevi u kojima pregib ne mora biti namjerno precizan.

Na primjer, ako jedan od posljednjih koraka zahtijeva presavijanje debele sendvič strukture na pola, savijanje neće raditi osim ako ne izvršite korekciju za debljinu na samom početku preklapanja. Takve stvari nisu opisane dijagramima, one dolaze s iskustvom. A simetrija i precizna raspodjela težine modela određuju koliko će dobro letjeti.

Ključna tačka u "papirnoj avijaciji" je lokacija centra gravitacije. Stvarajući različite dizajne, predlažem da se nos aviona oteži postavljanjem više papira u njega, da se formiraju punopravna krila, stabilizatori i kobilica. Tada se papirni avion može kontrolisati kao pravi.

Na primjer, eksperimentiranjem sam otkrio da se brzina i putanja leta mogu podesiti savijanjem zadnje strane krila poput pravih zakrilaca, lagano okretanjem papirne kobilice. Takva kontrola je osnova "papirnog akrobatika".

Dizajn aviona značajno varira u zavisnosti od svrhe njihove konstrukcije. Na primjer, avioni za letove na daljinu po obliku podsjećaju na strelicu - jednako su uski, dugi, kruti, sa izraženim pomakom težišta prema nosu. Avioni za najduže letove nisu kruti, ali imaju veliki raspon krila i dobro su balansirani. Balansiranje je izuzetno važno za ulične letjelice. Moraju zadržati ispravan položaj, uprkos destabilizirajućim fluktuacijama u zraku. Avioni koji se lansiraju u zatvorenom prostoru imaju koristi od centra gravitacije spuštenog nosa. Takvi modeli lete brže i stabilnije, lakše ih je lansirati.

Testovi

Za postizanje visokih rezultata na startu potrebno je savladati pravilnu tehniku ​​bacanja.

• Da biste avion poslali na maksimalnu udaljenost, morate ga baciti naprijed i gore pod uglom od 45 stepeni što je više moguće.
• U takmičenjima u vremenu leta avion treba baciti na maksimalnu visinu kako bi duže klizio prema dolje.

Lansiranje na otvorenom, osim dodatnih problema (vjetar), stvara i dodatne prednosti. Koristeći uzlazno strujanje zraka, možete učiniti da avion leti nevjerovatno daleko i dugo. Snažan uzlazni tok može se naći, na primjer, u blizini velike višespratnice: udarivši o zid, vjetar mijenja smjer u vertikalni. Prijateljskiji vazdušni jastuk se može naći na sunčanom danu na parkingu. Tamni asfalt se jako zagrije, a vrući zrak iznad njega lagano se diže.

Glavni dio.

1.1 Podizanje krila aviona.

Ono na šta pokretni tokovi ne stignu - oni čak i guraju brodove zajedno. Da li je moguće koristiti njihovu moć za podizanje tijela? Vozači znaju da pri velikoj brzini prednji dio automobila može poletjeti s puta, kao da će poletjeti. Čak su postavili i anti-krila da se to ne dogodi. Odakle dolazi sila podizanja?

Ovdje ne možemo bez takve stvari kao što je krilo. Najjednostavnije krilo je, možda, zmaj (sl. 216). Kako leti? Podsjetimo da zmaja vučemo za uže, stvarajući vjetar koji trči po njegovoj ravni ili krilu. Označimo ravan krila AB, napetost užeta Q, sopstvenu težinu zmaja P, rezultantu ovih sila R, 1

AB vjetar koji trči na ravninu zmaja, reflektirajući se od njega, stvara silu dizanja R, koja, da zmaj ne padne, treba biti jednaka R, a po mogućnosti i više, kako bi se zmaj podigao. Smatrate li da nije sve tako jednostavno kada je letenje u pitanju? Još teže nego sa zmajem, situacija je sa silom dizanja krila aviona.

Presek krila aviona prikazan je na sl. 217 a. Praksa je pokazala da za izvođenje podizanja krilo aviona mora biti postavljeno tako da između njegove donje linije i pravca leta postoji određeni ugao a - napadni ugao. Ovaj ugao se mijenja djelovanjem lifta.

Tokom horizontalnog leta, ugao a ne prelazi 1-1,5 °, dok sletanje - oko 15 °. Ispada da će u prisustvu takvog napadnog ugla brzina strujanja zraka oko krila odozgo biti veća od brzine ^/^ strujanja oko donje površine krila. Na sl. 217 i ova razlika u brzinama je obilježena različitom gustinom strujne linije.

Rice. 217. Kako nastaju sila dizanja krila (a) i sile koje djeluju na avion (b)

Ali, kao što već znamo, na tom mjestu strujanja, gdje je brzina veća, pritisak je manji i obrnuto. Dakle, kada se avion kreće u vazduhu, biće smanjen pritisak iznad gornje površine krila, a povećan pritisak iznad donje. Ova razlika u pritisku uzrokuje da sila R djeluje prema gore na krilo.

Vertikalna komponenta ove sile - sila F je sila dizanja usmjerena prema težini tijela P. Ako je ova sila veća od težine aviona, ovaj će se podići. Druga komponenta Q je frontalni otpor, savladava se potiskom propelera.

Na sl. 217, b prikazane su sile koje deluju na vazduhoplov tokom horizontalnog ravnomernog leta: F, - sila dizanja, P - težina vazduhoplova, F., - otpor i F - potisak propelera.

Veliki doprinos razvoju teorije krila, pa čak i teorije aerodinamike uopšte, dao je ruski naučnik, profesor N. E. Žukovski (1847-1921). Žukovski je još prije ljudskih letova rekao zanimljive riječi: „Čovjek nema krila, a u odnosu na težinu njegovog tijela i težinu mišića, on je 72 puta (!) Slabiji od ptice. Ali mislim da će letjeti, ne oslanjajući se na snagu svojih mišića, već na snagu svog uma.

Rice. 218. Oblik krila prema M< 1 и М > 1

Avijacija je odavno prešla zvučnu barijeru, koja se mjeri takozvanim Mahovim brojem - M. Podzvučnom brzinom M< 1, при звуковой М = 1, при сверхзвуковой М >1. I oblik krila se promijenio - postalo je tanje i oštrije. Promijenjen je i oblik krila. Podzvučna krila su pravougaona, trapezoidna ili eliptična. Transzvučna i nadzvučna krila su zamašena, deltoidna (poput grčkog slova "delta") ili trouglasta (Sl. 218). Činjenica je da kada se avion kreće skorom i nadzvučnom brzinom, nastaju takozvani udarni valovi, povezani s elastičnošću zraka i brzinom širenja zvuka u njemu. Za smanjenje ove štetne pojave koriste se krila oštrijeg oblika. Obrazac strujanja vazduha oko podzvučnih i nadzvučnih krila prikazan je na Sl. 219, gdje možete vidjeti razliku u njihovoj interakciji sa zrakom.

A nadzvučni avioni opremljeni takvim krilima prikazani su na Sl. 220.

Rice. 219. Uzorak strujanja zraka oko podzvučnih i nadzvučnih krila

Rice. 220. Supersonični bombarder (a) i lovci (b)

Zrakoplovi sa brzinom M > 6 nazivaju se hipersonični. Njihova krila su izgrađena na način da se čini da se udarni talasi strujanja oko trupa i krila međusobno poništavaju. Zbog toga je oblik krila ovakvih aviona zamršen, tzv. W, odnosno M-oblika (Sl. 221).

Rice. 221. Hipersonični avion

Rice. 222. Evolucija aviona

Istorija razvoja aviona

Ukratko o istoriji ljudskog leta i evoluciji aviona (Sl. 222).

Godine 1882. ruski oficir A.F. Mozhaisky napravio je avion sa parnom mašinom, koji zbog velike težine nije mogao da poleti. Nekoliko godina kasnije, njemački inženjer Lilienthal napravio je seriju jedriličarskih letova na balansirajućoj jedrilici koju je napravio, a kojom se upravljalo pomjeranjem težišta tijela pilota. Tokom jednog od ovih letova, jedrilica je izgubila stabilnost, a Lilienthal je umro. Godine 1901. američki mehaničari, braća Wright, napravili su jedrilicu od bambusa i platna i na njoj izvršili nekoliko uspješnih letova. Jedrilica je lansirana sa blage padine uz pomoć primitivnog katapulta, koji se sastojao od malog tornja od balvana i užeta s teretom. Ljeti su braća naučila letjeti, a ostatak vremena radili su u svojoj radionici za bicikle, štedeći novac za nastavak eksperimenata. U zimu 1902-1903. godine napravili su benzinski motor sa unutrašnjim sagorevanjem, ugradili ga na svoju jedrilicu i 17. decembra 1903. godine izvršili svoje prve letove, od kojih je najduži, iako je trajao samo 59 sekundi, ipak pokazao da je avion je mogao da poleti i ostane u vazduhu.

Pošto su poboljšali letelicu i stekli neke letačke veštine, braća Rajt su 1906. objavila svoj izum. Od tog trenutka počinje nagli razvoj avijacije u mnogim zemljama svijeta. Nakon 3 godine, francuski inženjer Blériot preletio je avion svog dizajna preko Engleskog kanala, dokazujući sposobnost ove mašine da leti iznad mora. Manje od 20 godina kasnije, jednosjed je preletio iz Amerike u Evropu preko Atlantskog okeana, a 10 godina kasnije, u ljeto 1937. godine, tri sovjetska pilota - V.P. Chkalov, G.F. Baidukov i A.V. Belyakov - u avionu A. N. Tupoljev ANT-25 je leteo iz Moskve u Ameriku preko Severnog pola. Nekoliko dana kasnije, M. M. Gromov, A. B. Yumashev i S. A. Danilin, leteći istom rutom, postavili su svjetski rekord u udaljenosti pravog leta, prešavši 10.300 km bez slijetanja.

Uporedo sa dometom, rasli su i nosivost, visina i brzina aviona. Prvi super-teški avion "Ilya Muromets" izgrađen je u Rusiji. Ovaj četveromotorni gigant bio je toliko superioran u odnosu na sve mašine tog vremena da dugo u inostranstvu nisu mogli vjerovati u postojanje takve letjelice. Godine 1913. Ilya Muromets je oborio svjetske rekorde u dometu, visini i nosivosti.

Ako je brzina aviona braće Wright bila oko 50 km/h, onda moderni avioni lete nekoliko puta brže od zvuka. A rakete lete još brže. Na primjer, lansirna raketa koja je lansirala prvi umjetni Zemljin satelit u orbitu imala je M>28.

1.2 Faktori koji utiču na silu uzgona krila aviona.

1) brzina vazduha

2) oblik krila

3) srednje gustine

1.3 Faktori koji utiču na domet leta.

1) težina aviona

2) oblik krila

1.4 Faktori koji utiču na vrijeme leta.

1) mlazni tok velike visine;

2) zadnji vetar, čeoni vetar, bočni vetar;

3) oblik krila

1.5 Zapažanja i eksperimenti.

Zapažanja

Izbor forme aviona.

Iskustvo #1

zaključak:

Aerodinamičan oblik pomaže da avion ostane u zraku. Dok klizi naprijed, stvara podizanje. Avion će se dizati sve dok se ne iscrpi sila kojom sam ga lansirao. A običan list papira ima previše potporne površine, što nije pogodno za pravilan let.

Principi krila.

Oprema:

• Papir;
• Dvije knjige.

Iskustvo br. 2

Iznenadni nalet vjetra:

Iskustvo br. 3

Oprema:

• Papir;
• Dvije knjige.

Iskustvo br. 4

Dašak.

Oprema:

• Dvije trake papira

zaključak:

Vazduh brže klizi preko gornjeg, zakrivljenog dela krila, koji ima višu prednju ivicu od zadnje ivice (ovo pomaže da vazduh klizi sa krila). Zbog toga je pritisak vazduha ispod krila veći, pa krilo gura prema gore. Sila koja podržava krilo uzrokovana je razlikom pritiska. To se zove lift. Protok zraka na krilu može se preusmjeriti prema dolje pomoću zakrilaca ili krilaca. Oni omogućavaju letjelici da uzlijeće, skreće i leti na maloj visini čak i pri maloj brzini.

1.6 Metodologija

Odlučio sam provesti eksperiment koji će dokazati ovisnost vremena leta i dometa o obliku krila. Napravio sam 5 modela papirnih aviona. Više puta sam lansirao avione iste mase istom snagom. Nakon što sam pokrenuo sve modele, zabilježio sam rezultate trčanja i rezultat aritmetičkog prosjeka u tabeli. Na osnovu aritmetičke sredine pronašao sam pobjednike u pogledu dometa i vremena leta (model br.2 i model br.5).Vrijeme i domet leta su različiti za sve modele => domet i vrijeme leta zavise od oblika krila.

Zaključak

Analiza rezultata testa:

Za procjenu modela odlučio sam koristiti 5

Sistem loptica:

Na osnovu tabele pronašao sam najbolju opciju za papirne avione: model br. 4. Model #2 je dobar za takmičenja na daljinu, dok model #3 ima duže vrijeme leta.

Tokom eksperimenata nisam uspeo da precizno izmerim domet i vreme leta svakog aviona, lansiram avion sa istom silom, uspeo sam da približno izmerim vreme leta i domet svake letelice.

Zahvaljujući ovim iskustvima i informacijama sa interneta, uspeo sam da sastavim tabelu oblika poprečnog preseka krila aviona i njihove namene:

Spisak korišćene literature

1) Antonov O.K., Paton B.I. Jedrilice, avioni. nauke. Dumka, 1990. - 503 str.

2) Velika knjiga eksperimenata za školarce / ur. Antonella Meyani. - M.: CJSC "ROSMEN-PRESS", 2007. - 260 str. http://www.ozon.ru/context/detail/id/121580 /

3) Mikortumov E.B., Lebedinski M.S. modeliranje zrakoplova; Sažetak članaka. Priručnik za vođe krugova aviomodelarstva. - M. Učpedgiz, 1960. - 144 str.

4) Nikulin A.P. Zbirka najboljih papirnih modela (origami). Umetnost savijanja papira. - M.: Terra - Book Club, 2005, 68 str.

5) Svishchev G.P.. Belov A.F. Vazduhoplovstvo: enciklopedija. - M.: "Velika ruska enciklopedija", 194. - 756 str. Sukharevskaya O.N. Origami za najmlađe. - M.: Iris Press, 2008. - 140 str.

6) Nevjerovatna fizika - o čemu su udžbenici N.V. Gulije šutjeli

Klikom na dugme "Preuzmi arhivu" besplatno ćete preuzeti datoteku koja vam je potrebna.
Prije nego što preuzmete ovu datoteku, zapamtite one dobre eseje, kontrolne, seminarske radove, teze, članke i druge dokumente koji nisu traženi na vašem računalu. Ovo je vaš rad, on treba da učestvuje u razvoju društva i da koristi ljudima. Pronađite ove radove i pošaljite ih u bazu znanja.
Mi i svi studenti, postdiplomci, mladi naučnici koji koriste bazu znanja u svom studiranju i radu bićemo vam veoma zahvalni.

Da preuzmete arhivu sa dokumentom, unesite petocifreni broj u polje ispod i kliknite na dugme "Preuzmi arhivu"

Slični dokumenti

Proračun i konstrukcija polara podzvučnog putničkog aviona. Određivanje minimalnog i maksimalnog koeficijenta otpora krila i trupa. Sažetak štetnog otpora aviona. Konstrukcija polara i krive koeficijenta uzgona.

seminarski rad, dodan 01.03.2015


Strukturne i aerodinamičke karakteristike aviona. Aerodinamičke sile profila krila Tu-154. Utjecaj mase leta na karakteristike leta. Polijetanje i spuštanje aviona. Određivanje momenata iz gasnodinamičkih kormila.

seminarski rad, dodan 01.12.2013


Protok vazduha oko tela. Krilo aviona, geometrijske karakteristike, srednja aerodinamička tetiva, otpor, omjer uzgona i otpora. Zrakoplov polarni. Centar pritiska krila i promjena njegovog položaja u zavisnosti od napadnog ugla.

seminarski rad, dodan 23.09.2013


Proučavanje karakteristika poletanja i sletanja aviona: određivanje dimenzija krila i uglova zamaha; proračun kritičnog Mahovog broja, koeficijenta aerodinamičkog otpora, uzgonske sile. Izgradnja polara za polijetanje i slijetanje.

seminarski rad, dodan 24.10.2012


Proračun čvrstoće krila velikog omjera širine i visine transportnog aviona: određivanje geometrijskih parametara i podataka o težini krila. Izrada dijagrama poprečnih sila i momenata po dužini krila. Projektovanje i verifikacioni proračun poprečnog preseka krila.

seminarski rad, dodan 14.06.2010


Karakteristike leta aviona Jak-40 za utovarni kofer. Geometrijske karakteristike pogonskih elemenata krila. Pretvaranje složenog krila u pravougaono krilo. Proračun sila opterećenja i opterećenja. Određivanje napona u presjecima krila.

seminarski rad, dodan 23.04.2012


Parametri aviona sa pravougaonim krilom. Određivanje uglova nagiba u središnjem i krajnjem preseku krila, sa modelom vorteks sistema u obliku slova U. Proračun maksimalnog pada pritiska na omotaču krila pod dejstvom ukupnog pritiska nadolazećeg toka.

test, dodato 24.03.2019

slajd 1

Projekat iz fizike na temu: Izvršio: Popov Ruslan, učenik 10 "A" razreda NOU "Srednja škola br. 38 Ruskih železnica" Nastavnik: Valoven S. A. Michurinsk, 2008.

slajd 2

slajd 3

slajd 4

Sila dizanja krila (označimo je F) nastaje zbog činjenice da je poprečni presjek krila najčešće asimetrični profil sa konveksnijim gornjim dijelom. Krilo aviona ili jedrilice, krećući se, siječe zrak. Jedan dio strujanja nadolazećeg protoka zraka ići će ispod krila, drugi - iznad njega. F meni sledeći izlaz

slajd 5

Gornji dio krila je konveksniji od donjeg, stoga će gornji mlaznici morati putovati veću udaljenost od donjih. Međutim, količina zraka koja ulazi u krilo i teče iz njega je ista. To znači da gornji tokovi, da bi održali korak sa donjim, moraju brže da se kreću. Pritisak ispod krila je veći nego iznad krila. Ova razlika pritiska stvara aerodinamičku silu R, čija je jedna od komponenti sila dizanja F. meni sljedeći izlaz

slajd 6

Podizna sila krila je veća što je veći napadni ugao, zakrivljenost profila, površina krila, gustina vazduha i brzina leta, a sila uzgona zavisi od brzine na kvadrat. Napadni ugao mora biti manji od kritične vrijednosti, s povećanjem u kojem uzgona opada. meni sledeći izlaz α

Slajd 7

Razvijajući uzgon, krilo uvijek doživljava otpor X usmjeren protiv pokreta i stoga ga usporava. Sila dizanja je okomita na nadolazeći tok. Sila R naziva se ukupna aerodinamička sila krila. Tačka primjene aerodinamičke sile naziva se centar pritiska krila (CP). meni sledeći izlaz

Slajd 8

F = CF 2/2 S je formula za izračunavanje uzgona, gdje je: F podizanje krila, CF koeficijent uzgona, S površina krila. R = CR 2/2 S je formula za izračunavanje aerodinamičke sile, gdje je: CR koeficijent aerodinamičke sile. S je površina krila. izlaz iz menija

Slajd 9

Sila dizanja aviona, balansirajući njegovu težinu, omogućava izvođenje leta, dok frontalni otpor usporava njegovo kretanje. Frontalni otpor se savladava vučnom silom koju razvija elektrana. Zrakoplovu je potrebna elektrana za razvoj uzgona i kretanje u svemiru. Što je veća brzina, to je veće podizanje. Na modernim avionima, krila su napravljena zamašenog dizajna tako da se krilo ne ruši u letu od otpora. meni sledeći izlaz

slajd 10

Dizajn motora aviona se vremenom menjao. Postoje tri glavna tipa avionskih motora: 1. klipni, 2. turboelisni, 3. mlazni. Svi ovi motori se razlikuju po brzini i performansama vuče. Mlazni motor je napredniji. Moderni borbeni avioni sa ovim tipom motora premašuju brzinu zvuka za nekoliko puta. meni sledeći izlaz

slajd 11

(1847 -1921) Veliki ruski naučnik, osnivač moderne hidro- i aeromehanike, "otac ruske avijacije". Žukovski je rođen u porodici železničkog inženjera. Godine 1858. upisao je 4. Moskovsku mušku klasičnu gimnaziju i diplomirao je 1864. godine. Iste godine upisao se na Fakultet fizike i matematike na Moskovskom univerzitetu, koji je diplomirao 1868. godine sa diplomom iz primijenjene matematike. 1882. Žukovski je dobio zvanje doktora primijenjene matematike. meni sledeći izlaz

slajd 12

Od početka 20. veka, Žukovski je glavna pažnja bila usmerena na razvoj aerodinamike i pitanja avijacije. 1904. godine, pod njegovim vodstvom, u selu Kučin, blizu Moskve, izgrađen je prvi aerodinamički institut u Evropi. Žukovski je obavio ogroman posao na obuci vazduhoplovnog osoblja - konstruktora aviona i pilota. Jedan od najupečatljivijih centara domaće vazduhoplovne nauke u nastajanju bio je aeronautički kružok koji je organizovao N.E. Žukovskog u Moskovskoj tehničkoj školi. Tu su svoj kreativni put započeli svjetski poznati dizajneri i naučnici: A.S. Tupolev, V.P. Vetchinkin, B.N. Yuryev, B.S. Stechkin, A.A. Arhangelskog i mnogih drugih. meni sledeći izlaz

slajd 13

Godine 1904., u laboratoriji Kuchinsky, Žukovski je napravio izvanredno otkriće koje je poslužilo kao osnova za sav daljnji razvoj moderne aerodinamike i njezinu primjenu na teoriju avijacije. Žukovski nije radio, samo dok je spavao. Nikada u životu nije leteo avionom. U vezi s prvim uspjesima avijacije, naučnik se suočio sa zadatkom da otkrije izvor sile uzgona, mogućnost njenog povećanja i pronađe matematičku metodu za njen proračun. Žukovski je 15. novembra 1905. dao formulu za određivanje sile podizanja, koja je osnova svih aerodinamičkih proračuna aviona. meni sledeći izlaz 1. Ermakov A. M. „Najjednostavniji modeli aviona“, 1989. 2. Sažeci Vazduhoplovne tehničke škole civilnog vazduhoplovstva Kirsanov, 1988. 3. TSB, ur. Vvedensky B.A., v.16 4. Internet resursi: http://media.aplus.by/page/42/ http://sfw.org.ua/index.php?cstart=502& http:// www.atrava. ru/08d36bff22e97282f9199fb5069b7547/news/22/news-17903 http://www.airwar.ru/other/article/engines.html http://arier.narod.ru/avicos/l-korolev.htm http ://kto -kto.narod.ru/bl-bl-3/katanie.html http://www.library.cpilot.info/memo/beregovoy_gt/index.htm http://vivovoco.ibmh.msk.su /VV/PAPERS /HISTORIJA/SIMBIRSK/SIMBIRSK.HTM izlaz iz menija

* Krilo aviona je dizajnirano da generiše uzgonu potrebnu za podupiranje aviona u vazduhu. Aerodinamički kvalitet krila je veći, što je veća uzgona i manji otpor. Podizna sila i otpor krila zavise od geometrijskih karakteristika krila. Geometrijske karakteristike krila svedene su na karakteristike krila u planu i karakteristike

Krila modernih aviona su eliptičnog oblika (a), pravougaone (b), trapezoidne (c), zakrivljene (d) trouglaste (e)

Ugao poprečnog V krila Geometrijske karakteristike krila Oblik krila u tlocrtu karakteriše raspon, izduženje površine, sužavanje, zamah i poprečni V Raspon krila L je razmak između krajeva krila u pravoj liniji. Površina krila u smislu Skr ograničena je konturama krila.

Površina trapeznog i zamašenog krila izračunava se kao površina dva trapeza gdje je b 0 tetiva korijena, m; bk - krajnji akord, m; - prosječna tetiva krila, m Ekstenzija krila je odnos raspona krila i prosječne tetive.Ako umjesto bav njegovu vrijednost zamijenimo iz jednakosti (2.1), tada će se produžetak krila odrediti po formuli Za moderne nadzvučne i transsoničnih aviona, produžetak krila ne prelazi 2 - 5. Za avione male brzine, omjer širine i visine može doseći 12-15, a za jedrilice do 25.

Konus krila je odnos aksijalne tetive prema krajnjoj tetivi. Za podzvučne avione konus krila obično ne prelazi 3, a za transzvučne i nadzvučne avione može uveliko varirati. Ugao zamaha je ugao između linije prednje ivice krila i poprečne ose aviona. Zamah se također može mjeriti duž linije žarišta (prolazeći 1/4 tetive od ivice napada) ili duž druge linije krila. Za transzvučne avione dostiže 45°, a za nadzvučne - do 60°. Poprečni ugao V krila je ugao između poprečne ose aviona i donje površine krila. U savremenim avionima, poprečni V ugao se kreće od +5° do -15°. Profil krila je oblik njegovog poprečnog presjeka. Profili mogu biti simetrični ili asimetrični. Asimetrični, pak, mogu biti bikonveksni, plano-konveksni, konkavno-konveksni, itd. S-oblika. Lentikularni i klinasti se mogu koristiti za nadzvučne avione. Glavne karakteristike profila su: tetiva profila, relativna debljina, relativna zakrivljenost

Tetiva profila b je pravi segment koji spaja dvije najudaljenije tačke profila Oblici profila krila 1 - simetrični; 2 - nije simetrično; 3 - plano-konveksna; 4 - bikonveksan; 5 - u obliku slova S; 6 - laminiran; 7 - lentikularno; 8 - u obliku dijamanta; 9 istaknuti

Geometrijske karakteristike profila: b - tetiva profila; Cmax - maksimalna debljina; fmax - strelica zakrivljenosti; x-koordinata najveće debljine Uglovi napada krila

Ukupna aerodinamička sila i tačka njene primene R je ukupna aerodinamička sila; Y - sila dizanja; Q je sila otpora; - napadni ugao; q - ugao kvaliteta Relativna debljina profila c je odnos maksimalne debljine Smax prema tetivi, izražen u procentima:

Relativna debljina aeroprofila c je omjer maksimalne debljine Cmax prema tetivi, izražen u postocima: Položaj maksimalne debljine aeroprofila Xc izražava se kao postotak dužine tetive i mjeri se od prsta. Za moderne avione, relativna debljina aeroprofila je u rasponu od 416%. Relativna zakrivljenost profila f je omjer maksimalne zakrivljenosti f prema tetivi, izražen kao postotak. Maksimalna udaljenost od središnje linije profila do tetive određuje zakrivljenost profila. Srednja linija profila je nacrtana na jednakoj udaljenosti od gornje i donje konture profila. Za simetrične profile relativna zakrivljenost je jednaka nuli, dok je za asimetrične profile ova vrijednost različita od nule i ne prelazi 4%.

PROSJEČNA TETIVA AERODINAMIČKOG KRILA Prosječna tetiva aerodinamičkog krila (MAC) je tetiva takvog pravokutnog krila, koje ima istu površinu kao dato krilo, veličinu ukupne aerodinamičke sile i položaj centra pritiska (CP) na jednaki napadni uglovi

Za trapezoidno neupleteno krilo, MAR je određen geometrijskom konstrukcijom. Da biste to učinili, krilo aviona je nacrtano u planu (i u određenom mjerilu). Na nastavak tetiva korijena odlaže se odsječak veličine krajnjeg akorda, a na nastavak završnog akorda (naprijed) odsječak jednak korijenu. Krajevi segmenata su povezani ravnom linijom. Zatim nacrtajte srednju liniju krila, povezujući ravnu sredinu korijena i krajnjih akorda. Srednja aerodinamička tetiva (MAC) će proći kroz tačku preseka ove dve linije.

Poznavajući veličinu i položaj MAR na avionu i uzimajući ga kao osnovnu liniju, odrediti u odnosu na njega položaj težišta aviona, centra pritiska krila itd. Aerodinamička sila aviona je kreirano od strane krila i primijenjeno na centar pritiska. Centar pritiska i težište se po pravilu ne poklapaju i stoga nastaje moment sila. Vrijednost ovog momenta zavisi od veličine sile i udaljenosti između CG i centra pritiska, čiji je položaj definisan kao rastojanje od početka MAR, izraženo u linearnim terminima ili kao procenat od dužina MAR-a.

WING Drag Drag je otpor kretanju krila aviona u zraku. Sastoji se od profilnog, induktivnog i talasnog otpora: Xcr=Xpr+Hind+XV. Otpor talasa neće biti razmatran, jer se javlja pri brzinama iznad 450 km/h. Otpor profila se sastoji od otpora na pritisak i trenje: Hpr=HD+Htr. Otpor pritiska je razlika u pritisku ispred i iza krila. Što je ova razlika veća, to je veći otpor pritiska. Razlika pritiska zavisi od oblika profila, njegove relativne debljine i zakrivljenosti, na slici je naznačeno Cx - koeficijent otpora profila).

Što je veća relativna debljina c aeroprofila, to više raste pritisak ispred krila i više opada iza krila, na njegovoj zadnjoj ivici. Kao rezultat, povećava se razlika tlaka i, posljedično, raste otpor tlaku. Kada struja vazduha struji oko profila krila pod napadnim uglovima blizu kritičnog, otpor pritiska se značajno povećava. Istovremeno, naglo se povećavaju dimenzije vrtložnog budnog mlaza i samih vrtloga. Veličina sila trenja ovisi o strukturi graničnog sloja i stanju aerodinamične površine krila (njegove hrapavosti). U laminarnom graničnom sloju zraka otpor trenja je manji nego u turbulentnom graničnom sloju. Posljedično, veći dio površine krila teče oko laminarnog graničnog sloja strujanja zraka, što je manji otpor trenja. Na vrijednost otpora trenja utiču: brzina aviona; hrapavost površine; oblik krila. Što je veća brzina leta, površina krila je lošije obrađena, a profil krila je deblji, to je veći otpor trenja.

Induktivni otpor je povećanje otpora povezano sa formiranjem uzgona krila. Kada neometano strujanje vazduha teče oko krila, razlika pritiska nastaje iznad i ispod krila. Kao rezultat toga, deo vazduha na krajevima krila teče iz zone višeg pritiska u zonu nižeg pritiska

Ugao pod kojim se strujanje zraka koji struji oko krila brzinom V izazvano vertikalnom brzinom U skreće naziva se nagibni ugao strujanja. Njegova vrijednost zavisi od vrijednosti vertikalne brzine izazvane vrtložnim snopom i nadolazeće brzine protoka V

Zbog toga će se, zbog nagiba strujanja, pravi napadni ugao istočnog krila u svakom njegovom dijelu za određenu količinu razlikovati od geometrijskog ili prividnog napadnog ugla. krilo ^ Y je uvijek okomito na nadolazeći tok, njegov smjer. Stoga vektor sile uzgona krila odstupa za ugao i okomit je na smjer strujanja zraka V. Sila uzgona neće biti cjelokupna sila ^ Y "već njena komponenta Y, usmjerena okomito na nadolazeći tok

S obzirom na malenost vrijednosti, smatramo da je jednaka Druga komponenta sile Y" će biti. Ova komponenta je usmjerena duž strujanja i naziva se induktivni otpor (slika je prikazana iznad). potrebno je izračunati brzinu ^ U i ugao strujanja.. Zavisnost ugla strujanja o odnosu širine krila , koeficijenta uzgona Su i oblika krila u tlocrtu izražava se formulom u terminima.

gdje je Cxi koeficijent induktivnog otpora. Određuje se formulom. Iz formule se vidi da je Cx direktno proporcionalan koeficijentu uzgona i obrnuto proporcionalan omjeru širine i visine krila. Pri napadnom kutu od nula podizanja o, induktivna reaktanca će biti nula. Pri superkritičnim uglovima napada poremećen je glatki tok oko profila krila i stoga formula za određivanje Cx 1 nije prihvatljiva za određivanje njegove vrijednosti. Budući da je vrijednost Cx obrnuto proporcionalna omjeru širine krila, dakle, zrakoplovi namijenjeni letovima na velike udaljenosti imaju veliki omjer širine krila: = 14 ... 15.

Aerodinamički kvalitet KRILA Aerodinamički kvalitet krila je omjer sile uzgona i sile otpora krila pri datom napadnom kutu gdje je Y sila uzgona, kg; Q - sila otpora, kg. Zamjenom vrijednosti Y i Q u formulu, dobijamo Što je veća aerodinamička kvaliteta krila, to je ono savršenije. Vrijednost kvaliteta za moderne avione može doseći 14-15, a za jedrilice 45-50. To znači da krilo aviona može stvoriti uzgon koji je 14 do 15 puta veći, a za jedrilice čak 50 puta.

Odnos uzgona i otpora karakterizira ugao. Ugao između vektora uzgona i ukupnih aerodinamičkih sila naziva se ugao uzgona i otpora. Što je veći omjer podizanja i otpora, manji je ugao podizanja i obrnuto. Aerodinamički kvalitet krila, kao što se vidi iz formule, zavisi od istih faktora kao i koeficijenata Cy i Cx, odnosno od napadnog ugla, oblika aeroprofila, oblika krila u planu, M broja leta i obrade površine. UTICAJ NA KVALITET NAPADNOG UGALA Sa povećanjem napadnog ugla na određenu vrednost, povećava se aerodinamički kvalitet. Pod određenim kutom napada, kvalitet dostiže svoju maksimalnu vrijednost Kmax. Ovaj ugao se naziva najpovoljnijim uglom napada, naivno. jednako nuli. Utjecaj na odnos podizanja i otpora oblika aeroprofila povezan je s relativnom debljinom i zakrivljenošću aeroprofila. U ovom slučaju veliki uticaj imaju oblik profilnih linija, oblik nosa i položaj maksimalne debljine profila duž tetive. Za postizanje najviših vrijednosti kvaliteta, najbolji oblik krila je eliptični sa zaobljenim prednjim rubom.

Grafikon zavisnosti aerodinamičkog kvaliteta od napadnog ugla Formiranje usisne sile Zavisnost aerodinamičkog kvaliteta od napadnog ugla i debljine aerodinamičkog profila Promjena aerodinamičkog kvaliteta krila u zavisnosti od M broja

WING POLAR Za različite proračune karakteristika leta krila, posebno je važno znati istovremenu promjenu Cy i Cx u rasponu napadnih uglova leta. U tu svrhu se konstruiše graf zavisnosti koeficijenta Su od Cx, koji se naziva polarni. Naziv “polarni” objašnjava se činjenicom da se ova kriva može smatrati polarnim dijagramom izgrađenim na koordinatama koeficijenta ukupne aerodinamičke sile CR i gdje je ugao nagiba ukupne aerodinamičke sile R prema smjeru brzine nadolazećeg protoka (pod uslovom da su skale Su i Cx iste ). Princip konstrukcije polarnog krila Polarna krila Ako se iz ishodišta, poravnato sa centrom pritiska aeroprofila, povuče vektor u bilo koju tačku na polari, onda će to biti dijagonala pravokutnika čije su stranice, respektivno, jednake za Sy i Sh. koeficijent otpora i uzgona iz napadnih uglova - tzv. krilni polar.

Polar je konstruisan za dobro definisano krilo sa datim geometrijskim dimenzijama i oblikom profila. Brojni karakteristični uglovi napada mogu se odrediti iz polarnog krila. Ugao nultog podizanja o nalazi se na presjeku polara sa Cx osom. Kod ovog napadnog ugla koeficijent dizanja je nula (Sy = 0). Za krila modernih aviona, obično o = napadni ugao pri kojem Cx ima najmanju vrijednost Cx. min. nalazi se povlačenjem tangente na polarnu paralelu Cy osi. Za moderne profile krila ovaj ugao je u rasponu od 0 do 1°. Najpovoljniji ugao napada je naivan. Budući da je pri najpovoljnijem napadnom kutu aerodinamički kvalitet krila maksimalan, ugao između ose Sy i tangente povučene iz ishodišta, odnosno ugla kvaliteta, pri ovom napadnom kutu, prema formuli (2.19) , biće minimalan. Stoga je za određivanje naive potrebno povući tangentu na polarnu od početka. Tačka dodira će odgovarati naivnim. Za moderna krila, naivno leži u rasponu od 4 - 6 °.

Kritični ugao napada krit. Da bi se odredio kritični napadni ugao, potrebno je povući tangentu na polarnu paralelu sa osom Cx. Tačka dodira i odgovaraće krit. Za krila modernih aviona, krit = 16 -30°. Napadni uglovi sa istim omjerom podizanja i otpora se nalaze povlačenjem sekansa od početka do polara. U tačkama preseka nalazimo napadne uglove (u) tokom leta, pri kojima će odnos uzgona i otpora biti isti i nužno manji od Kmax.

AVION POLAR Jedna od glavnih aerodinamičkih karakteristika aviona je polarna letjelica. Koeficijent uzgona krila Cy jednak je koeficijentu uzgona cijelog aviona, a koeficijent otpora aviona za svaki napadni ugao veći je od Cx krila za vrijednost Cxvr. U ovom slučaju, polar aviona će biti pomaknut udesno od pola krila za Cx temp. Polarni avion je izgrađen na osnovu podataka zavisnosti Sy=f() i Sh=f(), dobijenih eksperimentalno modelima duvanja u aerotunelima. Napadni uglovi na pola aviona se postavljaju horizontalnim prenošenjem napadnih uglova označenih na pola krila. Određivanje aerodinamičkih karakteristika i karakterističnih napadnih uglova duž polarnog aviona vrši se na isti način kao što je rađeno na polarnom krilu.

Napadni ugao nultog dizanja aviona je praktično isti kao napadni ugao nultog dizanja krila. Budući da je sila podizanja nula pod kutom, pri ovom napadnom kutu moguće je samo okomito kretanje zrakoplova naniže, koje se naziva vertikalno zaranjanje, ili vertikalno klizanje pod uglom od 90°.

Napadni ugao pri kojem koeficijent otpora ima minimalnu vrijednost nalazi se povlačenjem tangente na polarnu paralelu Cy osi. Kada letite pod ovim uglom napada, bit će najmanji gubitak otpora. Pod ovim uglom napada (ili blizu njega), let se izvodi maksimalnom brzinom. Najpovoljniji napadni ugao (naivan) odgovara najvišoj vrednosti aerodinamičkog kvaliteta aviona. Grafički, ovaj ugao, kao i za krilo, određen je povlačenjem tangente na polar od početka. Iz grafikona se može vidjeti da je nagib tangente na polarnu letjelicu veći od nagiba tangente na polarnu krilu. Zaključak: maksimalni kvalitet aviona kao celine uvek je manji od maksimalnog aerodinamičkog kvaliteta jednog krila.

Iz grafikona se vidi da je najpovoljniji napadni ugao aviona veći od najpovoljnijeg napadnog ugla krila za 2 - 3°. Kritični ugao napada aviona (crit) se po svojoj vrednosti ne razlikuje od vrednosti istog ugla za krilo. Produženje zakrilaca do položaja za polijetanje (= 15 -25°) omogućava vam povećanje maksimalnog koeficijenta uzgona Sumax uz relativno malo povećanje koeficijenta otpora. Time je moguće smanjiti potrebnu minimalnu brzinu leta, koja praktično određuje brzinu poletanja aviona pri poletanju. Zbog otpuštanja zakrilaca (ili zakrilaca) u položaju za uzlijetanje, zalet uzlijetanja se smanjuje do 25%.

Kada se zakrilci (ili zakrilci) ispruže u položaj za sletanje (= 45 - 60°), maksimalni koeficijent dizanja može porasti do 80%, što drastično smanjuje brzinu sletanja i dužinu zaleta. Međutim, otpor u ovom slučaju raste intenzivnije od sile dizanja, pa je aerodinamički kvalitet značajno smanjen. Ali ova okolnost se koristi kao pozitivan operativni faktor - strmina putanje se povećava tokom klizanja prije slijetanja i, posljedično, zrakoplov postaje manje zahtjevan za kvalitet prilaza u poravnanju piste. Međutim, kada se dostignu takvi M brojevi pri kojima se kompresibilnost više ne može zanemariti (M > 0,6 - 0,7), koeficijenti uzgona i otpora moraju se odrediti uzimajući u obzir korekciju za kompresibilnost. gdje je Suszh koeficijent uzgona uzimajući u obzir kompresibilnost; Suneszh je koeficijent uzgona nestišljivog protoka za isti ugao napada kao Suszh.

Do brojeva M = 0,6 -0,7, svi polari se praktički poklapaju, ali pri velikim brojevima ^ M počinju se pomicati udesno i istovremeno povećavati nagib prema osi Cx. Pomeranje polara udesno (velikim Cx) je zbog povećanja koeficijenta otpora profila usled uticaja kompresibilnosti vazduha, a sa daljim povećanjem broja (M > 0,75 - 0,8) usled pojave talasnog otpora. Povećanje nagiba polara objašnjava se povećanjem koeficijenta induktivnog otpora, budući da pri istom napadnom kutu u podzvučnom protoku kompresibilnog plina, omjer uzgona i otpora zrakoplova počinje opadati od u trenutku kada je uočljiv efekat kompresibilnosti.