| Сварог | Дата: Четверг, 27.09.2012, 16:23 | Сообщение # 1 |
 Полковник
Группа: Пользователи
Сообщений: 167
Статус: Offline
| Почему самолет летит?
Прежде всего потому, что у него есть двигатель, придающий ему поступательный импульс. Таким же образом может летать и камень, двигателем для которого служит, например, рука бросившего его человека, а далее он летит до тех пор, пока не исчерпает свой импульс. Таким образом летит пуля, выпущенная из ружья или ракета. Но для самолета толкающей силы не достаточно. Почему? Учитывая вес самолета, чтобы полететь подобным способом, ему нужно набрать огромную скорость, да и сам полет будет трудноуправляемым. И каково будет пассажиру, которого отправили в полет... в пушечном ядре? Поэтому у самолета есть опорное крыло. Но что оно дает? Развивая определенную скорость относительно воздушной массы, создается давление воздуха на крыло. Чем больше скорость - тем сильнее давление. Если воздух давит снизу вверх, то он будет толкать предмет вверх. Чем больше площадь воздействия этого потока, тем больше будет подъемная сила. Конечно же в случае с самолетом, воздух давит не строго вверх, а под некоторым углом, называемым углом атаки. Чем больше угол атаки, тем больше площадь воздействия и естественно, подъемная сила. Так сила тяжести и подъемная сила конкурируют друг с другом. Однако, есть предел угла атаки, после достижения которого, подъемная сила устремится к нулю а сила тяжести проявит себя максимально. Это можно ощутить, высунув руку в окно быстро движущегося автомобиля. поигравшись с ладошкой, меняя угол, под которым она направлена к набегающему воздушному потоку, можно эти нюансы прочувствовать. И конечно же не важно, ладошка будет двигаться относительно воздушной среды, либо воздух обдувать - главное, чтобы в итоге был результирующий эффект набегающего потока.
Вот, почему стараются использовать встречный ветер на взлете и посадке - это позволяет снизить фактическую скорость относительно земли (ground speed) при всё тех же аэродинамических характеристиках, ведь нам важно лишь с какой силой воздушный поток давит на крыло (эта величина характеризуется приборной скоростью - IAS, Indicated Air Speed).
Другой причиной, порождающей подъемную силу крыла является его слегка выпуклая сверху форма. Эта форма способствует тому, что набегающий поток разделяется на верхний и нижний но так, что над крылом, обтекая, ему приходится проходить бОльшее расстояние, в следствие чего возникает разница давлений и сверху давление ниже. Понятно, что воздушная масса, стремясь распределиться равномерно, будет давить от области бОльшего давления к области меньшего, в итоге создавая дополнительную подъемную силу.
Теперь рассмотрим поведение самолета в этих условиях.
Допустим, наш самолет стриммирован: задано определенное положение горизонтального стабилизатора (руль высоты) так, чтобы самолет летел с постоянной скоростью, сохраняя неизменной относительную высоту (относительно уровня моря, так как удаление самолета от земли зависит от ее рельефа и может меняться при постоянной высоте относительно уровня моря). То есть поддерживается неизменным значение подъемной силы.
Давайте поэкспериментируем. Сразу оговорюсь, что все эксперименты нужно проводить на легких винтовых самолетах, так как именно они лучше всего и быстрее демонстрируют эти явления.
Итак, добавим газку!
И что же мы видим? Самолет начал набирать высоту, а скорость через небольшой промежуток времени сбалансировалась и вернулась... к исходному значению. Что же произошло?
Когда мы прибавили газ, увеличилась мощность, "толкающий" момент, и путевая скорость самолета стала увеличиваться. То есть набегающий поток воздуха стал давить на крыло сильнее - увеличилась подъемная сила и самолет стал набирать высоту. Но набор высоты - это преодоление силы притяжения, на что и стала расходоваться мощность, поэтому скорость стала спадать. И так до момента равновесия.
Теперь вернемся к исходному положению нашего эксперимента и убавим газ. В итоге, самолет замедлит скорость, набегающий поток будет давить слабее, подъемная сила уменьшится и самолет начнет снижение... с исходной скоростью.
Подобная техника полета используется для регулировки скорости снижения (vertical speed) при посадке винтовых самолетов.
Снова вернемся к исходному положению, но теперь потянем штурвал на себя. Это отклонит руль высоты, что увеличит тангаж, а значит набегающему потоку будет предоставлена большая площадь крыла и это увеличит подъемную силу. Самолет начнет набор высоты....но! Мощность то осталась прежней, а добавилось влияние силы притяжения, которое самолету неизбежно приходится преодолевать, в результате имеем уменьшенную путевую скорость..
Отдадим штурвал от себя из исходного положения. В итоге получим снижение и увеличенную путевую скорость.
Эту технику используют для управлением путевой скоростью при снижении на винтовых самолетах.
С реактивными самолетами дело обстоит немного сложнее. Их скорость отклика гораздо медленнее, поэтому штурвалом мы корректируем высоту (и ее изменение), а тягой - путевую скорость, но в обоих случаях помня о взаимосвязи двух этих величин.
Итак, исходя из всего этого, как же сделать так, чтобы мы полетели быстрее, но сохранили неизменной высоту?
Да, нам нужно прибавить газ (РУД) и уменьшить тангаж (штурвал от себя, триммируем). Ну и наоборот. Чтобы уменьшить путевую скорость, мы сбрасываем газ (РУД) и увеличиваем тангаж (штурвал на себя, триммируем).
|
| |
| |
