головна сторінка головна сторінка головна сторінка головна сторінка

У політ!

Наука и техника
 
ru - ua - en - fr - by - de - es

Винахід літака - одне з найбільших досягнень XX століття. Джерелом натхнення людині послужили спостереження за авіаторами, створеними самої природою, - птахами. З давніх часів людей жагуче мріяв навчитися злітати в небо з легкістю й граціозністю птаха. У Прадавній Греції існувала легенда про Икаре, що змайстрував крила з воску й пір'я, що й злетів внебо.

Великий італійський художник і винахідник епохи Відродження Леонардо да Вінчі теж був невтомним поборником ідеї механічного польоту. Він залишив безліч малюнків зі своїми кресленнями літальних апаратів. Але перш ніж таємниця польоту поступово почала розкриватися, пройшло ще чотириста літ


Важливе відкриття

В 1738 році швейцарський математик і лікар Даніель Бернуллі відкрив, що чому швидше рух рідини або газу, тем нижче тиск. Наприклад, при зустрічі із крилом, що рухається, птаха повітря розділяється на два потоки, що йдуть над крилом і під ним. Оскільки верхня поверхня крила вигнута й, отже, довше більш плоскої нижньої, повітрю потрібно пройти більша відстань. Тому він рухається з більшою швидкістю й швидше втрачає тиск над крилом, тим самим, збільшуючи тиск під крилом і піднімаючи його нагору. Це називається піднімальної силоміць.

В XIX столітті багато піонерів повітроплавання використовували цей принцип при створенні примітивних планерів. В 1853 році Джордж Кейли, якого часто називають "батьком аероплана", побудував і випробував перший у світі планер. Потім, в 18908х рр., американці брати Райт сконструювали крило, що дозволило зробити політ керованим

Якщо відокремити крило від корпуса (фюзеляжу) літака й подивитися на нього в перетині, стане видне, що за формою воно нагадує лежачу на боці краплю зі сплющеною підставою. Широка й вигнута передня частина (передня крайка), більш плоска й топка задня частина (задня крайка) - така форма називається аеродинамічним профілем. Він демонструє закон Бернуллі шляхом створення двох повітряних потоків: над і під крилом


Утвір вихру

Піднімальна сила, що утворюється в результаті цієї дії, збільшується за рахунок природнього руху повітря. Проходячи по крилу й скачуючись із його задньої крайки, повітряний потік утворює лійку, як вода, що стікає в зливальний отвір. Така турбулентність називається початковий вихор. Він, у свою чергу, утворює зустрічний вихор. По силі він рівний початковому, але обертається у зворотному напрямку, проходить під крилом і зустрічається з основним повітряним потоком, що рухаються в протилежному напрямку. У результаті рух основного повітряного потоку вповільнюється

Зустрічний вихор утворюється на передній крайці крила перш, ніж злитися з основним потоком повітря. У результаті нижній потік повітря вповільнюється, а верхній прискорюється. Тиск на крило зменшується, а під крилом підвищується, внаслідок чого зростає піднімальна сила


Зліт!

Стоматология лечение пульпита в Украине

Тепер необхідно було якимсь образом задати літаку ту швидкість, яка створить необхідну піднімальну силу. Американці Уилбур і Орвилл Райт розв'язали цю проблему, побудувавши невеликий двигун із гранично малою вагою. Двигун пускав у хід кілька пропелерів у формі аеродинамічних профілів, установлених у вертикальнім положенні в передній частині літака. Рух повітря, створюване цим обертанням, називається тягою. Тяга утворює спрямовану вперед піднімальну силу, відштовхуючи повітря назад і змушуючи літак рухатися вперед. Брати Райт здійснили перший у світі поле на літальному апарату важче повітря 17 грудня 1903 року в місті КиттитХок, штат Північна Кароліна. Їх "Флайер" перебував у повітрі всього 12 секунд і пролетів лише 36 метрів, але, проте, удалося успішно продемонструвати вірність принципу, покладеного в основу всього наступного літакобудування


Сучасні двигуни

Сучасні двигуниВ 19409х рр. авіабудівники створили турбореактивний двигун, що створює силу тяги шляхом компресії повітря в серединній камері, де він змішується з особливим видом гасу й підпалюється. У результаті загоряння утворюються вихлопні гази, які викидаються із задньої частини двигуна й штовхають літак уперед.

Реактивні літаки досягають більш високої швидкості, чому із пропелерним двигуном, але споживають занадто багато палива, особливо на більш низьких швидкостях. Тому був створений компромісний турбогвинтовий двигун, де реактивна тяга використовується для приведення в дію пропелерів. Більш широке поширення в наші дні одержав турбовентиляторний двигун. У його передній частині розташований многолопастный пропелер, що нагнітає повітря в камеру згоряння. Крім цього, він направляє потік повітря навколо основної оболонки двигуна й створює силу тяги, що штовхає літак уперед. У задній частині двигуна розташовані реверсивні обладнання, які при включенні направляють потік повітря вперед, різко гасячи швидкість літака

Існує шість основних рухів, виконуваних літаком у ході польоту: зліт, набір висоти, політ на заданій висоті, поворот, зниження й посадка. Ці рухи регулюються конструкцією крил і стабілізатора, які також є аеродинамічними профілями й, відповідно, створюють піднімальну силу. При зльоті закрилки на задніх крайках крил піднімаються, щоб збільшити площу поверхні й створити більшу піднімальну силу. На стабілізаторі також піднімаються подібні по своїй функції обладнання - рули висоти. При цьому ніс літака піднімається нагору, хвостова частина опускається, і літак спрямовується вгору. Важливо, щоб літак перед виконанням цього маневру встигнув набрати потрібну швидкість. Закрилки й рули висоти повинні піднятися точно в той момент, коли спрямована нагору сила підйому рівна спрямованій униз силі ваги літака, інакше двигуни стихнуть, зникне тяга й підйом стане неможливим

Існує також проблема аеродинамічного опору. Поступальний рух літака створює опір повітря, що рухається в протилежному напрямку. Таку гальмуючу силу (опір) створює будь-яке тіло, що рухається, але тільки літаки зустрічаються з т.зв. штучно створеним опором. Частина енергії, що утворюється при проходженні повітряного потоку по крилу, приділяється назад; вона намагається "відтягнути" літак у протилежну сторону. Це відбувається частково з-за рогу нахилу крила й частково внаслідок турбулентності

Додатковий аеродинамічний опір створюється вихрами на кінці крила, коли область високого тиску з-під крила на задній крайці частково зливається з областю низького тиску над крилом

Аеродинамічний опір при наборі висоти після зльоту долається за рахунок опускання закрилків. Літак вирівнюється, продовжуючи набирати швидкість, поки тяга не перевищить аеродинамічний опір; тоді закрилки знову піднімаються й літак набирає необхідну висоту. Літак готовий до польоту на заданій висоті, коли сили підйому й притягання рівні, а тяга дорівнює опору


Поворот

Поворот літака відбувається за допомогою ще одного виду начіпних закрилків (елеронів), а також керма в задній частині кіля

ПоворотЕлерони розташовані на задній крайці крил. Якщо пілот прагне повернути літак уліво, він опускає елерони на протилежнім крилі, тобто на правом, що приводить до збільшення на цьому крилі піднімальної сили. Одночасно піднімається елерон на лівім крилі, зменшуючи піднімальну силу із цієї сторони. Коли після цього літак входить у лівий віраж, кермо на килі повертається вліво одночасно з елеронами й завершує маневр. Пілот повертає всі ці обладнання в протилежну сторону, щоб вирівняти крила, і повертає їх у вихідне положення, коли літак ліг на потрібний курс. При зниженні пілот повинен вести літак прямо назустріч вітру, тому що зустрічний потік повітря полегшує керування. Бічний вітер буде зносити літак убік.


М'яка посадка

Щоб посадити літак, пілот зменшує швидкість і опускає закрилки, нахиляючи ніс літака вперед. Піднімальна сила зменшується, опір збільшується, і літак починає зниження. При підльоті до злітно-посадочної смуги (ВПП) рули висоти на стабілізаторі піднімаються одночасно із предкрылками - ще одним елементом механізації крила, розташованим на його передній крайці. Це збільшує поверхню крила й створює додаткову піднімальну силу. Ніс літака піднімається нагору, а хвостова частина опускається. Тим самим компенсується втрата піднімальної сили внаслідок зниження швидкості

Літак сповільнює хід, і з боку, здається, що на секунду він як би зависає над ВПП. Щоб не стих двигун, приводиться в дію ще один тип начіпних щитків на передній крайці. Ці "повітряні гальма" - інтерцептори - створюють турбулентність, яка підвищує аеродинамічний опір і зводить нанівець піднімальну силу


Зупинка літака

Літак випускає шасі, що ще більше підвищує опір. Першими стосуються землі основні шасі, потім опускаються рули висоти на стабілізаторі, ніс нахиляється вниз, і передні шасі стосуються ВПП. Тепер літак повністю перебуває на землі. Двигуни перемикаються на реверсивну тягу, і закрилки опускаються, щоб створити максимальний опір. Включаються гальма. Літак плавно зупиняється.

Rambler's Top100