Ар бир авиациялык конструктордук бюродо башкы конструктордун билдирүүсү тууралуу баян бар. Билдирүүнүн автору гана өзгөрөт. Ал мындай угулат: "Мен өмүр бою учактар менен алек болдум, бирок мен дагы деле бул темирдин кантип учуп кеткенин түшүнбөйм!". Чынында эле, Ньютондун биринчи мыйзамы али жокко чыга элек жана учак абадан оор экени анык. Кайсы күч көп тонналык машинанын жерге кулашына жол бербей турганын аныктоо керек.
Аба саякатынын ыкмалары
Саякаттоонун үч жолу бар:
- Аэростатикалык, жерден көтөрүүдө салыштырма салмагы атмосфералык абанын тыгыздыгынан төмөн болгон дененин жардамы менен жүргүзүлөт. Булар шарлар, дирижабльдер, зонддор жана башка ушул сыяктуу түзүлүштөр.
- Реактивдүү, бул күйүүчү отундан реактивдүү агымдын катаал күчү, ал тартылуу күчүн жеңүүгө мүмкүндүк берет.
- Жана, акырында, лифт түзүүнүн аэродинамикалык ыкмасы, качан Жердин атмосферасы абадан оор унаалар үчүн колдоочу зат катары колдонулат. Учактар, вертолеттор, гиропландар, планерлер жана демекчи, канаттуулар ушул өзгөчө ыкма менен кыймылдайт.
Аэродинамикалык күчтөр
Абада кыймылдаган учак төрт негизги көп багыттуу күчтөрдүн таасиринде болот. Шарттуу түрдө бул күчтөрдүн векторлору алдыга, артка, ылдый жана өйдө багытталган. Бул дээрлик ак куу, рак жана шортан. Учакты алдыга түртүүчү күч кыймылдаткыч тарабынан пайда болот, артка - аба каршылыгынын табигый күчү, ылдый карай - тартылуу. Учактын кулашына жол бербестен, канаттын айланасындагы агымдан улам аба агымы пайда болгон көтөргүч.
Стандарттык атмосфера
Абанын абалы, анын температурасы жана басымы жер бетинин ар кайсы бөлүктөрүндө олуттуу түрдө өзгөрүшү мүмкүн. Демек, учактын бардык мүнөздөмөлөрү тигил же бул жерде учуп жатканда да айырмаланат. Ошондуктан, ыңгайлуулук жана бардык мүнөздөмөлөрдү жана эсептөөлөрдү жалпы бөлүүчүгө алып келүү үчүн, биз стандарттуу атмосфера деп аталганды төмөнкү негизги параметрлер менен аныктоого макул болдук: деңиз деңгээлинен 760 мм Hg басым, бир куб метр абанын тыгыздыгы 1,188 кг, ылдамдыгы Үн секундасына 340,17 метр, температурасы +15 ℃. Бийиктик өскөн сайын бул параметрлер өзгөрөт. Ар кандай бийиктиктер үчүн параметрлердин маанилерин ачып атайын таблицалар бар. Бардык аэродинамикалык эсептөөлөр, ошондой эле учактын иштөө мүнөздөмөлөрүн аныктоо ушул көрсөткүчтөрдү колдонуу менен жүргүзүлөт.
Лифт түзүүнүн эң жөнөкөй принциби
Алдыдагы аба агымында болсожалпак нерсени жайгаштыруу үчүн, мисалы, алаканыңызды кыймылдап бараткан машинанын терезесинен чыгаруу менен, сиз бул күчтү сезе аласыз, алар айткандай, "бармактарыңызга". Алаканды аба агымына салыштырмалуу кичине бурчка бурганда абанын каршылыгынан тышкары айлануу бурчунун багытына жараша өйдө же ылдый тарта турган дагы бир күч пайда болгондугу дароо сезилет. Дененин тегиздиги (бул учурда алакан) менен аба агымынын багытынын ортосундагы бурч чабуул бурчу деп аталат. Кол салуу бурчун көзөмөлдөө менен сиз көтөрүүнү башкара аласыз. Кол салуу бурчунун жогорулашы менен алаканы өйдө түртүүчү күч күчөй турганын оңой эле көрүүгө болот, бирок белгилүү бир чекитке чейин. Ал эми 70-90 градуска жакын бурчка жеткенде, ал таптакыр жок болот.
Учактын канаты
Көтөрүүнү жаратуучу негизги подшипник бети учактын канаты болуп саналат. Канаттын профили адатта сүрөттө көрсөтүлгөндөй ийилген көз жаш тамчы формасында болот.
Аба канаттын айланасында өткөндө канаттын үстүнкү бөлүгүнөн өткөн абанын ылдамдыгы төмөнкү агымдын ылдамдыгынан ашып кетет. Бул учурда үстүнкү статикалык аба басымы канаттын астына караганда төмөн болуп калат. Басым айырмасы канатты өйдө түртүп, көтөргүчтү жаратат. Ошондуктан, басымдын айырмасын камсыз кылуу үчүн бардык канат профилдери ассиметриялуу жасалат. Чабуулдун нөл бурчундагы симметриялык профилдеги канат үчүн деңгээлдик учуудагы көтөрүү нөлгө барабар. Мындай канат менен аны түзүүнүн бирден бир жолу - чабуул бурчун өзгөртүү. Көтөрүү күчүнүн дагы бир компоненти бар - индуктивдүү. Алканаттын ийри бети аркылуу аба агымынын ылдыйга кыйшаюусунун натыйжасында пайда болот, бул табигый түрдө канатта жогору карай тескери күчтүн таасирине алып келет.
Эсептөө
Учактын канатынын көтөрүү күчүн эсептөө формуласы төмөнкүдөй:
Y=CyS(PV 2)/2
Бул жерде:
- Cy - көтөрүү коэффициенти.
- S - канат аймагы.
- V - эркин агымдын ылдамдыгы.
- P - абанын тыгыздыгы.
Эгерде баары абанын тыгыздыгы, канаттын аянты жана ылдамдыгы менен түшүнүктүү болсо, анда көтөрүү коэффициенти эксперименталдык жол менен алынган маани болуп саналат жана туруктуу эмес. Ал канат профилине, анын пропорциясына, чабуул бурчуна жана башка баалуулуктарга жараша өзгөрөт. Көрүнүп тургандай, ылдамдыкты кошпогондо, көз карандылыктар негизинен сызыктуу.
Бул сырдуу коэффициент
Канаттын көтөрүү коэффициенти эки ача мааниге ээ. Татаал көп баскычтуу эсептөөлөр дагы эле эксперименталдык түрдө текшерилет. Бул адатта шамал туннелинде жасалат. Ар бир канаттын профили жана чабуулдун ар бир бурчу үчүн анын мааниси ар кандай болот. Ал эми канаты өзү учпай, учактын бир бөлүгү болгондуктан, мындай сыноолор учак моделдеринин тиешелүү кыскартылган нускаларында жүргүзүлөт. Канаттар өзүнчө сейрек сыналат. Ар бир конкреттүү канатты көп сандаган өлчөөлөрдүн натыйжалары боюнча коэффиценттин чабуул бурчуна көз карандылыгын, ошондой эле көз карандылыкты чагылдырган ар кандай графиктерди түзүүгө болот.конкреттүү канаттын ылдамдыгынан жана профилинен, ошондой эле канаттын бошотулган механизациясынан көтөрүү. Үлгү диаграмма төмөндө көрсөтүлгөн.
Чындыгында бул коэффициент канаттын кирген абанын басымын көтөргүчкө айландыруу жөндөмүн мүнөздөйт. Анын кадимки мааниси 0дөн 2ге чейин. Рекорд 6. Азырынча адам табигый жеткилеңдиктен абдан алыс. Мисалы, бүркүт үчүн бул коэффициент, ал кармалган гофер менен жерден көтөрүлгөндө, 14 чоңдукка жетет. Жогорудагы графиктен көрүнүп тургандай, чабуул бурчунун көбөйүшү көтөрүлүүнүн белгилүү бир бурчтун чоңдуктарына чейин көбөйүшүнө алып келет.. Андан кийин эффект жоголуп, атүгүл карама-каршы багытта кетет.
Сток агымы
Алар айткандай, ченеми менен баары жакшы. Ар бир канаттын чабуул бурчу жагынан өзүнүн чеги бар. Чабуулдун суперкритикалык бурчу деп аталган нерсе канаттын үстүнкү бетиндеги стоклга алып келип, аны көтөрүүдөн ажыратат. Турак канаттын бүткүл аймагында бирдей эмес пайда болот жана титирөө жана башкарууну жоготуу сыяктуу тиешелүү, өтө жагымсыз көрүнүштөр менен коштолот. Кызык жери, бул көрүнүш тездиктен көп деле көз каранды эмес, бирок ал да таасир этет, бирок столдун пайда болушунун негизги себеби - чабуулдун суперкритикалык бурчтары менен коштолгон интенсивдүү маневр. Дал ушундан улам Ил-86 учагынын жалгыз кыйрашы, учкуч жүргүнчүсү жок бош учакта «көрсөткүсү» келип, капысынан көтөрүлө баштаганда, анын акыры трагедиялуу аяктаган.
Каршылык
Литер менен кол кармашып сүйрөө келет,учактын алдыга жылышына тоскоол кылуу. Ал үч элементтен турат. Булар абанын учакка тийгизген таасиринен келип чыккан сүрүлүү күчү, канаттын алдындагы жана артындагы аймактардагы басымдын айырмасынан келип чыккан күч жана анын аракетинин вектору багытталгандыктан, жогоруда талкууланган индуктивдүү компонент. гана эмес, өйдө, көтөрүү жогорулатууга салым кошуу, ошондой эле каршылык союздашы болуп, кайра. Кошумчалай кетсек, индуктивдүү каршылыктын компоненттеринин бири - бул канаттын учтары аркылуу аба агымынын натыйжасында пайда болгон күч, бул аба кыймылынын багытынын кыйшаюусун жогорулаткан куюндуу агымдарды пайда кылат. Су коэффицентинен башкасы, аэродинамикалык каршылыктын формуласы көтөрүү күчү формуласына таптакыр окшош. Ал Cx коэффициентине өзгөрөт жана ошондой эле эксперименталдык түрдө аныкталат. Анын мааниси чанда гана ондон бирден ашат.
Таштыруу жана сүйрөө катышы
Көтөрүү жана сүйрөө күчү катышы аэродинамикалык сапат деп аталат. Бул жерде бир өзгөчөлүктү эске алуу керек. Коэффициенттерди кошпогондо көтөрүү күчү менен сүйрөө күчүнүн формулалары бирдей болгондуктан, аба кемесинин аэродинамикалык сапаты Cy жана Cx коэффициенттеринин катышы менен аныкталат деп болжолдоого болот. Бул катыштын белгилүү бир чабуул бурчтары үчүн графиги канаттык полярдык деп аталат. Мындай диаграмманын мисалы төмөндө көрсөтүлгөн.
Заманбап учактардын аэродинамикалык сапаты болжол менен 17-21, ал эми планерлер - 50гө чейин. Бул учакта канатты көтөрүү оптималдуу шарттарда экенин билдирет.каршылык кучунен 17-21 эсе жогору. 6,5 балл алган бир тууган Райттардын учагы менен салыштырганда, дизайндагы жетишкендиктер айкын, бирок таманында байкуш гофери бар бүркүт дагы эле алыс.
Учуу режимдери
Ар кандай учуу режимдери ар кандай көтөрүү жана сүйрөө катышын талап кылат. Круиздик деңгээлдеги учууда учактын ылдамдыгы бир топ жогору, ал эми ылдамдыктын квадратына пропорционалдуу көтөрүү коэффициенти жогорку маанилерде болот. Бул жерде негизги нерсе каршылыкты азайтуу болуп саналат. Учуу жана өзгөчө конуу учурунда көтөрүү коэффициенти чечүүчү роль ойнойт. Учактын ылдамдыгы аз, бирок абада анын туруктуу абалы талап кылынат. Бул маселенин идеалдуу чечими, ийрилигин жана ал тургай аянтын учуу шарттарына жараша болжол менен канаттуулар сыяктуу өзгөрткөн адаптациялуу канатты түзүү болот. Конструкторлор ийгиликке жеткенге чейин көтөрүү коэффициентинин өзгөрүшү канатты механикалаштыруу аркылуу ишке ашат, бул профилдин аянтын да, ийрилигин да көбөйтөт, ал каршылыкты жогорулатуу менен көтөрүүнү бир топ жогорулатат. истребителдик учактар үчүн, канаттын шыпырылышын өзгөртүү колдонулган. Инновация жогорку ылдамдыкта сүйрөөнү азайтууга жана төмөнкү ылдамдыкта көтөрүүнү жогорулатууга мүмкүндүк берди. Бирок, бул долбоор ишенимсиз болуп чыкты, жана жакында алдыңкы учактар туруктуу канаты менен өндүрүлгөн. Учактын канатынын көтөрүү күчүн жогорулатуунун дагы бир жолу - кыймылдаткычтардын агымы менен канатты кошумча үйлөө. Бул армияда ишке ашырылганАн-70 жана А-400М транспорттук учактары, бул өзгөчөлүгүнөн улам учуу жана конуу аралыктарынын кыскарышы менен айырмаланат.
