NÁL NÉL; rodinamikus
Az aerodinamika meghatározása és a levegő vizsgálata
Az aerodinamika a levegő által egy tárgyra kifejtett erők vizsgálata. Természetesen objektumként egy repülőgépet veszünk fel, azonban az aerodinamika más, a levegőben mozgó mobilokra is alkalmazható, például autókra. A repülőgép meglehetősen különleges gép, a lehető legnagyobb aerodinamikának kell lennie a nagy sebesség elérése érdekében, de elegendő erőnek is ki kell tennie a levegőben való tartózkodáshoz és manőverezhetőséghez.
A körülöttünk lévő levegő folyadék, mint minden gáz vagy folyadék. Három szempontot használunk annak meghatározására: A sűrűség (kilogramm/köbméterben kifejezve), nyomás (pascal-ban kifejezve), és hőfok (kelvinben kifejezve). Fontos figyelembe venni ezt a három paramétert, mert a levegő értéküktől függően másképpen áramlik egy felületen. Azon diagramok esetében, amelyeket ebben a részben meg fog tudni figyelni, a levegőt részecskékké asszimilálják, amelyek pályája a levegőét jelöli, ez az a pálya, amelyet minden egyes levegőatom egy felületen átáramlik. Egy másik dolog, az elemzések során elfogadott nézőpont a síkon belül van, vagyis azt vesszük figyelembe, hogy a sík rögzített, és hogy a levegő mozog.
A repülőgép szárnyán többféle áramlást különböztethetünk meg, ettől az áramlás típusától függ a repülőgép repülésének minősége. Az áramlás az laminaria amikor a légrészecskék egyenes és párhuzamos utakat követnek, az áramlás az viharos amikor ezek a részecskék, bár párhuzamos pályával rendelkeznek, már nem egyenes vonalú pályát követnek, hanem hullám formájában. Végül az áramlás az örvény amikor a légrészecskék nem tesznek mást, csak a fejüket, a pályák sem egyenesek, sem egymással párhuzamosak, hanem teljesen rendezetlenek. Egyébként ez történik egy szárny felső felületén az átesés során, de ezt később meglátjuk.
Lamináris áramlás Turbulens áramlás Vortex áramlás
A szilárd felszínhez közeledve a levegőnek az a tulajdonsága, hogy lelassul, minél közelebb kerül a levegő részecske a felszínhez, annál inkább lelassul, a területet, ahol a levegő lelassul, határréteg. Ez a határréteg felelős a levegő ellenállásáért, a levegő ellenállásának kiemeléséhez elegendő egy sík felületet függőlegesen tartani, és erős szelet kifejteni rajta, minél inkább erőszakos lesz a szél, annál többet fog nehézségei lesznek a tábla megtartásával. Útközben a légáramlás lamináris, amikor a lemezre érkezik, turbulens lesz, és a lemez mögött örvénylik, létrehozva egy vákuumot, amely hajlamos leszívni a lemezt. A levegő ellenállása asszimilálódik az e nyomás által létrehozott szívóerőre, ez hozza létre a lemezt nehezítő erőt. Vigyázzon, ne egyenlítse a légellenállást a lemezen lévő légrészecskék nyomásával ! Fontos, hogy jól ismerjük a levegő ellenállását, hogy megértsük, hogyan repül egy repülőgép, és hogyan tud mozogni a levegőben.
Légáramlás, ha sík felülethez közelítünk
A repülőgép-mérnökök munkájának nagy része olyan repülőgép-alakzatok megtervezése, hogy a légellenállás alacsony legyen. Láttuk, hogyan fejtik ki a levegő ellenállását egy sík felületen, de más formák léteznek ennek az erőnek a csökkentésére.
Abban az esetben, ha a fél gömb, a légellenállás valamivel kisebb, mert a légrészecskék könnyebben megkerülik a felületet, azonban a mélyedés a félgömb hátulján még mindig nagyon erős. Ha most a egész gömb, például egy lufit, a levegő áramlása sokkal könnyebb lesz, azonban a gömb hátulján enyhe mélyedés marad, így ez nem a tökéletes aerodinamikai forma. A valóságban nincs tökéletes aerodinamikai forma, azonban ezt a gömböt deformálhatjuk úgy, hogy alakot kapjunk ferde, ily módon a légellenállás a legkisebb.
Fél gömb Gömb Ferde alakú
A levegő ellenállása bármilyen szilárd anyagon mérhető, erre kialakítottak egy képletet. Is R légellenállás be Newton: R = K.p.V².S
K egy olyan együttható, amely a szilárd anyag alakjára és felületére vonatkozik, nincs nincs egység, o a benne lévő levegő sűrűsége köbméter kilogramm, V a légrészecskék sebessége, ez kifejeződik méter másodpercenként, végül, a felület területe, kifejezve négyzetméter.
A repülőgép tervezésének nagy nehézségét az jelenti, hogy elég korszerűnek kell lennie a jó aerodinamikai teljesítmény fenntartása érdekében, ugyanakkor a használatának megfelelő módon is meg kell formálni. Jumbosugár esetén minden utasnak és rendszernek meg kell találnia a helyét.
Repülőgépen ható erők
Repülés közben egy repülőgép négy fő erőt tapasztal meg, valójában sokkal többet tapasztal az időjárási tényezők miatt, de erre a négy fő erőre fogunk összpontosítani. Már meg kell jegyezni, hogy ezek az erők a repülőgép súlypontjára hatnak.
Soroljuk fel ezeket az erőket: először ott van az gravitáció, amely hajlamos lehozni a gépet, és a emel, ami éppen ellenkezőleg hajlamos arra, hogy felemelkedjen. Repülés közben vízszintes sebességgel állandó, emelés kiegyenlíti a gravitáció által kifejtett erőt. Ez a két erő függőlegesen hat a síkra. Lássuk most a síkon vízszintesen kifejtett erőket: először ott van a nyom, amelyet korábban láttunk, de az erő, amely lehetővé teszi a sík mozgását, vagyis akár a vontatás a légcsavar, vagy a nyom reaktorok. Repülés közben vízszintes sebességgel állandó, húzás vagy tolás, egyensúlyozza a húzást.