Իրականում դա հրաշքի է նման: Տասնյակ և նույնիսկ հարյուրավոր տոննա քաշ ունեցող թևավոր մեքենան, որը հաղթահարում է ինքնահոսությունը, թռչնի պես հեշտությամբ ճախրում է երկնքում: Ո՞րն է այն ուժը, որը նրան պահում է օդում:
Հրահանգներ
Քայլ 1
Մի քիչ պատմություն
1738 թվականին շվեյցարացի գիտնական Դանիել Բեռնուլին մշակեց իր անունով օրենք: Այս օրենքի համաձայն, հեղուկի կամ գազի հոսքի արագության աճով, դրանցում ստատիկ ճնշումը նվազում է և հակառակը ՝ արագության իջեցմամբ, այն մեծանում է:
1904-ին ռուս գիտնական Ն. Ukուկովսկին ստեղծեց թեորեմ `գազի կամ հեղուկի ինքնաթիռի զուգահեռ հոսքում մարմնի վրա գործող բարձրացնող ուժի մասին: Այս թեորեմի համաձայն ՝ շարժվող հեղուկի կամ գազային միջավայրում տեղակայված մարմինը (թեւը) ենթարկվում է բարձրացնող ուժի, որի արժեքը կախված է միջավայրի և մարմնի պարամետրերից: Ukուկովսկու աշխատանքի հիմնական արդյունքը բարձրացման գործակցի բանաձեւն էր:
Քայլ 2
Բարձրացնող ուժ
Ինքնաթիռի թևի պրոֆիլը ասիմետրիկ է, դրա վերին մասը ավելի ուռուցիկ է, քան ներքևինը: Երբ օդանավը շարժվում է, թեւի գագաթից անցնող օդի հոսքի արագությունն ավելի բարձր է, քան հատակից անցնող հոսքի արագությունը: Սրա արդյունքում (ըստ Բեռնուլիի թեորեմի) օդանավի թևի տակ գտնվող օդային ճնշումը դառնում է ավելի բարձր, քան թևի վերևում գտնվող ճնշումը: Այս ճնշումների տարբերության պատճառով առաջանում է բարձրացնող ուժ (Y) ՝ թևը դեպի վեր մղելով: Դրա արժեքն է.
Y = Cy * p * V² * S / 2, որտեղ `
- Cy - բարձրացման գործակից;
- p - միջավայրի (օդի) խտությունը կգ / մ³-ում;
- S - տարածք մ²-ում;
- V - հոսքի արագությունը մ / վ-ում:
Քայլ 3
Տարբեր ուժերի ազդեցության տակ
Մի քանի ուժեր գործում են օդային տարածքում շարժվող ինքնաթիռի վրա.
- շարժիչի (պտուտակի կամ ռեակտիվի) ուժը `օդանավը առաջ մղող.
- ճակատային դիմադրություն, որն ուղղված է հետընթաց;
- Երկրի ծանրության ուժը (օդանավի քաշը), ուղղված դեպի ներքև.
- բարձրացրեք ինքնաթիռը դեպի վեր հրելով:
Բարձրացման և ձգման արժեքը կախված է թևի ձևից, հարձակման անկյունից (այն անկյունից, որով հոսքը համապատասխանում է թևին) և օդի հոսքի խտությունից: Վերջինս, իր հերթին, կախված է ինքնաթիռի արագությունից և մթնոլորտային օդի ճնշումից:
Քայլ 4
Երբ օդանավը արագանում է, և դրա արագությունը մեծանում է, վերելակն ավելանում է: Հենց այն գերազանցում է ինքնաթիռի կշիռը, այն թռչում է դեպի վեր: Երբ օդանավը հորիզոնական տեղաշարժվում է կայուն արագությամբ, բոլոր ուժերը հավասարակշռված են, դրանց արդյունքում (ընդհանուր ուժը) զրո է:
Թևի ձևն ընտրվում է այնպես, որ ձգումը հնարավորինս ցածր լինի, իսկ բարձրացումը ՝ հնարավորինս բարձր: Վերելակը կարող է ավելացվել ճանապարհի արագության և թևի տարածքի ավելացմամբ: Որքան բարձր է շարժման արագությունը, այնքան փոքր կարող է լինել թևի տարածքը և հակառակը:
