Sebenarnya, itu terlihat seperti keajaiban. Sebuah mesin bersayap dengan berat puluhan bahkan ratusan ton, mengatasi gravitasi, dengan mudah membubung dan membubung di langit seperti burung. Apa kekuatan yang membuatnya tetap di udara?
instruksi
Langkah 1
Sedikit sejarah
Pada tahun 1738 ilmuwan Swiss Daniel Bernoulli mengembangkan hukum yang dinamai menurut namanya. Menurut hukum ini, dengan peningkatan laju aliran cairan atau gas, tekanan statis di dalamnya berkurang dan sebaliknya, dengan penurunan kecepatan, itu meningkat.
Pada tahun 1904, ilmuwan Rusia N. E. Zhukovsky mengembangkan teorema tentang gaya angkat yang bekerja pada benda dalam aliran gas atau cairan yang sejajar bidang. Menurut teorema ini, benda (sayap) yang terletak di media cair atau gas yang bergerak dikenai gaya angkat, yang nilainya tergantung pada parameter media dan benda tersebut. Hasil utama dari pekerjaan Zhukovsky adalah rumus untuk koefisien angkat.
Langkah 2
Kekuatan angkat
Profil sayap pesawat tidak simetris, bagian atasnya lebih cembung daripada bagian bawah. Saat pesawat bergerak, kecepatan aliran udara yang lewat dari atas sayap lebih tinggi daripada kecepatan aliran yang lewat dari bawah. Akibatnya (menurut teorema Bernoulli) tekanan udara di bawah sayap pesawat menjadi lebih tinggi daripada tekanan di atas sayap. Karena perbedaan tekanan ini, gaya angkat (Y) muncul, mendorong sayap ke atas. Nilainya adalah:
Y = Cy * p * V² * S / 2, di mana:
- Cy - koefisien angkat;
- p adalah densitas medium (udara) dalam kg / m³;
- S - luas dalam m²;
- V adalah kecepatan aliran dalam m / s.
Langkah 3
Di bawah pengaruh kekuatan yang berbeda
Beberapa gaya bekerja pada pesawat yang bergerak di wilayah udara:
- gaya dorong mesin (baling-baling atau jet) yang mendorong pesawat ke depan;
- resistensi frontal diarahkan ke belakang;
- gaya gravitasi Bumi (berat pesawat), diarahkan ke bawah;
- angkat mendorong pesawat ke atas.
Nilai lift dan drag tergantung pada bentuk sayap, angle of attack (sudut di mana aliran bertemu dengan sayap) dan kerapatan aliran udara. Yang terakhir, pada gilirannya, tergantung pada kecepatan pesawat dan pada tekanan udara atmosfer.
Langkah 4
Saat pesawat berakselerasi dan kecepatannya meningkat, gaya angkat meningkat. Begitu melebihi berat pesawat, ia lepas landas ke atas. Ketika pesawat bergerak horizontal dengan kecepatan konstan, semua gaya seimbang, hasilnya (gaya total) adalah nol.
Bentuk sayap dipilih sedemikian rupa sehingga gaya hambat serendah mungkin dan daya angkat setinggi mungkin. Lift dapat ditingkatkan dengan meningkatkan kecepatan perjalanan dan area sayap. Semakin tinggi kecepatan gerakan, semakin kecil area sayap yang bisa dibuat dan sebaliknya.
