Har bir aviatsiya konstruktorlik byurosida bosh dizaynerning bayonoti haqida hikoya qilinadi. Faqat bayonot muallifi o'zgaradi. Va bu shunday eshitiladi: "Men butun umrim davomida samolyotlar bilan shug'ullanganman, lekin bu temir parchasi qanday uchishini hali ham tushunmayapman!". Darhaqiqat, Nyutonning birinchi qonuni hali bekor qilinmagan va samolyot havodan og'irroq ekanligi aniq. Ko'p tonnali mashinaning erga tushishiga qanday kuch yo'l qo'ymasligini aniqlash kerak.
Havo safari usullari
Sayohat qilishning uchta usuli bor:
- Aerostatik, yerdan ko'tarishda solishtirma og'irligi atmosfera havosining zichligidan past bo'lgan jism yordamida amalga oshiriladi. Bular sharlar, havo kemalari, zondlar va shunga o'xshash boshqa tuzilmalar.
- Reaktiv, bu yonuvchi yoqilg'idan reaktiv oqimning qo'pol kuchi bo'lib, tortishish kuchini engishga imkon beradi.
- Va nihoyat, Yer atmosferasi havodan ogʻirroq transport vositalari uchun qoʻllab-quvvatlovchi modda sifatida foydalanilganda liftni yaratishning aerodinamik usuli. Samolyotlar, vertolyotlar, gyroplanlar, planerlar va aytmoqchi, qushlar aynan shu usul yordamida harakatlanadi.
Aerodinamik kuchlar
Havoda harakatlanayotgan samolyotga toʻrtta asosiy koʻp yoʻnalishli kuchlar taʼsir qiladi. An'anaviy ravishda bu kuchlarning vektorlari oldinga, orqaga, pastga va yuqoriga yo'n altiriladi. Bu deyarli oqqush, saraton va pike. Samolyotni oldinga siljitadigan kuch dvigatel tomonidan ishlab chiqariladi, orqaga - havo qarshiligining tabiiy kuchi va pastga qarab tortishish kuchi. Samolyotning qulashiga yo'l qo'ymaslik o'rniga - qanot atrofidagi oqim tufayli havo oqimi natijasida hosil bo'lgan lift.
Standart atmosfera
Er yuzasining turli qismlarida havo holati, uning harorati va bosimi sezilarli darajada farq qilishi mumkin. Shunga ko'ra, samolyotning barcha xususiyatlari u yoki bu joyda uchishda ham farqlanadi. Shuning uchun, qulaylik va barcha xarakteristikalar va hisob-kitoblarni umumiy maxrajga keltirish uchun biz standart atmosferani quyidagi asosiy parametrlar bilan aniqlashga kelishib oldik: dengiz sathidan 760 mm Hg bosim, har kubometr uchun havo zichligi 1,188 kg, havo tezligi. tovush sekundiga 340,17 metr, harorat +15 ℃. Balandlik oshgani sayin, bu parametrlar o'zgaradi. Turli balandliklar uchun parametrlarning qiymatlarini ko'rsatadigan maxsus jadvallar mavjud. Barcha aerodinamik hisoblar, shuningdek, samolyotning ishlash ko'rsatkichlarini aniqlash ushbu ko'rsatkichlar yordamida amalga oshiriladi.
Lift yaratishning eng oddiy printsipi
Agar kelayotgan havo oqimida boʻlsatekis ob'ektni joylashtirish uchun, masalan, qo'lingizning kaftini harakatlanayotgan mashinaning derazasidan tashqariga chiqarib, siz bu kuchni, ular aytganidek, "barmoqlaringizda" his qilishingiz mumkin. Kaftni havo oqimiga nisbatan kichik burchakka aylantirganda, havo qarshiligiga qo'shimcha ravishda aylanish burchagi yo'nalishiga qarab yuqoriga yoki pastga tortuvchi boshqa kuch paydo bo'lganligi darhol seziladi. Tananing tekisligi (bu holda kaftlar) va havo oqimining yo'nalishi o'rtasidagi burchakka hujum burchagi deyiladi. Hujum burchagini nazorat qilish orqali siz liftni boshqarishingiz mumkin. Osonlik bilan ko'rish mumkinki, hujum burchagi ortishi bilan kaftni yuqoriga suradigan kuch kuchayadi, lekin ma'lum bir nuqtaga qadar. Va u 70-90 darajaga yaqin burchakka yetganda, u butunlay yo'qoladi.
Samolyot qanoti
Ko'taruvchini yaratuvchi asosiy rulman yuzasi samolyot qanotidir. Qanot profili odatda ko‘rsatilgandek egilgan ko‘z yoshi shaklida bo‘ladi.
Havo qanot atrofida aylanganda, qanotning yuqori qismi bo'ylab o'tadigan havo tezligi pastki oqim tezligidan oshib ketadi. Bunday holda, yuqoridagi statik havo bosimi qanot ostidagidan pastroq bo'ladi. Bosim farqi qanotni yuqoriga ko'tarib, ko'tarilish hosil qiladi. Shuning uchun, bosim farqini ta'minlash uchun barcha qanot profillari assimetrik tarzda amalga oshiriladi. Hujumning nol burchagida nosimmetrik profilga ega qanot uchun tekislikdagi parvozda ko'tarilish nolga teng. Bunday qanot bilan uni yaratishning yagona yo'li hujum burchagini o'zgartirishdir. Yuk ko'tarish kuchining yana bir komponenti mavjud - induktiv. Uqanotning egri ostki yuzasi tomonidan havo oqimining pastga qarab egilishi tufayli hosil bo'ladi, bu tabiiy ravishda qanotga yuqoriga teskari kuch ta'sir qiladi.
Hisoblash
Samolyot qanotining ko'tarish kuchini hisoblash formulasi quyidagicha:
Y=CyS(PV 2)/2
Bu erda:
- Cy - ko'tarish koeffitsienti.
- S - qanot maydoni.
- V - bepul oqim tezligi.
- P - havo zichligi.
Agar havo zichligi, qanot maydoni va tezligi bilan hamma narsa aniq bo'lsa, unda ko'tarish koeffitsienti eksperimental ravishda olingan qiymat bo'lib, doimiy emas. U qanot profiliga, uning nisbati, hujum burchagi va boshqa qiymatlarga qarab o'zgaradi. Ko'rib turganingizdek, bog'liqliklar asosan chiziqli bo'lib, tezlikdan tashqari.
Bu sirli koeffitsient
Qanotni koʻtarish koeffitsienti noaniq qiymat. Murakkab ko'p bosqichli hisoblar hali ham eksperimental tarzda tekshiriladi. Bu odatda shamol tunnelida amalga oshiriladi. Har bir qanot profili va hujumning har bir burchagi uchun uning qiymati boshqacha bo'ladi. Va qanotning o'zi uchmaydi, lekin samolyotning bir qismi bo'lganligi sababli, bunday sinovlar samolyot modellarining mos keladigan qisqartirilgan nusxalarida amalga oshiriladi. Qanotlar kamdan-kam hollarda alohida sinovdan o'tkaziladi. Har bir aniq qanotning ko'plab o'lchovlari natijalariga ko'ra, koeffitsientning hujum burchagiga bog'liqligini, shuningdek, bog'liqlikni aks ettiruvchi turli xil grafiklarni chizish mumkin.ma'lum bir qanotning tezligi va profilidan, shuningdek, qanotning bo'shatilgan mexanizatsiyasidan ko'taring. Namunaviy diagramma quyida keltirilgan.
Aslida bu koeffitsient qanotning kiruvchi havo bosimini liftga aylantirish qobiliyatini tavsiflaydi. Uning odatiy qiymati 0 dan 2 gacha. Rekord 6. Hozirgacha inson tabiiy mukammallikdan juda uzoqda. Misol uchun, burgut uchun bu koeffitsient tutilgan gofer bilan erdan ko'tarilganda, 14 qiymatga etadi. Yuqoridagi grafikdan ko'rinib turibdiki, hujum burchagining oshishi ma'lum burchak qiymatlariga ko'tarilishning oshishiga olib keladi.. Shundan so'ng, ta'sir yo'qoladi va hatto teskari yo'nalishda ketadi.
Toʻxtash oqimi
Ular aytganidek, me'yorida hamma narsa yaxshi. Har bir qanot hujum burchagi bo'yicha o'z chegarasiga ega. Hujumning o'ta kritik burchagi deb ataladigan narsa qanotning yuqori yuzasida to'xtashga olib keladi va uni ko'tarishdan mahrum qiladi. To'xtash qanotning butun maydonida notekis ravishda sodir bo'ladi va tebranish va boshqaruvni yo'qotish kabi mos keladigan juda yoqimsiz hodisalar bilan birga keladi. G'alati, bu hodisa tezlikka unchalik bog'liq emas, garchi u ham ta'sir qilsa ham, lekin to'xtashning paydo bo'lishining asosiy sababi hujumning o'ta kritik burchaklari bilan birga bo'lgan intensiv manevrdir. Aynan shuning uchun ham Il-86 samolyotining yagona halokati sodir bo'ldi, uchuvchi yo'lovchilarsiz bo'sh samolyotda "ko'zni ko'rsatishni" xohlab, to'satdan ko'tarila boshladi va bu fojiali yakunlandi.
Qarshilik
Qoʻlni koʻtarib sudrab keladi,samolyotning oldinga siljishini oldini olish. U uchta elementdan iborat. Bular havoning samolyotga ta'siridan kelib chiqadigan ishqalanish kuchi, qanot oldidagi va qanot orqasidagi joylarda bosim farqi tufayli yuzaga keladigan kuch va yuqorida muhokama qilingan induktiv komponent, chunki uning ta'sir vektori yo'n altirilgan. nafaqat yuqoriga qarab, ko'tarilishning oshishiga hissa qo'shadi, balki orqaga ham qarshilik ko'rsatishning ittifoqchisi bo'ladi. Bundan tashqari, induktiv qarshilikning tarkibiy qismlaridan biri bu qanotning uchlari orqali havo oqimi tufayli yuzaga keladigan kuch bo'lib, havo harakati yo'nalishining burchagini oshiradigan vorteks oqimlarini keltirib chiqaradi. Aerodinamik qarshilik formulasi Su koeffitsientidan tashqari ko'tarish kuchi formulasi bilan mutlaqo bir xil. U Cx koeffitsientiga o'zgaradi va eksperimental tarzda ham aniqlanadi. Uning qiymati kamdan-kam hollarda birning o‘ndan biridan oshadi.
Toplash va tortish nisbati
Ko’tarishning tortish kuchiga nisbati aerodinamik sifat deb ataladi. Bu erda bir xususiyatni hisobga olish kerak. Ko'tarish kuchi va tortish kuchi formulalari, koeffitsientlardan tashqari, bir xil bo'lganligi sababli, samolyotning aerodinamik sifati Cy va Cx koeffitsientlari nisbati bilan aniqlanadi deb taxmin qilish mumkin. Hujumning ma'lum burchaklari uchun bu nisbatning grafigi qanot qutbi deb ataladi. Bunday diagrammaga misol quyida keltirilgan.
Zamonaviy samolyotlarning aerodinamik sifat qiymati taxminan 17-21, planerlar esa 50 tagacha. Bu samolyotda qanot koʻtarilishi optimal sharoitda ekanligini bildiradi. Qarshilik kuchidan 17-21 barobar ko'p. Aka-uka Raytlarning 6,5 ball olgan samolyoti bilan solishtirganda, dizayn taraqqiyoti yaqqol ko'rinib turibdi, ammo panjalarida baxtsiz gopher bilan burgut hali uzoqda.
Parvoz rejimlari
Turli parvoz rejimlari turli koʻtarish va tortish nisbatlarini talab qiladi. Kruiz darajasida parvoz qilishda samolyot tezligi ancha yuqori va tezlik kvadratiga mutanosib ravishda ko'tarilish koeffitsienti yuqori qiymatlarda bo'ladi. Bu erda asosiy narsa qarshilikni minimallashtirishdir. Uchish va ayniqsa qo'nish paytida lift koeffitsienti hal qiluvchi rol o'ynaydi. Samolyotning tezligi past, ammo uning havodagi barqaror pozitsiyasi talab qilinadi. Ushbu muammoning ideal echimi moslashuv qanotini yaratish bo'ladi, u parvoz sharoitlariga qarab o'zining egriligini va hatto maydonini taxminan qushlar kabi o'zgartiradi. Dizaynerlar muvaffaqiyatga erishgunga qadar, ko'tarish koeffitsientining o'zgarishi qanotni mexanizatsiyalash orqali erishiladi, bu esa profilning maydonini ham, egriligini ham oshiradi, bu esa qarshilikni oshirish orqali ko'tarilishni sezilarli darajada oshiradi. Qiruvchi samolyotlar uchun qanotning supurishini o'zgartirish ishlatilgan. Yangilik yuqori tezlikda qarshilikni kamaytirish va past tezlikda ko'tarishni oshirish imkonini berdi. Biroq, bu dizayn ishonchsiz bo'lib chiqdi va yaqinda oldingi samolyotlar qattiq qanot bilan ishlab chiqarildi. Samolyot qanotining ko'tarish kuchini oshirishning yana bir usuli - bu qanotni dvigatellardan oqim bilan qo'shimcha ravishda puflash. Bu harbiy sohada amalga oshirildiAn-70 va A-400M transport samolyotlari, bu xususiyat tufayli uchish va qo'nish masofalarining qisqarishi bilan ajralib turadi.
