Pierwszym i najważniejszym czynnikiem jest nachylenie skrzydeł w stosunku do opływających mas powietrza. Nacierające powietrze w wyniku działania skrzydła samolotu na powietrze zmienia swój pęd w kierunku prostopadłym do tego ruchu, ponieważ skrzydła nachylone są do kierunku ruchu pod kątem zwanym kątem natarcia. Z uogólnionej drugiej zasady dynamiki (działająca siła jest równa szybkości zmiany pędu ciała na które ta siła działa) wynika, że skrzydło działa wtedy na powietrze pewną siłą zwróconą w dół. Wtedy zgodnie z trzecią zasadą dynamiki powietrze działa na opływane skrzydło siłą o takiej samej wartości ale przeciwnym zwrocie, co powoduje powstawanie siły nośnej. Siła ta jest bezpośrednio wynikiem ciśnień, występujących na powierzchni skrzydła. Ciśnienia te na skutek ruchu są różne dla różnych punktów tej powierzchni. Na dolnej części skrzydła ciśnienie jest większe , a na górnej mniejsze. Konstruktorzy samolotów starają się znaleźć odpowiednie kąty natarcia skrzydła na powietrze i właściwy kształt, aby zwiększyć siłę nośną, a zmniejszyć siły oporu powietrza.
Drugi czynnik związany jest z opływem powietrza z obu stron skrzydeł. Przepływające powietrze dzieli się na dwa strumienie, z których jeden przepływa nad skrzydłem samolotu, a drugi pod nim. Powietrze, które otacza skrzydło od góry przebywa dłuższą drogę, porusza się więc z większą prędkością niż powietrze opływające skrzydło z dołu.
Zgodnie z prawem Bernouliego suma ciśnienia statycznego (zwykłe ciśnienie) i dynamicznego w danej strudze płynu (cieczy lub gazu) jest stała. Ciśnienie dynamiczne zależy od prędkości płynu (jest wprost proporcjonalne do kwadratu prędkości, czyli jeśli prędkość wzrośnie dwa razy to ciśnienie dynamiczne wzrośnie cztery razy). Powietrze, które ma większą prędkość, czyli na górze skrzydła, będzie miało więc mniejsze ciśnienie statyczne, niż powietrze na dole. W związku z czym ciśnienie u dołu skrzydła napiera mocniej na skrzydło, niż ciśnienie z góry skrzydła. Szacuje się, że ten czynnik stanowi jedynie kilka procent siły potrzebnej do uniesienia współczesnych samolotów.
1.) Helikopter wznosi się na podobnej zasadzie co samolot. Łopatki kręcącego się wirnika, dzięki odpowiedniemu kątowi nachylenia i kształtowi, wytwarzają siłę nośną, która podnosi helikopter w górę. Dodatkowo z tyły helikoptera umieszcza się dodatkowe małe śmigło. Zapobiega ono obracaniu się helikoptera w przeciwną stronę co duże śmigło.
2.)Siła nośna działa również na żagiel jachtu, łopatki turbin i sprężarek, działa również na lecące pociski i rakiety. Spojlery w samochodach lub dodatkowe skrzydła samochodów wyścigowych, wytwarzając siłę nośną skierowaną w dół, powodują zwiększanie docisku do jezdni przez co zwiększając przyczepność skracając drogę hamowania i umożliwiając skręcanie z większymi prędkościami.
3.)Zachowanie się samolotu w powietrzu testuje się w tunelu aerodynamicznym. Wykonuje się model samolotu w pomniejszeniu i dym zawarty w tunelu pozwala zobaczyć, jak układają się strugi powietrza, przez co widoczne są zawirowania. Takie tunele używane są do testowania nowych konstrukcji
4.) Najszybszy Samolot Eksperymentalny bezpilotowy samolot X-43A zbudowany przez agencję kosmiczną NASA osiągnął na krótko 16 listopada 2004 roku szybkość prawie dziesięciokrotnie przekraczającą szybkość dźwięku, dokładnie 9,8 machów, co stanowi prawie 12000km/h. (jeden mach jest to prędkość równa prędkości dźwięku w powietrzu i równa się 340m/s lub inaczej 1200km/h). W ten sposób pobity został poprzedni rekord prędkości, ustanowiony przez samolot takiego samego typu kilka miesięcy temu, kiedy maszyna osiągnęła szybkość siedmiokrotnie przekraczającą szybkość dźwięku.
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz