Hvordan virker en flyvinge arbeid?

Hvordan virker en flyvinge arbeid?


En menneskeskapt fly flyr etter de samme prinsippene for fysikk som gjør en fugl: det må overvinne tyngdekraften for å oppnå løft og fly. En flyets vinger arbeide for å generere løft, og de oppnå dette ved å kurvet luftstrømmen rundt dem. Uten vinger, er et fly bare bil.

Aircraft Forces

Aircraft-og fugle er i stand til å fly fordi de balansere ut fire krefter: løft, vekt, dra og thrust. Et fly tar av i luften når heisen-kraften skyver oppover på den nedre overflate av vingene-skrider flyets vekt på grunn av tyngdekraften. Lift er skapt av luftstrømmen rundt flyet, spesielt rundt vingene. Drag er styrken av luftmotstanden mot bevegelse av flyet. Denne kraft øker med økende flyets hastighet, men avtar dersom flyet har en glatt, aerodynamisk eller, form. Flyets motor og fremdriftssystem, enten jet eller propell, genererer en skyvekraft for å overvinne luftmotstand.

Newton og Bernoulli

To europeiske forskere forklarte prinsippene i flyet fly. Den engelske fysikeren Isaac Newton (1642-1727) nummerert tre bevegelseslover som gjelder for alle bevegelige objekter. Den første er at objekter forblir i ro eller i uniform bevegelse med mindre de er tvunget til å endre ved en ekstern kraft. Den andre tilstand som en kraft som er rettet mot et objekt som forårsaker den til å akselerere i retning av den kraft. Den tredje fastslår at for enhver kraft, eksisterer det en lik og motsatt kraft. Den sveitsiske matematikeren Daniel Bernoulli (1700-1782) var en pioner i å utvikle en matematisk forklaring for fluiddynamikk, mekanikken i hvordan væsker og gasser strømmer. Sin store funn, kjent som Bernoulli-prinsippet, fremgår det at etter hvert som hastigheten av luftstrømmen øker, minsker dens trykk.

Angle of Attack

Flyvinger er konstruert for å vippe noe fra horisontalen, også kjent som banen av uren. Denne vinkel kalles angrepsvinkel, og er den viktigste variabel for å generere løft. Et fly begynner å bevege seg når piloten gjelder fremstøt fra motoren for å gjøre reise flyet fremover på bakken. Piloten roterer flyet oppover ved å løfte nesen sin for å øke angrepsvinkelen og oppnå takeoff. Men for stor for en angrepsvinkel vil stall flyet.

Flow curvature

Lift er generert av luft kurvet rundt en flyets vinger. Når luftstrømmen treffer den fremre kant av en vinge, deler den i to, noe som strømmer langs den øvre flate og noen som strømmer langs overflaten under. Formen på en vinge er litt asymmetrisk, med et større areal på oversiden. Luftstrømmen holder seg til den øvre overflaten som den beveger seg mellom vingen ledende og bakkant, buede og senke trykket i henhold til Bernoulli-prinsippet. Som flyet samler fart, løftet øker i henhold til Newtons andre lov av bevegelse. Dette i sin tur øker luftkrumning på den øvre overflaten, og tvinger mer luft ned fra vingens bakre kant. Som flyet beveger seg gjennom luften, vingens underside som vender mot luftstrømmen ved angrepsvinkel avbøyer også noen luftstrømmen nedover. Denne nedadgående luftstrøm frembringer en lik og motsatt reaksjon på en oppadrettet strøm av høytrykksluft (Newtons tredje lov), øker løfte og holde flyet luftbårne.