¿Cómo vuela un avión en el cielo?

Para entender el principio de vuelo de un avión, primero hay que conocer la composición y función del avión, cómo se genera la sustentación del avión y otras cuestiones. Estas cuestiones se analizarán brevemente en varias partes. 1. Principales componentes y funciones del vuelo Hasta ahora, excepto algunas formas especiales de aeronaves, la mayoría de las aeronaves se componen de cinco partes principales: alas, fuselaje, cola, tren de aterrizaje y planta motriz: 1. Ala - —La función principal de el ala debe generar sustentación para apoyar el vuelo de la aeronave en el aire y también desempeña un cierto papel en la estabilidad y la operación. Los alerones y flaps generalmente se instalan en las alas. Operar los alerones puede hacer que el avión gire, y bajar los flaps puede aumentar la sustentación. En las alas también se pueden instalar motores, trenes de aterrizaje y tanques de combustible. Los aviones con diferentes usos también tienen diferentes formas y tamaños de alas. 2. Fuselaje: la función principal del fuselaje es cargar pasajeros, pasajeros, armas, carga y equipos diversos, y conectar otras partes de la aeronave, como alas, colas y motores, en un todo. 3. Cola: La cola incluye cola horizontal y cola vertical. La cola horizontal consta de un estabilizador horizontal fijo y un elevador móvil. Algunos aviones de alta velocidad combinan el estabilizador horizontal y el elevador en una cola horizontal completamente móvil. El estabilizador vertical consta de un estabilizador vertical fijo y un timón móvil. La función de la cola es controlar el cabeceo y la desviación del avión para garantizar que pueda volar sin problemas. 4. Tren de aterrizaje: el tren de aterrizaje de una aeronave se compone principalmente de puntales y ruedas amortiguadores. Su función es soportar la aeronave durante el despegue, el aterrizaje, el rodaje y el estacionamiento en tierra. 5. Dispositivo de potencia: el dispositivo de potencia se utiliza principalmente para generar fuerza de tracción y empuje para hacer que la aeronave avance. En segundo lugar, también puede proporcionar energía para otros equipos eléctricos del avión. Hoy en día, las plantas de energía aeronáutica más utilizadas incluyen: motores de pistón más hélices de aviación, motores turborreactores, motores turbohélice y motores turbofan. Además del motor en sí, la central eléctrica también incluye una serie de sistemas que aseguran el normal funcionamiento del motor. Además de estas cinco partes principales, la aeronave también está equipada con diversos instrumentos, equipos de comunicación, equipos de navegación, equipos de seguridad y otros equipos de acuerdo con las necesidades de operación de la aeronave y ejecución de la misión. 2. La fuerza de sustentación y resistencia del avión. El avión es más pesado que el aire. Cuando el avión vuela en el aire, se generará fuerza aerodinámica en el avión. El avión depende de la fuerza aerodinámica para despegar y volar. . Antes de comprender la generación de sustentación y resistencia de los aviones, también debemos comprender las características del flujo de aire, es decir, las leyes básicas del flujo de aire. El aire que fluye es flujo de aire, una especie de fluido Aquí tenemos que citar dos teoremas de fluidos: teorema de continuidad y teorema de Bernoulli: Teorema de continuidad del fluido: Cuando el fluido fluye de manera continua y constante a través de una tubería de diferentes espesores, ya que el fluido es cualquiera. parte de la tubería no se puede interrumpir ni comprimir, la masa del fluido que fluye hacia cualquier sección y la masa del fluido que sale de la otra sección son iguales al mismo tiempo. El teorema de continuidad explica la relación entre la velocidad del flujo de un fluido y la sección transversal de la tubería. Cuando fluye un fluido, no solo el caudal y la sección de la tubería están relacionados entre sí, sino que el caudal y la presión también están relacionados entre sí. El teorema de Bernoulli pretende explicar la relación entre la velocidad del flujo y la presión en el flujo de fluido. El contenido básico del teorema de Bernoulli: cuando un fluido fluye por una tubería, la presión es pequeña cuando la velocidad del flujo es alta y la presión es alta cuando la velocidad del flujo es baja. La mayor parte de la sustentación de un avión es generada por las alas. La cola generalmente genera sustentación negativa. La sustentación generada por otras partes del avión es muy pequeña y generalmente no se considera. En la imagen de arriba, podemos ver que el aire fluye hacia el borde de ataque del ala, se divide en flujos de aire superior e inferior, fluye a lo largo de las superficies superior e inferior del ala respectivamente y se reincorpora en el borde de salida del ala para fluir hacia atrás. La superficie superior del ala es más convexa y el tubo de flujo es más delgado, lo que indica que la velocidad del flujo se acelera y la presión se reduce. En la superficie inferior del ala, el flujo de aire se bloquea, el tubo de flujo se vuelve más grueso, la velocidad del flujo disminuye y la presión aumenta. Aquí citamos los dos teoremas anteriores. Como resultado, aparece una diferencia de presión en las superficies superior e inferior del ala, y la suma de las diferencias de presión perpendiculares a la dirección relativa del flujo de aire es la sustentación del ala. Un avión tan pesado como el aire utiliza la sustentación obtenida de sus alas para vencer su propia gravedad debido a la gravedad de la Tierra, elevándose así en el cielo azul. La sustentación generada por el ala depende principalmente de la succión en la superficie superior, más que de la presión positiva en la superficie inferior. Generalmente, la succión formada en la superficie superior del ala representa aproximadamente el 60-80% de la sustentación total. y la elevación formada por la presión positiva sobre la superficie inferior sólo representa aproximadamente el 60-80% de la elevación total, lo que representa aproximadamente el 20-40% de la elevación total. Cuando un avión vuela en el aire, habrá varias fuerzas de resistencia. La resistencia es la fuerza aerodinámica opuesta a la dirección del movimiento del avión. También debemos entenderla aquí.

Según las causas de la resistencia, se puede dividir en resistencia a la fricción, resistencia a la diferencia de presión, resistencia inducida y resistencia a la interferencia. 1. Resistencia a la fricción: una de las propiedades físicas del aire es la viscosidad. Cuando el aire fluye sobre la superficie del avión, debido a su viscosidad, el aire roza contra la superficie del avión, produciendo una fuerza que impide que el avión avance. Esta fuerza es la resistencia por fricción. La cantidad de resistencia a la fricción depende de la viscosidad del aire, el estado de la superficie de la aeronave y el área de la superficie de la aeronave en contacto con el aire. Cuanto mayor es la viscosidad del aire, más rugosa es la superficie del avión y cuanto mayor es la superficie del avión, mayor es la resistencia a la fricción. 2. Resistencia a la diferencia de presión: cuando las personas caminan con viento en contra, sentirán el efecto de la resistencia, que es un tipo de resistencia a la diferencia de presión. Esta resistencia causada por la diferencia de presión entre la parte delantera y trasera se llama resistencia a la presión diferencial. El fuselaje, la cola y otros componentes del avión producirán una resistencia diferencial de presión. 3. Arrastre inducido: cuando se genera sustentación, también agrega un arrastre adicional a la aeronave. Esta resistencia inducida por la generación de sustentación se llama resistencia inducida, que es un "precio" que paga la aeronave por generar sustentación. El proceso de su creación es complicado y no se describirá en detalle aquí. 4. Resistencia de interferencia: es una resistencia adicional causada por la interferencia mutua del flujo de aire entre varias partes de la aeronave. Esta resistencia se genera fácilmente entre el fuselaje y las alas, el fuselaje y la cola, las alas y las góndolas de los motores, las alas y los tanques auxiliares de combustible. Los cuatro tipos de resistencia anteriores son para aviones de baja velocidad. En cuanto a los aviones de alta velocidad, además de estas resistencias, también producirán otras resistencias, como la resistencia a las olas. 3. Factores que afectan la sustentación y la resistencia La sustentación y la resistencia se generan por el movimiento relativo de la aeronave entre el aire (flujo de aire relativo). Los factores básicos que afectan la sustentación y la resistencia son: la posición relativa del ala en el flujo de aire (ángulo de ataque), la velocidad y densidad del aire del flujo de aire y las características de la propia aeronave (calidad de la superficie de la aeronave, forma del ala, ala). área, si se deben usar flaps y si la hendidura del ala del borde de ataque está abierta, etc.). 1. El efecto del ángulo de ataque sobre la sustentación y la resistencia: el ángulo entre la dirección relativa del flujo de aire y la cuerda del ala se llama ángulo de ataque. Cuando otras condiciones, como la velocidad de vuelo, son iguales, el ángulo de ataque en el que se obtiene la sustentación máxima se denomina ángulo de ataque crítico. Si el ángulo de ataque aumenta dentro del rango menor que el ángulo de ataque crítico, la sustentación aumentará después de exceder el ángulo de ataque crítico; si se aumenta el ángulo de ataque, la sustentación disminuirá; Cuanto mayor es el ángulo de ataque, mayor es la resistencia; cuanto mayor es el ángulo de ataque, más aumenta la resistencia: más allá del ángulo de ataque crítico, la resistencia aumenta bruscamente. 2. La influencia de la velocidad de vuelo y la densidad del aire en la sustentación y la resistencia: cuanto mayor es la velocidad de vuelo, mayor es la sustentación y la resistencia. La sustentación y la resistencia son proporcionales al cuadrado de la velocidad de vuelo, es decir, si la velocidad aumenta al doble de la original, la sustentación y la resistencia aumentarán a cuatro veces: si la velocidad aumenta a tres veces, la victoria y la resistencia también aumentarán al original Nueve veces. La densidad del aire es alta, la fuerza aerodinámica es alta y la sustentación y la resistencia son naturalmente altas. La densidad del aire aumenta al doble de la original, y la sustentación y la resistencia también aumentan al doble de la original, es decir, la sustentación y la resistencia son directamente proporcionales a la densidad del aire. 3. La influencia del área del ala, la forma y la calidad de la superficie en la sustentación y la resistencia: cuanto mayor es el área del ala, mayor es la sustentación y la resistencia. Tanto la sustentación como la resistencia son directamente proporcionales al tamaño del área del ala. La forma del ala tiene una gran influencia en la sustentación y la resistencia, desde el espesor relativo de la sección del ala, la posición del espesor máximo, la forma plana del ala, la posición de los flaps y las hendiduras del borde de ataque, hasta la forma del ala. Engelamiento del ala, todos ellos tienen un impacto mayor en la sustentación y la resistencia. Además, si la superficie del avión es lisa o no, también tendrá un impacto en la resistencia a la fricción. Si la superficie del avión es relativamente lisa, la resistencia será relativamente pequeña y viceversa. >Referencia: /readnews.asp?newsid=633