Existují různé přístupy k letu. Pokud má objekt nižší hustotu než vzduch, je vznášející se a je schopen vznášet se ve vzduchu bez vynaložení energie. Těžší než letecké plavidlo, známé jako aerodyne, zahrnuje letící zvířata a hmyz, letadla s pevným křídlem a rotorové letadlo. Protože plavidlo je těžší než vzduch, musí generovat výtah, aby překonal svou váhu. Odpor větru způsobený plavidlem pohybujícím se vzduchem se nazývá tažení a je překonán hnacím tahem, s výjimkou klouzání.
některá vozidla také používají tah pro let, například rakety a tryskové letouny Harrier.
konečně hybnost dominuje letu balistických létajících objektů.
ForcesEdit
Jednotky relevantní k letu
- Hnací síla (s výjimkou kluzáků)
- Výtah, vytvořené reakce na proudění vzduchu
- Drag, vytvořené aerodynamické tření
- Hmotnost, vytvořené gravitace
- Vztlak, pro lehčí než vzduch letu
Tyto síly musí být v rovnováze pro stabilní let dojít.
ThrustEdit
fixovaný-letadla křídla vytváří dopředný tah, když vzduch je tlačen ve směru opačném ke směru letu. To lze provést několika způsoby, včetně rotujících lopatek vrtule, nebo rotující ventilátor vytlačující vzduch ze zadní části proudového motoru, nebo vysunutím horkých plynů z raketového motoru. Dopředný tah je úměrný hmotnosti proudu vzduchu vynásobené rozdílem rychlosti proudu vzduchu. Zpětný tah může být vytvořen na podporu brzdění po přistání tím, couvací hřišti variable-pitch vrtule, nebo pomocí thrust reverser na proudový motor. Letadla s rotačním křídlem a vektorováním tahu V / STOL používají tah motoru k podpoře hmotnosti letadla a vektorový součet tohoto tahu vpředu a vzadu pro řízení rychlosti vpřed.
LiftEdit
V souvislosti proudění vzduchu relativní k létání tělo, výtah síla je složkou aerodynamické síly, která je kolmá na směr proudění. Aerodynamický zdvih nastává, když křídlo způsobí vychýlení okolního vzduchu-vzduch pak způsobí sílu na křídlo v opačném směru, v souladu s Newtonovým třetím zákonem pohybu.
Zvedněte je často spojena s křídlem letadla, i když vlek je také generované pomocí rotorů na rotorové letadlo (které jsou účinně rotující křídla, vykonávající stejnou funkci, bez nutnosti, že letadlo vpřed vzduchem). Zatímco běžné významy slova „výtah“ naznačují, že výtah je proti gravitaci, aerodynamický výtah může být v libovolném směru. Když letadlo křižuje například, výtah se staví proti gravitaci, ale Výtah se vyskytuje pod úhlem při lezení, sestupu nebo bankovnictví. Na high-rychlost auta, výtah síla směřuje směrem dolů (tzv. „down-force“), aby se udržet auto stabilní na silnici.
DragEdit
Pro solidní objekt pohybující se tekutiny, přetáhněte je součástí net aerodynamickou nebo hydrodynamickou sílu, která působí proti směru pohybu. Proto drag Oponuje pohybu objektu a v poháněném vozidle musí být překonán tahem. Proces, který vytváří výtah, také způsobuje určité tažení.
Lift-to-drag ratioEdit
Aerodynamického vztlaku je vytvořen návrh aerodynamického objekt (křídlo) vzduchem, což vzhledem k jeho tvar a úhel vychyluje vzduch. Pro trvalý rovný a rovný let musí být zdvih stejný a opačný k hmotnosti. Obecně platí, že dlouhá úzká křídla, jsou schopni odklonit velké množství vzduchu při pomalé rychlosti, vzhledem k tomu, že menší křídla potřebují vyšší rychlost vpřed k odvedení odpovídajícího množství vzduchu, a tím generovat ekvivalentní množství zvednout. Velké nákladní letadla mají tendenci používat delší křídla s vyšší úhly útoku, vzhledem k tomu, že nadzvukové letadlo mají krátká křídla a spoléhají na vysokou rychlost vpřed generovat výtah.
tento proces zvedání (vychylování) však nevyhnutelně způsobuje zpomalovací sílu zvanou drag. Protože zdvih a odpor jsou obě aerodynamické síly, poměr zdvihu k odporu je známkou aerodynamické účinnosti letounu. Poměr zdvihu k tažení je poměr L / D, vyslovuje se “ poměr L / D.“Letadlo má vysoký poměr L / D, pokud produkuje velké množství zdvihu nebo malé množství odporu. Poměr zdvihu a odporu se stanoví vydělením koeficientu zdvihu koeficientem odporu CL / CD.
zvedněte koeficient Cl je rovna výtah L děleno (hustota r půl krát rychlost krát V na druhou křídlo oblasti). Výtah koeficient je také ovlivněna stlačitelnost vzduchu, která je mnohem větší při vyšších rychlostech, takže rychlost V je lineární funkce. Stlačitelnost je také ovlivněna tvarem povrchů letadla.
součinitel odporu Cd se rovná odporu D dělenému (hustota r krát polovina rychlosti V na druhou krát referenční plocha a).
Lift-to-drag poměry pro praktické letadla se liší od cca 4:1 pro vozidla a ptáci s relativně krátká křídla, až do 60:1 nebo více pro vozidla s velmi dlouhými křídly, jako jsou kluzáky. Větší úhel náběhu vzhledem k pohybu vpřed také zvyšuje rozsah průhybu, a tím vytváří další zdvih. Větší úhel útoku však také generuje další odpor.
Lift/drag ratio také určuje klouzavý poměr a klouzavý rozsah. Vzhledem k tomu, že klouzavý poměr je založen pouze na vztahu aerodynamických sil působících na letadlo, hmotnost letadla to neovlivní. Jediný efekt, hmotnost má se měnit čas, že letadlo bude klouzat pro těžší letadla, létání na vyšší rychlost letu dorazí na stejné přistání bod v kratším čase.
vztlak
tlak vzduchu působící proti předmětu ve vzduchu je větší než tlak nad tlakem dolů. Vztlak se v obou případech rovná hmotnosti vytlačené tekutiny-Archimédův princip platí pro vzduch stejně jako pro vodu.
krychlový metr vzduchu při běžném atmosférickém tlaku a pokojové teplotě má hmotnost asi 1,2 kilogramu, takže jeho hmotnost je asi 12 Newtonů. Proto je jakýkoli objekt 1-krychlový metr ve vzduchu poháněn silou 12 Newtonů. Pokud je hmotnost objektu 1-krychlový metr větší než 1.2 kilogramy (takže jeho hmotnost je větší než 12 Newtonů), při uvolnění padá na zem. Pokud má objekt této velikosti hmotnost menší než 1,2 kilogramu, stoupá ve vzduchu. Jakýkoli objekt, který má hmotnost menší než hmotnost stejného objemu vzduchu, vzroste ve vzduchu-jinými slovy, jakýkoli objekt méně hustý než vzduch vzroste.
poměr tahu k hmotnostieditovat
Tah-hmotnostní poměr je, jak jeho název napovídá, poměr okamžité tahu k hmotnosti (kde hmotnost znamená, že váha na Zemi je standardní zrychlení g 0 {\displaystyle g_{0}}
). Jedná se o bezrozměrný parametr charakteristický pro rakety a jiné proudové motory a pro vozidla poháněná těmito motory (typicky kosmické nosné rakety a proudová letadla).
je-li poměr tahu k hmotnosti větší než místní gravitační síla (vyjádřená v gs), může k letu dojít, aniž by byl nutný jakýkoli pohyb vpřed nebo jakýkoli aerodynamický zdvih.
Pokud je poměr tahu k hmotnosti krát poměr zdvihu k tažení větší než místní gravitace, je možný vzlet pomocí aerodynamického zdvihu.
Letu dynamicsEdit
letová dynamika je věda o orientaci a řízení vzdušných a kosmických vozidel ve třech rozměrech. Tři kritické letová dynamika parametry jsou úhly rotace ve třech rozměrech o vozidle těžiště, známý jako pitch, roll a yaw (Viz Tait-Bryan rotace pro vysvětlení).
ovládání těchto rozměrů může zahrnovat horizontální stabilizátor (tj. „ocásek“), křidélka a další pohyblivé aerodynamické zařízení, které řídí úhlové stability, tj. letové polohy (což zase ovlivňuje nadmořská výška, záhlaví). Křídla jsou často nakloněna mírně nahoru-mají „pozitivní dihedrální úhel“, který poskytuje inherentní stabilizaci role.
energetická účinnostedit
vytvořit tah tak, aby bylo možné získat výšku, a tlačit vzduchem k překonání odporu spojeného s výtahem vše vyžaduje energii. Různé objekty a bytosti schopné letu se liší v účinnosti jejich svalů, motorů a jak dobře se to promítá do dopředného tahu.
hnací účinnost určuje, kolik energie vozidla generují z jednotky paliva.
RangeEdit
rozsah, který poháněl letu články mohou dosáhnout, je nakonec omezena jejich přetažením, stejně jako to, kolik energie mohou uchovávat na palubě a jak efektivně se mohou obrátit, že energie do pohonu.
Pro pohon letadel užitečné energie je dána jejich paliva zlomek – jaké procento vzletová hmotnost je palivo, stejně jako specifická energie použitého paliva.
poměr výkonu k hmotnostieditovat
všechna zvířata a zařízení schopná trvalého letu potřebují relativně vysoký poměr výkonu k hmotnosti, aby byla schopna generovat dostatečný zdvih a / nebo tah k dosažení vzletu.