飛行には異 物体の密度が空気よりも低い場合、物体は浮力があり、エネルギーを消費することなく空気中を浮遊することができます。 エアダインとして知られているエアクラフトよりも重いには、飛行動物や昆虫、固定翼航空機や回転翼が含まれています。 航空機は空気よりも重いので、その重量を克服するために揚力を発生させなければならない。 空気を通って動く技術によって引き起こされる風の抵抗は抗力と呼ばれ、すべることの場合にはを除いて推進力推圧によって克服されます。
いくつかの車両はまた、例えばロケットやハリアージャンプジェットのための飛行のための推力を使用しています。最後に、運動量は弾道飛行物体の飛行を支配します。
最後に、運動量は弾道飛行物体の飛行を支配します。h3>
飛行に関連する力は、
- 推進推力(グライダーを除く)
- 揚力、気流への反応によって作成されます
- 抗力、空気摩擦によって作成されます
- 重量、重力によって作成されます
- 浮力、空気飛行よりも軽いため
これらの力は、安定した飛行が発生するためにバランスが取れていなければなりません。
ThrustEdit
固定翼航空機は、空気が飛行とは反対の方向に押されたときに前方推力を生成します。 これは、プロペラの回転翼、またはジェットエンジンの後部から空気を押し出す回転ファン、またはロケットエンジンから熱いガスを排出すること 前方推力は、気流の質量に気流の速度の差を乗じたものに比例する。 逆推力は、可変ピッチプロペラ翼のピッチを反転させるか、ジェットエンジンのスラストリバーサを使用することによって、着陸後の制動を支援するた 回転翼航空機とスラストベクタリングV/STOL航空機は、航空機の重量をサポートするためにエンジン推力を使用し、前方速度を制御するために、この推力
LiftEdit
飛行体に対流れ方向に垂直である空力力の。 空気力学的揚力は、翼が周囲の空気を偏向させると結果的に生じ、空気はニュートンの第三の運動法則に従って、反対方向に翼に力を引き起こす。
リフトは一般的に航空機の翼に関連付けられていますが、リフトは回転翼上のローターによっても生成されます(これは効果的に翼を回転させ、航空機が空中を前進することを必要とせずに同じ機能を実行します)。 「揚力」という言葉の一般的な意味は、揚力が重力に反対することを示唆しているが、空力揚力は任意の方向にあり得る。 例えば航空機が巡航しているとき、上昇は重力に反対しますが、上昇は上昇するか、下降するか、または銀行するとき斜めに起こります。 高速車では、リフト力は、道路上で安定した車を維持するために(”ダウンフォース”と呼ばれる)下方に向けられています。
DragEdit
流体を介して移動する固体オブジェクトのために、ドラッグは、動きの方向に反対に作用する正味の空 したがって、抗力は物体の動きに反対し、動力を与えられた車両では推力によって克服されなければならない。 リフトを作成するプロセスはまた、いくつかの抗力を引き起こ
リフトツードラッグratioEdit
空力リフトは、空力オブジェクト(翼)の動きによって作成されます。空気は、その形状と角度のために空気を偏向させる。 持続的な直線飛行と水平飛行のために、揚力は重量と等しく、反対でなければならない。 一般に、細長い翼は低速で大量の空気を偏向させることができますが、小さい翼は同等の量の空気を偏向させ、したがって同等の揚力を発生させるた 大型貨物機は迎え角の高い長い翼を使用する傾向がありますが、超音速機は短い翼を持ち、揚力を発生させるために高い前進速度に大きく依存するしかし、この揚力(たわみ)プロセスは必然的に抗力と呼ばれる遅延力を引き起こす。
しかし、この揚力(たわみ)プロセスは必然的に抗力と呼ばれ 揚力と抗力は両方とも空力力であるため、揚力と抗力の比は飛行機の空力効率の指標です。 抗力への上昇の比率はl/Dの比率、発音された「Dの比率上のLです。「飛行機は、大量の揚力または少量の抗力を発生させると、L/D比が高くなります。 揚力/抗力比は、揚力係数を抗力係数CL/CDで割ることによって決定される。
揚力係数Clは、揚力Lを(密度r倍の速度V倍の翼面積aの二乗倍)で割ったものに等しい。 揚力係数は空気の圧縮性の影響を受けますが、これはより高い速度でははるかに大きいため、速度Vは線形関数ではありません。 圧縮性は、航空機表面の形状にも影響されます。
抗力係数Cdは、抗力Dを(密度r倍の速度V倍の二乗倍の基準領域A)で割ったものに等しい。
実用的な航空機の揚抗比は、比較的短い翼を持つ車両や鳥の場合は約4:1から、グライダーなどの非常に長い翼を持つ車両の場合は最大60:1以上まで 前方への動きに関連してより大きい迎え角はまた偏向の範囲を高め、こうして余分上昇を発生させる。 但しより大きい迎え角はまた余分抗力を発生させる。
リフト/ドラッグ比はまた、滑空比と滑空範囲を決定します。 グライド比は航空機に作用する空力力の関係のみに基づいているため、航空機の重量はそれに影響しません。 重量が唯一の効果は、航空機が滑空する時間を変えることです–より高い対気速度で滑空するより重い航空機は、より短い時間で同じタッチダウンポイ
BuoyancyEdit
空気中の物体に対して作用する空気圧は、押し下げて上の圧力よりも大きい。 浮力は、どちらの場合も、変位した流体の重量に等しい-アルキメデスの原理は、それが水の場合と同じように空気のために保持しています。
通常の大気圧と室温での立方メートルの空気の質量は約1.2キログラムなので、その重量は約12ニュートンです。 したがって、空気中の任意の1立方メートルの物体は、12ニュートンの力で浮揚される。 1立方メートルの物体の質量が1より大きい場合。2キログラム(その重量が12ニュートンより大きいように)、それは解放されたときに地面に落ちる。 このサイズの物体が1.2キログラム未満の質量を有する場合、それは空気中で上昇する。 等しい体積の空気の質量よりも小さい質量を有する物体は、空気中で上昇する-言い換えれば、空気よりも密度の低い物体は上昇する。
重量比への推力編集
推力重量比は、その名前が示すように、瞬間的な推力と重量の比(ここで、重量は地球の標準加速度g0{\displaystyle g_{0}}
における重量を意味する)である。 これは、ロケットや他のジェットエンジン、およびそのようなエンジンによって推進される車両(典型的には宇宙ロケットやジェット航空機)の無次元パラメータ特性である。
推力重量比が局所的な重力強度(gsで表される)よりも大きい場合、飛行は前進運動や空力揚力を必要とせずに起こる可能性があります。
推力重量比に揚力抗力比が局所重力よりも大きい場合、空力揚力を使用した離陸が可能です。
推力重量比に揚力抗力比が局所重力よりも大きこのボーイング737に見られるように、航空機の翼と尾面の上向きの傾きは、二面角と呼ばれています
フライトダイナミクスは、三次元で空気と宇宙車両の向きと制御の科学です。 三つの重要な飛行力学パラメータは、ピッチ、ロール、ヨーとして知られている車両の質量中心を中心とした三次元の回転角である(説明についてはTait-Bryan rotationsを参照)。
これらの寸法の制御は、水平安定剤(すなわち”尾”)、エルロンおよび角度安定性、すなわち飛行姿勢(これは高度、見出しに影響を与える)を制御する他の動 翼はしばしばわずかに上向きに傾いています-彼らは固有のロール安定化を与える”正の二面角”を持っています。
エネルギー efficiencyEdit
高さを得ることができるように推力を作成し、リフトに関連する抗力を克服するために空気をプ 飛行が可能なさまざまなオブジェクトや生き物は、筋肉、モーターの効率が異なり、これが前方推力にどれだけうまく変換されます。推進効率は、車両が燃料の単位から生成するどのくらいのエネルギーを決定します。
推進効率は、燃料の単位から生成されます。
RangeEdit
動力を与えられた飛行物品が達成できる範囲は、最終的にはその抗力によって制限され、ボード上にどれくらいのエネルギーを蓄
動力を与えられた航空機のために有用なエネルギーは燃料の一部分によって定められます-離陸の重量の何パーセントが燃料であるか、また使用された燃料の特定のエネルギー。
パワー対重量比編集
持続的な飛行が可能なすべての動物および装置は、離陸を達成するのに十分な揚力および/または推力を発生させるためには、比較的高い動力対重量比を必要とする。