Sai perché gli aerei volano?
Miscellanea / / November 15, 2023
Nozioni di base di aerodinamica in poche parole.
Gli aerei permettono all’umanità di percorrere grandi distanze in un breve periodo di tempo. Senza di loro, ciascuno di questi viaggi diventerebbe una dura prova. E forse ti sarai chiesto almeno una volta: perché gli aerei volano? Come riescono a farlo? Scopriamolo.
In generale, la risposta dettagliata a questa domanda è piuttosto complessa e gli scienziati lo sono ancora discutere su come funziona esattamente l'aerodinamica e come fare amicizia con le leggi di Newton, Bernoulli e l'equazione di Navier-Stokes. Ma in termini generali, il volo di un dispositivo più pesante dell'aria può essere descritto come segue.
Su un aereo in volo atto quattro forze fondamentali: peso, portanza, resistenza e spinta. Il peso dell'aereo lo spinge verso il suolo. Quindi, un normale Boeing 747 lo ha massa circa 450 tonnellate - e questo non è un aquilone che può essere sollevato semplicemente dal vento.
La forza di trazione muove l'aereo in avanti. È creato dai motori di cui è dotato. Durante il volo, la nave incontra resistenza da parte dell'ambiente: l'aria ne rallenta il movimento. Ma grazie alla forma aerodinamica dell'auto e ai potenti motori, questo impatto viene neutralizzato.
E infine, la portanza è ciò che consente all'imbarcazione di rimanere nel cielo. Le ali degli aeroplani hanno qualcosa di speciale modulo - questo è chiamato “profilo aerodinamico”. Sono convessi nella parte superiore e piatti nella parte inferiore.
A causa della struttura dell'ala, l'aria che vi fluisce dall'alto diventa più rarefatta, creando una pressione ridotta. E sotto l'ala, al contrario, diventa più denso, creando una maggiore pressione.
La differenza tra questi indicatori determina la forza di sollevamento che mantiene l'aereo in aria.
Per garantire un flusso d'aria costante in entrata, l'aereo deve mantenere una velocità sufficiente con l'aiuto dei suoi motori. Se sono spenti, una macchina relativamente leggera, ovviamente, sarà in grado di planare per inerzia per un po ', ma poi la pressione sotto l'ala diminuirà e il veicolo cadrà.
Dimostrazione di come appaiono le correnti d'aria in arrivo, che si piegano attorno all'ala di un aereo dall'alto e dal basso. Video Università di Cambridge / YouTube
Oltre a poter avanzare rimanendo nel cielo, l'aereo deve anche in qualche modo guadagnare quota, scendere e virare. Per raggiungere questo obiettivo, la macchina è dotata di varie superfici di controllo: alettoni sulle ali, nonché elevatore e timone sulla coda. Possono ruotare a piacimento pilota - cioè, cambia l'angolo di attacco.
Se aumento l'angolo di attacco degli alettoni e dell'elevatore, l'aereo inizia a raccogliere più aria in entrata, la pressione sotto le ali aumenta e il dispositivo decolla. Se lo riduci, diminuirà anche la pressione dal basso e l'auto inizierà a scendere.
Se girare alettoni e timoni su un lato dell'aereo verso l'alto e sull'altro verso il basso, quindi un'ala dell'aereo inizia a raccogliere più aria in entrata e l'altra meno. Per questo motivo, l'auto si inclina a destra o a sinistra e inizia a girarsi. Gli angoli di rotazione di un aereo in aria sono chiamati “rollio”, “beccheggio” e “imbardata”.
In generale, ora hai familiarità con le basi dell'aerodinamica. E la prossima volta che volerai, capirai che tipo di forze sostengono l'aereo nel cielo.
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