Nheyo dzeFizikisi muSainzi yeAviation
Sainzi yendege haisi yeinjini dzine simba chete kana dhizaini yendege dzemazuva ano; yakavakirwawo pamisimboti yefizikisi inotsanangura kuti ndege inogona sei kubhururuka zvakadzikama, zvakachengeteka, uye zvinobudirira. Kubva pakusimuka kusvika pakumhara, chikamu chega chega chekubhururuka chinosanganisira kudyidzana kwakaoma pakati pemasimba, kumanikidzwa, simba, uye mafambiro emvura. Kunzwisisa hwaro hwefizikisi yendege kunotibatsira kunzwisisa kuti ndege dzinogadzira sei kusimudza, kukunda kudzivirira mhepo, kuchengetedza kugadzikana, uye kuchengetedza mafuta.
1. Mauto Makuru Mana Anoshanda Pandege
Mukubhururuka, kune masimba makuru mana anogara achibata ndege: kusimudza, kurema, kusunda, uye kudhonza. Aya mana anoshanda pamwe chete kuti aone kana ndege ichikwira, ichidzika, ichimhanya, kana kuti ichidzika.
1. Kusimudza ndege isimba rinogadzirwa nemapapiro kuti ridzivirire huremu hwendege. Kusimudza ndege kunofanira kunge kwakakura zvakakwana kuti ikwanise kusimudza ndege kubva panhandare yendege uye kuti irambe iri mudenga.
2. Kurema isimba rinokwevera ndege pasi. Kurema kwendege (kusanganisira vatakuri, zvinhu, nemafuta) kunowedzerawo simba iri.
3. Kusunda (thrust) isimba rinosunda mberi rinogadzirwa neinjini, ingava propeller kana jet engine. Kusunda kunodiwa kuti injini imhanye uye irambe ichimhanya.
4. Kudhonza isimba rekudzivirira mhepo rinopikisa kufamba kwendege. Kudhonza kunowedzera sezvo ndege ichibhururuka nekukurumidza kana kana chimiro chendege chisina simba rakawanda.
Kubhururuka kwakasimba kunoitika kana kusimudzwa kwakaenzana nehuremu, uye kusundidzirwa kwakaenzana nekudhonzwa. Kana simba rimwe chete rikava guru, ndege ichachinja kufamba kwayo.
2. Aerodynamics uye Maitiro Ekugadzira Simba Rekusimudza
Kukwidza kunowanzotsanangurwa kuburikidza nepfungwa mbiri dzinoenderana: musiyano wekumanikidzwa uye kutsauka kwemhepo (downwash). Mapapiro endege ane chimiro chakakosha chinonzi airfoil, anowanzo kombama kumusoro uye akatsetseka pasi. Mhepo painoyerera ichitenderedza airfoil, kuchinja kwekumhanya nekumanikidzwa kunoitika.
Zvichienderana nepfungwa dzekuchinja kwemvura, kana kufamba kwemhepo kwakawedzerwa, kumanikidzwa kwayo kunowanzo kudzikira. Pabapiro, chikamu chepamusoro chekufamba kwemhepo chinogona kuva nekumanikidzwa kwakaderera, nepo chikamu chepazasi chinowanzova nekumanikidzwa kwakakwira. Musiyano uyu wekumanikidzwa ndiwo unoburitsa kukwira.
Uyezve, bapiro "rinosundira" mhepo pasi. Zvinoenderana neMutemo wechitatu waNewton (action-reaction), kana bapiro rikashandisa simba rekudzika mumhepo, mhepo inoshandisa simba rekukwira mudenga mubapiro. Maonero maviri aya haasi ekupokana, asi maonero maviri ekutsanangura chiitiko chimwe chete.
Kukwidza kunokanganisawo angle yekurwiswa, angle iri pakati pechitsiko chemapapiro negwara remhepo. Angle yakakura yekurwiswa inowanzowedzera kukwidza kusvika pamwero wakati. Kana angle yekurwiswa yakakura zvakanyanya, kuyerera kwemhepo kunogona kubva pamusoro pemapapiro ndokukonzera kumira (kurasikirwa kukuru kwekukwidza).
3. Kumanikidzwa, Kumhanya, uye Kukwira: Basa reMhepo
Mamiriro ekunze anokanganisa zvakanyanya mashandiro ekubhururuka. Sezvo kukwirira kuchiwedzera, huwandu hwemhepo hunowanzo kudzikira. Huwandu hwemhepo hunokanganisa kusimudza nekusunda (kweinjini yakati). Kuti igadzire kusimudza kwakafanana mumhepo yakatetepa, ndege inofanira kubhururuka nekukurumidza kana kushandisa mapapiro chaiwo, akadai semaflaps.
Tembiricha inewo basa. Mhepo inopisa kazhinji haina kusimba zvakanyanya pane mhepo inotonhora. Ndosaka panhandare dzendege dzinopisa kana kuti dziri pakakwirira, ndege dzichiwanzoda nzira refu dzekumhanya kuti dzisimuke. Vatyairi vendege nevarongi vendege vanotsanangura izvi kuburikidza nepfungwa dzakadai sekukwirira kwehuwandu, kureba "kwakaenzana" kunoratidza kuwanda kwemhepo chaiyo.
4. Kudhonza uye Maitiro Ekuderedza Ndege
Kudhonza chinhu chikuru pakusarudza mashandiro akanaka emafuta. Kazhinji, kudhonza kunowira muzvikamu zviviri:
1. Kudhonzwa kwezvipembenene, kunoitika nekuda kwekukweshana kwemhepo pamusoro pendege uye chimiro chefuselage, izvo "zvinodzivisa" kufamba kwayo. Kudhonzwa kwezvipembenene kunowedzera zvakanyanya nekumhanya kunowedzera.
2. Kudhonza kunokonzerwa, kunoitika nekuda kwekusimudzwa. Kana bapiro rikaita kuti denga risimudzwe, mavhiri anoumbwa pamucheto wemapapiro, zvichiwedzera kudhonza. Kudhonza kunokonzerwa kunowanzoonekwa zvakanyanya pakumhanya kwakaderera (semuenzaniso, panguva yekusimuka nekumhara).
Kuti vaderedze kudhonzwa, magadzirirwo endege anoshandisa maumbirwo emhepo, nzvimbo dzakatsetseka, uye zvishandiso zvakaita semapapiro ari pamucheto wemapapiro kuti vaderedze kudhonzwa kwemhepo. Munguva yekubhururuka, ndege dzinoshanda pamwe chete nekumhanya uye kukwirira izvo zvinoderedza kudhonzwa kwese uye kushandiswa kwemafuta.
5. Simba: Michina uye Nheyo dzeChiito neKuita
Injini dzendege dzinogadzira simba remhepo zvichibva pamisimboti yekuchengetedza simba remhepo uye simba remhepo. Muinjini yejeti, mhepo inopinda nemunzira yekupinda, inomanikidzwa, inosanganiswa nemafuta, uye inopiswa, uye magasi anopisa, anomhanya kwazvo anoburitswa kumashure. Simba remhepo rinotanga nekuda kwekumhanya kwemhepo kumashure.
Mundege dzinofambiswa nepropeller, propeller inoshanda se "bapiro rinotenderera" rinokurumidzisa kufamba kwemhepo kumashure, zvichiburitsa kusundidzira mberi. Majeti nendege dzinofambiswa nepropeller dzinoshandisa pfungwa ye momentum: kana huwandu hwemhepo huchikwira zvakanyanya kana kuchinja kwespeed kwakanyanya, kusundidzira kukuru kunobva kwabuda.
Kushanda zvakanaka kweinjini kunoenderana nemamiriro ekushanda. Injini dzejeti dzinowanzo shanda zvakanaka pakumhanya kwakanyanya uye pakukwirira, nepo mainjini epropeller anowanzo shandiswa zviri nani pakumhanya kwakaderera uye kubhururuka kwenguva pfupi.
6. Kugadzikana uye Kudzora: Kudzora Kufamba kweNdege
Kugadzikana kwendege kunosanganisira zvinhu zvitatu zvikuru:
1. Kukwidza mhino (kumusoro nekudzika), inodzorwa nemaelevator ari pamuswe wakatwasuka.
2. Kutenderera (kutsveyama kuruboshwe-kurudyi), kunodzorwa neailerons dziri pamapapiro.
3. Kudzvova (mhino inotendeukira kuruboshwe kuenda kurudyi), inodzorwa nechikwambo chiri pamuswe wakamira.
Nzvimbo idzi dzinodzora zvinhu dzinochinja kupararira kwemasimba emuchadenga kuti ndege ikwanise kufamba. Semuenzaniso, maailerons anoita kuti bapiro rimwe rikwire kupfuura rimwe, zvichiita kuti ndege itenderere ichitenderedza denderedzwa rayo.
Kugadzikana kunokonzerwawo nenzvimbo iri pakati pesimba rinokwevera pasi uye pakati pekumanikidzwa. Ndege dzakagadzirirwa kudzokera pakugadzikana mushure mekukanganisika kudiki, senge turbulence. Zvisinei, mune dzimwe ndege dzemazuva ano, kugadzikana "kwechisikigo" kunogona kudzikiswa kuti kuwedzere kukurumidza, zvichibatsirwa nemasisitimu ekudzora emagetsi akadai se fly-by-wire.
7. Simba, Kumhanya, uye Kutarisira Ndege
Fizikisi yekubhururuka inogonawo kunzwisiswa kuburikidza nepfungwa yesimba. Ndege ine simba rekufamba (nekuda kwekumhanya) uye simba rinogona kukwira (nekuda kwekukwirira). Vatyairi vendege "vanochinjana" masimba maviri aya: kana ndege yakwira, simba rekufamba rinogona kuderera kana kusundidzirwa kusina kuwedzerwa; zvakasiyana, kana ichidzika, ndege inogona kukurumidza kana kudhonza kusina kuwedzerwa.
Kutarisira simba kwakakosha zvikuru panguva yekusvika uye yekumhara. Ndege inofanira kuramba ichimhanya zvakakwana kuti isamire, asi kwete nekukurumidza zvakanyanya kuti ikwanise kumhara zvakachengeteka. Maflaps anobatsira kuwedzera kukwira nekumhanya kwakaderera, nepo ma spoiler nema air brakes anowedzera kudhonza, zvichibvumira ndege kuderedza kumhanya nekukwira nenzira yakarongeka.
Penutup
Kufamba nendege muenzaniso mukuru wekuti fizikisi inoshanda sei pamwero mukuru uye nemazvo. Masimba mana makuru—kusimudza, kurema, kusunda, uye kudhonza—ndiwo anoumba hwaro hwekunzwisisa kuti ndege inosimuka sei, kufamba nechikepe, kufamba-famba, uye kumhara sei. Kumashure kwemasimba aya kune aerodynamics yemapapiro, mamiriro ekunze, mashandiro einjini anotungamirirwa nesimba, uye nheyo dzakagadzikana uye dzekudzora dzinovimbisa kuchengetedzeka kwendege. Nekunzwisisa misimboti mikuru yefizikisi mukufamba nendege, tinoona ndege kwete setekinoroji yepamusoro chete, asi sehurongwa hunoshandisa mitemo yechisikigo kuburikidza nekuverenga nekungwarira uye dhizaini yekungwarira.
