גרונטלעכע פּרינציפּן פון פיזיק אין אַוויאַציע וויסנשאַפֿט
אַוויאַציע וויסנשאַפֿט איז נישט נאָר וועגן שטאַרקע מאָטאָרן אָדער מאָדערנע עראָפּלאַן פּלאַן; עס איז אויך באַזירט אויף די פּרינציפּן פון פיזיק וואָס דערקלערן ווי אַן עראָפּלאַן קען פליען סטאַביל, זיכער און עפֿעקטיוו. פֿון אָפּפֿליען ביז לאַנדונג, יעדע פֿאַזע פֿון פֿלי נעמט אַרײַן קאָמפּלעקסע אינטעראַקציעס צווישן כוחות, דרוק, ענערגיע און פֿליסיקייט דינאַמיק. פֿאַרשטיין די יסודות פֿון אַוויאַציע פֿיזיק העלפֿט אונדז פֿאַרשטיין ווי עראָפּלאַנען דזשענערירן ליפט, איבערקומען לופֿט קעגנשטאַנד, האַלטן פעסטקייט און שפּאָרן ברענשטאָף.
1. פיר הויפּט כוחות וואָס ווירקן אויף אַן עראָפּלאַן
אין פלי, זענען דא פיר הויפט כוחות וואס שטענדיג ווירקן אויף אן עראפלאן: הייבן, וואג, שטופן, און שלעפּן. די פיר ארבעטן צוזאמען צו באשטימען צי דער עראפלאן וועט ארויפגיין, אראפגיין, פארשנעלערן, אדער פארלאנגזאמען.
1. ליפט איז די אויפשטייגנדיקע קראַפט וואָס ווערט גענערירט דורך די פליגלען צו קעגנשטעלן דעם וואָג פון דעם עראָפּלאַן. דער ליפט מוז זיין גרויס גענוג צו הייבן דעם עראָפּלאַן אַראָפּ פון דער לאַנדונגס-שטײַף און האַלטן אים אין דער לופט.
2. וואָג איז די גראַוויטאַציאָנעלע קראַפט וואָס ציט דעם עראָפּלאַן אַראָפּ. ווי גרעסער די מאַסע פון דעם עראָפּלאַן (אַרייַנגערעכנט פּאַסאַזשירן, לאַסט און ברענשטאָף), אַלץ גרעסער איז די קראַפט.
3. שטופּ איז די פאָרווערטס שטופּ-קראַפט פּראָדוצירט דורך אַ מאָטאָר, צי אַ פּראָפּעלער צי אַ דזשעט מאָטאָר. שטופּ איז נייטיק צו דערגרייכן און האַלטן גיכקייט.
4. שלעפּ איז די קראַפט פון לופט קעגנשטאַנד וואָס שטעלט זיך קעגן דער פאָרווערטס באַוועגונג פון אַן עראָפּלאַן. שלעפּ ווערט גרעסער ווען דער עראָפּלאַן פליט שנעלער אָדער ווען די עראָפּלאַן'ס פאָרעם איז ווייניקער אַעראָדינאַמיש.
סטאַבילער פלייט פּאַסירט ווען ליפט איז באַלאַנסירט מיט וואָג, און שטופּ איז באַלאַנסירט מיט שלעפּ. אויב איין קראַפט איז דאָמינאַנט, וועט דער עראָפּלאַן דערפאַרן אַ ענדערונג אין באַוועגונג.
2. אַעראָדינאַמיק און דער מעכאַניזם פון ליפט פאָרמאַציע
ליפט ווערט אָפט דערקלערט דורך צוויי קאָמפּלעמענטאַרע קאָנצעפּטן: דרוק אונטערשיידן און די אָפּבייגונג פון לופט שטראָם (דאַוןוואַש). עראָפּלאַן פליגלען האָבן אַ ספּעציעלע פאָרעם גערופן אַן אַעראָפאָיל, טיפּיש געבויגן בייַ די שפּיץ און פלאַכער בייַ די דנאָ. ווי לופט פליסט אַרום די אַעראָפאָיל, ענדערונגען אין גיכקייַט און דרוק פּאַסירן.
לויט די פּרינציפּן פון פליסיק דינאַמיק, ווען לופט שטראָם ווערט באַשנעלערט, טענדירט זיין דרוק צו פאַרקלענערן. אויף אַ פליגל, קען דער אויבערשטער טייל פון לופט שטראָם האָבן אַ נידעריקער דרוק, בשעת דער נידעריקער טייל טענדירט צו האָבן אַ העכערן דרוק. דער דרוק אונטערשייד איז וואָס פּראָדוצירט ליפט.
דערצו, דער פליגל "שטופט" אויך די לופט אראפ. לויט ניוטאן'ס דריטן געזעץ (אקציע-רעאקציע), אויב דער פליגל לייגט ארויס א קראפט אראפ אויף דער לופט, לייגט די לופט ארויס אן אויפשטייגנדיקע רעאקציע קראפט אויף דעם פליגל. די צוויי פערספעקטיוון זענען נישט קעגן-זיין, נאר צוויי פערספעקטיוון אויף דערקלערן דעם זעלבן פענאמען.
ליפט ווערט אויך באאיינפלוסט דורך דעם ווינקל פון אטאקע, דער ווינקל צווישן דעם פליגל אקארד און דער ריכטונג פון דעם לופט שטראם. א גרעסערער ווינקל פון אטאקע פארגרעסערט בכלל ליפט ביז א געוויסן גראד. אויב דער ווינקל פון אטאקע איז צו גרויס, קען דער לופט שטראם זיך אפשיידן פון דער פליגל ייבערפלאך און פאראורזאכן א סטאל (א דראסטישער פארלוסט פון ליפט).
3. דרוק, שנעלקייט, און הייך: די ראלע פון דער אטמאספערע
אטמאספערישע באדינגונגען האבן א באדייטנדיקן איינפלוס אויף די פלי-פארשטעלונג. ווען די הייך וואקסט, פארקלענערט זיך בכלל די לופט-געדיכטקייט. די לופט-געדיכטקייט באאיינפלוסט די הייבן און שטופן (פאר א געגעבענעם מאטאר). כדי צו שאפן דעם זעלבן הייבן אין דינערער לופט, מוז אן עראפלאן פליען שנעלער אדער ניצן ספעציפישע פליגל-קאנפיגוראציעס, ווי למשל פלאפס.
טעמפּעראַטור שפּילט אויך אַ ראָלע. הייסע לופט איז בכלל ווייניקער געדיכט ווי קאַלטע לופט. דאָס איז פאַרוואָס אין הייסע לופטפעלדער אָדער אין הויכע הייכן, דאַרפן פליגער אָפט לענגערע לויפוועגן פֿאַר אָפּפֿליען. פּילאָטן און פֿלוג פּלאַנערס נעמען אין חשבון דעם פֿאַקטאָר דורך קאָנצעפּטן ווי געדיכטקייט הייך, אַן "עקוויוואַלענטע" הייך וואָס שפּיגלט אָפּ די פאַקטישע געדיכטקייט פֿון לופט.
4. שלעפּן און ווי ערקראַפט רעדוצירן עס
שלעפּ איז אַ הויפּט פאַקטאָר אין באַשטימען ברענשטאָף עפעקטיווקייט. בכלל, שלעפּ פאַלט אין צוויי קאַטעגאָריעס:
1. פּאַראַזיט שלעפּ, וואָס פּאַסירט צוליב לופט רייַבונג אויף דער פליגער'ס ייבערפלאַך און די פאָרעם פון די פיוזאַלאַזש, וואָס "שטערט" דעם שטראָם. פּאַראַזיט שלעפּ וואַקסט שטאַרק מיט דער וואַקסטנדיקער גיכקייט.
2. אינדוצירטער שלעפּ, וואָס פּאַסירט ווי אַ רעזולטאַט פון ליפט דזשענעריישאַן. ווען דער פליגל דזשענערירט ליפט, פאָרמען זיך וואָרטעקסן ביי די פליגל שפּיץ, וואָס פאַרגרעסערט שלעפּ. אינדוצירטער שלעפּ איז געוויינטלעך מער אויסגעשפּראָכן ביי נידעריקע גיכקייטן (למשל, בעת אָפּפליען און לאַנדן).
כדי צו רעדוצירן שלעפּ, נוצן פליגער-דיזיינס אַעראָדינאַמישע פֿאָרמען, גלאַטע פֿלאַכן, און דעווייסעס ווי פֿליגל-שפּיצן אויף די פֿליגל-שפּיצן צו רעדוצירן וואָרטעקס. בעת קרוז-פֿלי, ווערן פליגער-דיזיינס אָפּערירט מיט אַ קאָמבינאַציע פֿון גיכקייט און הייך וואָס מינימיזירט גאַנץ שלעפּ און ברענשטאָף-פֿאַרברויך.
5. שטופּ: מאשינען און אַקציע-רעאַקציע פּרינציפּן
פליגער מאטארן דזשענערירן שטופּ באזירט אויף די פּרינציפּן פון קאָנסערוואַציע פון מאָמענטום און אַקציע-רעאַקציע. אין אַ דזשעט מאָטאָר, לופט גייט אריין דורך די אַרייַנגאַנג, ווערט קאַמפּרעסט, געמישט מיט ברענשטאָף, און פארברענט, און דערנאָך ווערן די הייסע, הויך-גיכקייַט גאַזן ארויסגעטריבן צוריק. פאָרווערטס שטופּ ענטשטייט ווי אַ רעאַקציע צו דער צוריקווערטס אַקסעלעראַציע פון די לופט מאַסע.
אין פּראָפּעלער-געטריבענע עראָפּלאַנען, אַרבעט דער פּראָפּעלער ווי אַ "דראַטירנדיקער פליגל" וואָס באַשנעלערט דעם לופט-שטראָם צוריק, פּראָדוצירנדיק פאָרווערטס שטופּ. ביידע דזשעטס און פּראָפּעלער-געטריבענע עראָפּלאַנען נוצן דעם באַגריף פון מאָמענטום: ווי גרעסער די מאַסע פון לופט באַשנעלערט אָדער ווי גרעסער די ענדערונג אין גיכקייט, אַלץ גרעסער דער שטופּ פּראָדוצירט.
מאָטאָר עפעקטיווקייט דעפּענדס אויף די אָפּערייטינג באדינגונגען. דזשעט מאָטאָרן זענען טיפּיקלי מער עפעקטיוו ביי הויך ספּידז און קרוזינג כייץ, בשעת פּראָפּעלער מאָטאָרן טענד צו זיין בעסער פּאַסיק פֿאַר נידעריקער ספּידז און קירצער פליען.
6. סטאַביליטעט און קאָנטראָל: רעגולירן די באַוועגונג פון די ערקראַפט
עראָפּלאַן סטאַביליטעט נעמט אַרײַן דרײַ הויפּט אַקסן:
1. פּיטש (נאָז אַרויף און אַראָפּ), קאָנטראָלירט דורך עלעוואַטאָרן אויף די האָריזאָנטאַלע עק.
2. ראָלן (בייגן לינקס-רעכטס), קאָנטראָלירט דורך די עילעראָנס אויף די פליגלען.
3. גייען (נאז דרייט זיך לינקס-רעכטס), קאנטראלירט דורך דעם רודער אויפן ווערטיקאלן עק.
די קאנטראל-פלאַכן ענדערן די פארטיילונג פון אעראדינאמישע כוחות כדי צו דערמעגלעכן דעם פליגער צו מאַנעוורירן. למשל, עילעראָנס פאַרשאַפן איין פליגל צו דזשענערירן מער ליפט ווי דער אַנדערער, וואָס פאַרשאַפן דעם פליגער צו דרייען זיך אַרום זיין ראָלל אַקס.
סטאַביליטעט ווערט אויך באַאיינפלוסט דורך דער פּאָזיציע פון דעם צענטער פון גראַוויטאַציע און צענטער פון דרוק. עראָפּלאַנען זענען דיזיינד צו טענדירן צו צוריקקומען צו סטאַביליטעט נאָך קליינע שטערונגען, ווי טורבולענץ. אָבער, אין עטלעכע מאָדערנע עראָפּלאַנען, קען מען פֿאַרמינערן "נאַטירלעכע" סטאַביליטעט צו פֿאַרגרעסערן אַדזשילאַטי, געהאָלפֿן דורך עלעקטראָנישע קאָנטראָל סיסטעמען ווי פֿלי-ביי-ווייער.
7. ענערגיע, גיכקייט, און פלי-פארוואלטונג
די פיזיק פון פליען קען מען אויך פארשטיין דורך דעם קאנצעפט פון ענערגיע. אן עראפלאן האט קינעטישע ענערגיע (צוליב שנעלקייט) און פאטענציעלע ענערגיע (צוליב הייך). פילאטן "טוישן" כמעט אויס די צוויי ענערגיעס: ווען דער עראפלאן קלעפט זיך, קען די קינעטישע ענערגיע פארקלענערן אויב דער שטופּ ווערט נישט פארגרעסערט; פארקערט, ווען ער גייט אראפ, קען דער עראפלאן פארגיכערן אויב דער שלעפּ ווערט נישט פארגרעסערט.
ענערגיע פאַרוואַלטונג איז ספּעציעל וויכטיק בעת די אַפּראָוטש און לאַנדינג פאַסעס. די פליגער מוז האַלטן גענוג גיכקייט צו ויסמיידן אַ סטאָל, אָבער נישט צו שנעל צו דערמעגלעכן אַ זיכער לאַנדינג. פלאַפּס העלפֿן פאַרגרעסערן ליפט ביי נידעריקע גיכקייטן, בשעת ספּוילערז און לופט ברעיקס פאַרגרעסערן שלעפּן, אַלאַוינג די פליגער צו רעדוצירן גיכקייט און הייך אין אַ קאַנטראָולד שטייגער.
קלאָוזינג
אַוויאַציע איז אַ גוט בייַשפּיל פֿון ווי פֿיזיק אַרבעט אויף אַ גרויסן מאַסשטאַב און מיט גרויס פּינקטלעכקייט. פֿיר הויפּט כוחות - ליפט, וואָג, שטופּ און שלעפּ - פֿאָרמען די יסוד פֿאַר פֿאַרשטיין ווי אַן עראָפּלאַן הייבט זיך אויף, פֿאָרט, מאַנעוורירט און לאַנדט. הינטער די כוחות זענען די אַעראָדינאַמיק פֿון פֿליגלען, אַטמאָספֿערישע באַדינגונגען, מאָמענטום-געטריבענע מאָטאָר אָפּעראַציע, און סטאַביליטעט און קאָנטראָל פּרינציפּן וואָס זיכערן די זיכערקייט פֿון דעם עראָפּלאַן. דורך פֿאַרשטיין די גרונט פּרינציפּן פֿון פֿיזיק אין אַוויאַציע, זען מיר עראָפּלאַנען נישט פשוט ווי סאָפיסטיקירטע טעכנאָלאָגיע, נאָר ווי סיסטעמען וואָס נוצן די געזעצן פֿון נאַטור דורך פֿאָרזיכטיקע קאַלקולאַציע און פֿאָרזיכטיקן פּלאַן.
