Особенности конструкции воздушного шара
В зависимости от наполнения, различают монгольфьеры (шары, наполненные нагретым воздухом), шарльеры (наполнены лёгким газом — как правило, водородом или гелием) и розьеры (воздушные суда, использующие одновременно газ и воздух, размещённые в отдельных оболочках).
Современные воздушные шары, используемые для демонстрационных и спортивных полётов, также как и шар братьев Монгольфьер, в основном наполняются нагретым воздухом. С помощью пропановой горелки воздух нагревается, и, поскольку разреженный горячий воздух легче холодного, шар взлетает. В случае набора слишком большой высоты пилот дёргает за специальный шнур, соединённый с клапаном в оболочке воздушного шара — часть горячего воздуха выходит наружу, и воздушный шар опускается (снижается).
______________________________________________________________________________
Особенности конструкции дирижаблей мягкой системы
Мягкий дирижабль — дирижабль, у которого матерчатая оболочка служит также оболочкой для газа. Неизменность внешней формы достигается избыточным давлением несущего газа, постоянно поддерживаемым баллонетами — мягкими ёмкостями, расположенными внутри оболочки, в которые нагнетается воздух. Ими же производится частичное изменение балансировки и плавучести всего дирижабля без сброса балласта или выпуска части несущего газа. Обычно небольших размеров. Являются самым распространенным типом дирижаблей в силу дешевизны их производства и эксплуатации.
Особенности конструкции дирижаблей жесткой системы
Жёсткий дирижа́бль — тип дирижабля, основной особенностью которого являлось распределение несущего газа по отдельным замкнутым отсекам, размещённым внутри обтянутого тканью металлического (реже — деревянного) каркаса, воспринимавшего все нагрузки и избавлявшего от необходимости поддерживать посредством баллонетов избыточное давление несущего газа (в отличие от дирижаблей мягкой и полужёсткой систем). Воздушные корабли этого типа являлись наиболее крупными дирижаблями: некоторые из них достигали в длину почти четверти километра и имели максимальный диаметр более 40 метров. Всего с конца XIX века до конца 1930-х годов было построено около 160 жёстких дирижаблей: полтора десятка в Великобритании, 3 в США, 1 во Франции, остальные в Германии. В 1897 г. был создан единственный жёсткий дирижабль с металлической обшивкой — небольшой дирижабль Д. Шварца. Иногда всякий жёсткий дирижабль не совсем точно называют цеппелином.
______________________________________________________________________________
Аэростатический принцип полета
Аэростатическая подъемная (архимедова, выталкивающая) сила аэростатических ЛА, которые принято называть аппаратами легче воздуха, в соответствии с законом Архимеда (по имени древнегреческого ученого).
При полете дирижабля, реализующего аэростатический принцип полета, аэростатическая подъемная сила уравновешивает силу тяжести дирижабля , а сила тяги двигателей – силу лобового сопротивления(и силу инерции при полете дирижабля с ускорением).
______________________________________________________________________________
Ракетодинамический и баллистический принципы полета
Ракетодинамический — подъёмная сила создаётся реактивной силой за счёт отбрасывания части массы летящего тела. В соответствии с законом сохранения импульса системы возникает движение при отделении от тела с какой-либо скоростью некоторой части его массы.
Баллистические ракеты, как правило, запускают по траектории, близкой к оптимальной, учитывая меняющиеся с высотой плотность воздуха и силу земного притяжения. Обычно ракеты стартуют вертикально для более быстрого выхода из плотных слоёв атмосферы, так как на преодоление сопротивления воздуха расходуется до 17-20 % тяги двигателя. Получив после прохода тропосферы некоторую поступательную скорость в вертикальном направлении, ракета с помощью специального программного механизма, аппаратуры и органов управления постепенно из вертикального начинает переходить в наклонное положение в сторону цели.
К концу работы двигателя продольная ось ракеты приобретает угол наклона (тангажа), отвечающий наибольшей дальности её полёта, приблизительно 45° и уменьшается с увеличением скорости ракеты.
После прекращения работы двигателя весь дальнейший свой полет ракета совершает по инерции, описывая в общем случае почти строго эллиптическую траекторию. На вершине траектории скорость полёта ракеты принимает наименьшее своё значение. Апогей траектории баллистических ракет обычно находится на высоте нескольких сотен километров от поверхности земли, где из-за малой плотности атмосферы практически полностью отсутствует сопротивление воздуха.
На нисходящем участке траектории скорость полёта ракеты за счёт потери высоты постепенно увеличивается. При дальнейшем снижении плотные слои атмосферы ракета проходит с огромными скоростями. При этом происходит сильный разогрев обшивки баллистической ракеты, и если не будут приняты необходимые предохранительные меры, то может произойти её разрушение.
______________________________________________________________________________
Аэродинамический принцип полета
аэродинамический — подъёмная сила создаётся через силовое взаимодействие движущегося сквозь воздушную среду летательного аппарата. Таким образом, сила тяжести преодолевается благодаря аэродинамической силе, как силе реакции на отбрасывание вниз части воздуха, обтекающего несущие поверхности летательного аппарата.
______________________________________________________________________________
Отличительные особенности планера конструкции Отто Лилиенталя
Первым разработал биплан. Биплан — самолёт с двумя несущими поверхностями (крыльями), как правило, расположенными одна над другой.
Данная конструкция позволяет получить большую площадь крыльев и подъёмную силу при меньшем размахе крыла, что очень существенно при недостатке прочности. По сравнению с монопланом для взлета и посадки биплану требуется гораздо меньшая полоса. Недостатком является повышенное аэродинамическое сопротивление. Кроме того, крылья ранних самолётов обычно изготавливались из дерева и обтягивались тканью. Прочность таких крыльев не позволяла делать их слишком большими или же ставить слишком мощный мотор.
Основные геометрические характеристики крыла
Они определяются формой профиля, формой в плане и видом крыла спереди.
Профилем крыла называется форма (контур) сечения крыла, получаемая от пересечения крыла плоскостью, параллельной плоскости симметрии самолета.
Крыло в плане – это проекция крыла на горизонтальную плоскость. Форма крыла в плане характеризуется следующими параметрами: размахом, площадью, удлинением, сужением, стреловидностью.
Форма крыла спереди. Эта форма крыла характеризуется изломом, называемым «поперечным V крыла»
______________________________________________________________________________
Закон неразрывности потока
Уравнение неразрывности потока отражает закон сохранения массы: количество втекающей жидкости равно количеству вытекающей. Например, на рис. 10 расходы во входном и выходном сечениях напорной трубы равны:
где
∇ — дивергенция,
t — время,
j — плотность потока (см. ниже),
σ — добавление q на единицу объёма в единицу времени. Члены, которые добавляют (σ > 0) или удаляют (σ < 0) q, называются «источниками» и «стоками» соответственно.
______________________________________________________________________________
Уравнение Бернулли
Закон (уравнение) Бернулли является (в простейших случаях[1][2][3][4]) следствием закона сохранения энергии для стационарного потока идеальной (то есть без внутреннего трения) несжимаемой жидкости:
V- скорость потока
______________________________________________________________________________
Лобовое сопротивление и его составляющие
Лобовое сопротивление — сила, препятствующая движению тел в жидкостях и газах. Лобовое сопротивление складывается из двух типов сил: сил касательного (тангенциального) трения, направленных вдоль поверхности тела, и сил давления, направленных по нормали к поверхности. Сила сопротивления является диссипативной силой и всегда направлена против вектора скорости тела в среде. Наряду с подъёмной силой является составляющей полной аэродинамической силы.
____________________________________________
Что такое аэродинамическое качество (планер, самолет, вертолет)?
Аэродинами́ческое ка́чество летательного аппарата — отношение подъёмной силы к лобовому сопротивлению (или отношение их коэффициентов) в поточной системе координат при данном угле атаки.
______________________________________________________________________________
Самолет. Основные агрегаты и системы самолета.
Самолёт — воздушное судно, предназначенное для полётов в атмосфере с помощью силовой установки, создающей тягу и неподвижного относительно других частей аппарата крыла, создающего подъёмную силу. Неподвижное крыло отличает самолёт от орнитоптера (махолёта) и вертолёта, а наличие двигателя — от планёра. От дирижабля и аэростата самолёт отличается тем, что использует аэродинамический, а не аэростатический способ создания подъёмной силы.
Основные элементы летательного аппарата:
Крыло — создаёт при поступательном движении самолёта необходимую для полёта подъёмную силу за счёт возникающей в набегающем потоке воздуха разницы давлений на нижнюю и верхнюю поверхности крыла.
Фюзеляж — предназначен для размещения экипажа, пассажиров, грузов и оборудования, а также для крепления крыла, оперения, шасси, двигателей и т. п. (является как бы «телом» самолёта). Известны самолёты без фюзеляжа (например — «летающее крыло»).
Оперение — аэродинамические поверхности, предназначенные для обеспечения устойчивости, управляемости и балансировки самолёта. Для управления самолётом на оперении располагают отклоняемые поверхности — аэродинамические рули (руль высоты, руль направления), или же делают поверхности оперения цельноповоротными.
Шасси — система опор, необходимых для разбега самолёта при взлёте, пробега при посадке, а также передвижения и стоянки его на земле. Наибольшее распространение имеет колёсное шасси. Также известны конструкции шасси с лыжами, поплавками, полозьями.
Силовая установка самолета, состоящая из двигателя и движителя (например, воздушного винта) — создаёт необходимую тягу, которая, уравновешивая аэродинамическое сопротивление, обеспечивает самолёту поступательное движение.
Системы бортового оборудования — различное оборудование, которое позволяет выполнять полёты при любых условиях. Приблизительно последние 30-40 лет бортовая электроника является наиболее умным, сложным и дорогостоящим оборудованием, превосходящим по стоимости всю остальную конструкцию самолёта.
______________________________________________________________________________