Dlaczego samoloty latają? - JRDygasjrdygas.if.pw.edu.pl/SiMR_2014_Samoloty.pdf · Ponieważ grubość profilu jest niewielka można pominąć zależność od ... niezbędną do lotu

Dlaczego samoloty

latają?

wykonał: Piotr Lipiarz 229074

Wprowadzenie Teoretyczne

Prawie każdy wie, że odpowiedzią na pytanie „dlaczego samolot lata?”

jest specjalny kształt skrzydła, dokładnie jego przekroju poprzecznego –

profilu. Bardziej wtajemniczeni powiedzą, że ma to związek z prawem

„Bernoulliego”. Jednak część z nich pytana dalej powie, że ma to coś

wspólnego z różnicą ciśnień, ale nie powiedzą nic więcej. Jak więc

wyjaśnić fenomen latających samolotów?

Przede wszystkim należy zapytać jakie siły działają na samolot lecący na stałej

wysokości ze stałą prędkością. I zasada dynamiki Newtona mówi, że na ciało

pozostające w spoczynku, lub

poruszające się ruchem jednostajnym nie działają żadne siły, bądź siły się

równoważą.

Zatem w poziomie na samolot działa siła oporu powietrza oraz siła ciągu

silnika/silników i siły te równoważą się. W pionie natomiast działa siła grawitacji

skierowana pionowo w dół. Ponieważ samolot nie spada to siła ta musi być

równoważona siłą działającą pionowo w górę.

Siła ta nazywa się siłą nośną. Siła ta pochodzi z różnicy ciśnień nad i pod

skrzydłem.

Skąd ta różnica ciśnień?

.2 constgyp

v

22

0 vvp

0v

v

Ponieważ grubość profilu jest niewielka można pominąć zależność od wysokości. Zatem różnica ciśnień wyrazi się wzorem:

Prawo Benoulliego (Daniel Bernoulli)

- Gęstość ośrodka

- Prędkość skrzydła

- Prędkość ośrodka

Najważniejszą siłą, niezbędną do lotu samolotu (nie mylić ze statkiem powietrznym) jest siła nośna. Siła ta powstaje na skrzydłach samolotu i to ona odpowiedzialna jest za utrzymanie samolotu w powietrzu. Siła ta powstaje na profilu skrzydła. Do wytworzenia jej niezbędne jest powietrze opływające skrzydło z pewną minimalną prędkością, które tworzy nadciśnienie pod skrzydłem i podciśnienie nad skrzydłem. Różnica ciśnień wywołana jest przez różną długość jaką powietrze musi pokonać od początku do końca skrzydła na górze i na dole. Na górze, która jest wypukła powietrze ma dłuższą drogę do pokonania niż na dole. Z fizyki wiemy, że ciśnienie dąży do wyrównania się, dlatego wyższe ciśnienie z pod skrzydła próbuje przedostać się nad skrzydło do niższego ciśnienia, dźwigając przy tym skrzydło i cały samolot.

Powietrze, a zarazem też czerwony dym są wciągane nad skrzydło. Ponieważ

może się to dokonywać tylko za skrzydłem tworzy się wir, którego zmniejszenie

jest ważnym problemem inżynierii lotniczej.

Winglet – zmniejsza opór, a co za tym idzie, zwiększa zasięg samolotu i zmniejsza zużycie paliwa oraz redukuje wibracje poprawiając komfort lotu.

Największe samoloty pasażerskie

Porównanie liderów rynku

Airbus A380 Boeing 747-8

Airbus A380

Airbus A380 – dwupoziomowy (dwupokładowy) i szerokokadłubowy, czterosilnikowy samolot pasażerski produkowany przez przedsiębiorstwo Airbus. Dzięki temu, że górny pokład ciągnie się przez całą długość kadłuba, A380-800 mieści 555 osób przy podziale na trzy klasy lub nawet 853 przy konfiguracji całej maszyny do standardu klasy ekonomicznej, wyprzedzając pod względem

powierzchni drugiego na liście Boeinga 747-400 (Jumbo Jeta) o 50%.

Boeing 747-8

Samolot jest produkowany w wersji pasażerskiej (747-8I) i towarowej (747-8F). W porównaniu do poprzednika modelu 747-400, w wersji pasażerskiej, został przedłużony o 4,1 metra w części dwupoziomowej i 1,5 metra w części jednopoziomowej. Tym samym jest najdłuższym samolotem pasażerskim. Pasażerska wersja tego samolotu zabiera od 362 pasażerów w 3-klasowej konfiguracji do 581 w konfiguracji 1-klasowej. Według producenta dzięki zastosowaniu materiałów kompozytowych do jego budowy, masa w przeliczeniu na pasażera jest mniejsza od konkurencyjnego Airbusa A380 o 10%, a zużycie paliwa w przeliczeniu na pasażera jest niższe o 11% od swojego największego rywala. Silniki mają zmniejszoną o 16% emisje CO² i są cichsze o 30% w porównaniu do poprzednich modeli. Wszystko to powoduje zmniejszenie kosztów operacyjnych o 30%

Pytania do prezentacji:

1. Jak powstaje i jak nazywa się siła która unosi

samolot?

2. Jak producenci radzą sobie ze zjawiskiem

wytracania siły nośnej?

Źródła:

www.wikipedia.pl

http://pasja-lotnictwo.blogspot.com/2013/08/dlaczego-samolot-

lata.html

http://www.prz.rzeszow.pl/ksisl/index.php?page=/pytaniaodpowie

dzi/pub_1

www.lufthansa.de