Kwa kweli, inaonekana kama muujiza. Mashine yenye mabawa yenye uzito wa makumi na hata mamia ya tani, kushinda mvuto, huinuka kwa urahisi na kuruka angani kama ndege. Je! Ni nguvu gani inayomuweka hewani?
Maagizo
Hatua ya 1
Historia kidogo
Mnamo 1738 mwanasayansi wa Uswisi Daniel Bernoulli aliunda sheria iliyoitwa baada yake. Kulingana na sheria hii, na kuongezeka kwa kiwango cha mtiririko wa kioevu au gesi, shinikizo la tuli ndani yao hupungua na kinyume chake, na kupungua kwa kasi, huongezeka.
Mnamo 1904, mwanasayansi wa Urusi N. E. Zhukovsky aliunda nadharia juu ya kikosi cha kuinua kinachofanya kazi kwenye mwili katika mtiririko wa gesi au kioevu. Kulingana na nadharia hii, mwili (mrengo) ulio kwenye kioevu kinachotembea au kituo cha gesi hupewa nguvu ya kuinua, ambayo thamani yake inategemea vigezo vya kati na mwili. Matokeo kuu ya kazi ya Zhukovsky ilikuwa fomula ya mgawo wa kuinua.
Hatua ya 2
Kuinua nguvu
Profaili ya mrengo wa ndege haina usawa, sehemu yake ya juu ni laini zaidi kuliko ile ya chini. Wakati ndege inasonga, kasi ya mtiririko wa hewa inayopita kutoka juu ya bawa ni kubwa kuliko kasi ya mtiririko unaopita kutoka chini. Kama matokeo ya hii (kulingana na nadharia ya Bernoulli) shinikizo la hewa chini ya bawa la ndege huwa kubwa kuliko shinikizo juu ya bawa. Kwa sababu ya tofauti katika shinikizo hizi, nguvu ya kuinua (Y) inatokea, ikisukuma bawa juu. Thamani yake ni:
Y = Cy * p * V² * S / 2, ambapo:
- Mgawo wa kuinua;
- p ni wiani wa kati (hewa) kwa kilo / m³;
- S - eneo katika m²;
- V ni kasi ya mtiririko katika m / s.
Hatua ya 3
Chini ya ushawishi wa vikosi tofauti
Vikosi kadhaa hufanya juu ya ndege inayosafiri angani:
nguvu ya injini (propeller au jet) kusukuma ndege mbele;
- upinzani wa mbele umeelekezwa nyuma;
- nguvu ya mvuto wa Dunia (uzito wa ndege), iliyoelekezwa chini;
- kuinua kusukuma ndege juu.
Thamani ya kuinua na kuburuta inategemea umbo la bawa, pembe ya shambulio (pembe ambayo mtiririko hukutana na bawa) na wiani wa mtiririko wa hewa. Mwisho, kwa upande wake, inategemea kasi ya ndege na shinikizo la anga.
Hatua ya 4
Ndege inavyozidi kuharakisha na kasi yake kuongezeka, kuinua huongezeka. Mara tu inapozidi uzito wa ndege, inachukua kwenda juu. Wakati ndege inasonga usawa kwa kasi ya kila wakati, nguvu zote zina usawa, matokeo yao (jumla ya nguvu) ni sifuri.
Sura ya bawa imechaguliwa kama vile buruta iko chini iwezekanavyo na kuinua ni juu iwezekanavyo. Kuinua kunaweza kuongezeka kwa kuongeza kasi ya kusafiri na eneo la mrengo. Kasi ya juu ya harakati, eneo ndogo la mabawa linaweza kuwa na kinyume chake.
