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?
Prawo Benoulliego (Daniel Bernoulli) v 2 p gy const. Ponieważ grubość profilu jest niewielka można pominąć zależność od wysokości. Zatem różnica ciśnień wyrazi się wzorem: p 2 v 0 v 2 - Gęstość ośrodka v 0 v - 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-samolotlata.html http://www.prz.rzeszow.pl/ksisl/index.php?page=/pytaniaodpowie dzi/pub_1 www.lufthansa.de