Проект как люди научились летать


Презентация по ознакомлению с окружающим миром тема"Как человек научился летать "(1 класс)

Инфоурок › Начальные классы ›Презентации›Презентация по ознакомлению с окружающим миром тема"Как человек научился летать "(1 класс)

Описание презентации по отдельным слайдам:

1 слайд Описание слайда:

Презентация Тема «Как человек научился летать» Выполнили: ученица 1 «К» класса Краснова Анастасия Мауль М.А.

2 слайд Описание слайда:

Многие века люди мечтали подняться в воздух. Одной из первых, дошедших до нас историй об летающем человеке, является легенда Древней Греции об Дедале и его сыне Икаре. Попав в плен царя Миноса на острове Крит, Дедал решает убежать по воздуху, раз не может сделать этого по земле. Он собирает много перьев птиц и изготавливает себе и своему сыну крылья, скрепив перья воском. Им удается улететь из плена.

3 слайд Описание слайда:

Мечта человечества о полёте, впервые была реализована в Китае, где полёт человека привязанного к бумажным змеям был описан в VI веке н. э. «Летающий фонарик» (прототип аэростатов с оболочкой, наполненной горячим воздухом) был известен в Китае с древнейших времён. Его изобретение приписывается генералу Чжугэ Ляну (180—234 гг. н. э., почётный титул Кунмин), который, как сообщают источники, использовал их, чтобы вселять страх во вражеские войска.

4 слайд Описание слайда:

Всемирно известный художник, скульптор, а также изобретатель Леонардо да Винчи сконструировал некое подобие летательного аппарата, по форме напоминающее велосипед с большими крыльями, обтянутыми кожей, совершающими ритмичные взмахи. Это изобретение рассматривают как самый первый самолет в мире.

5 слайд Описание слайда:

Леонардо да Винчи известен многими своими изобретениями, которые в той или иной форме были впоследствии действительно разработаны человеком и используются в современном мире. У этого великого изобретателя были также найдены чертежи крыльчатой машины. Англичанин Фрэнсис Годуэн в 1638 году написал фантастическую книгу «Человек на Луне», в которой главный герой воспользовался упряжкой лебедей для того, чтобы вырваться из плена.

6 слайд Описание слайда:

Во Франции в 1783 братья Жозеф и Этьен МОНГОЛЬФЬЕ совершили запуск наполненного горячим дымом первого воздушного шара. Пассажирами были овца, петух и утка. Полёт длился 8 минут. А первыми людьми, осуществившими полёт, были два француза: Француа Пилатре де Розье и маркиз д’Арлен. 21 ноября 1783 года они 25 минут летали над Парижем на шаре с горячим воздухом.

7 слайд Описание слайда:

Тяга к небу, стремление к полету всегда было свойственно человеку. К сожалению, природа создала человека совсем для других целей и для осуществления мечты пришлось строить аппарат, который смог поднять человека в воздух и которым можно было управлять. Аппарат этот называли аэроплан, по-русски просто самолет.

8 слайд Описание слайда:

Успех в изобретении самолетов достиг- Александр Федорович Можайский, будучи простым русским офицером, он работал над усовершенствованием планера. В 1876 году он встроил в аппарат специальные винты которые помогали ему оторваться от земли.

9 слайд Описание слайда:

А в России продолжала развиваться авиационная мысль. Во главе ее стоял профессор Николай Егорович Жуковский. Жуковский своими неутомимыми исследованиями доказывал, что полеты аппаратов тяжелее воздуха не только возможны, но и неизбежны, потому что к этому ведет весь путь развития техники. Авиация еще только делала свои первые робкие шаги, а Николай Егорович Жуковский уже предвидел ее огромное будущее и умел увлечь этим будущим своих воспитанников.

10 слайд Описание слайда:

Люди изобретали летательные аппараты, которые постепенно становились сложнее, надежнее и удобнее. По назначению самолеты делятся на гражданские и военные. . ГРАЖДАНСКИЕ САМОЛЁТЫ ТРАНСПОРТНЫЕ САМОЛЁТЫ СПОРТИВНЫЕ САМОЛЁТЫ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ САМОЛЁТЫ

11 слайд Описание слайда:

ВОЕННЫЕ САМОЛЁТЫ Военные самолеты внешне очень похожи на обычные, гражданские. Но у них совсем другая работа. Они защищают наше мирное небо. Существует много различных боевых самолетов. Каждый из них имеет свое название. Самолет-истребитель уничтожает самолеты противника в воздухе, на земле и на воде. Самолеты-разведчики фотографируют местность в дневное и ночное время.

12 слайд Описание слайда:

Учиться–всегда пригодится. Спасибо за внимание.

13 слайд Описание слайда:

Курс профессиональной переподготовки

Учитель начальных классов

Курс повышения квалификации

Курс повышения квалификации

Найдите материал к любому уроку,
указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

Выберите категорию: Все категорииАлгебраАнглийский языкАстрономияБиологияВнеурочная деятельностьВсеобщая историяГеографияГеометрияДиректору, завучуДоп. образованиеДошкольное образованиеЕстествознаниеИЗО, МХКИностранные языкиИнформатикаИстория РоссииКлассному руководителюКоррекционное обучениеЛитератураЛитературное чтениеЛогопедия, ДефектологияМатематикаМузыкаНачальные классыНемецкий языкОБЖОбществознаниеОкружающий мирПриродоведениеРелигиоведениеРодная литератураРодной языкРусский языкСоциальному педагогуТехнологияУкраинский языкФизикаФизическая культураФилософияФранцузский языкХимияЧерчениеШкольному психологуЭкологияДругое

Выберите класс: Все классыДошкольники1 класс2 класс3 класс4 класс5 класс6 класс7 класс8 класс9 класс10 класс11 класс

Выберите учебник: Все учебники

Выберите тему: Все темы

также Вы можете выбрать тип материала:

Общая информация

Номер материала: ДВ-321584

Похожие материалы

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

КАК ЛЕТАТЬ | SCQ

«Умение летать - это научиться бросаться на землю и промахиваться»

Этими словами Дуглас Адамс услужливо объяснил концепцию полета в своем «Путеводителе по галактике Автостопом». Но земля действительно большая, и, как мудро заметил Клещ, «Гравитация - суровая хозяйка». Итак, здесь содержится мое удобное объяснение того, как вы можете произвести впечатление на своих друзей и семью, бросившись на землю и пропав без вести:

Шаг первый, броситься на землю .К счастью, это действительно легко благодаря гравитации, которая будет тянуть вас на землю со скоростью 32,174 фута в секунду в секунду, то есть каждую секунду, когда вы падаете на землю, вы падаете на 32 фута (9,8 метра) в секунду. Быстрее. Если вы хотите упасть на одну секунду, просто потратьте достаточно энергии, чтобы подняться на 4,9 метра над землей и упасть. Вуаля!

Шаг второй, пропущено . Это не так уж и легко. Если вы читаете это, то я предполагаю, что вы ботаник (как и я) и, вероятно, все еще просыпаетесь ночами в холодном поту от кошмаров о бесчеловечных играх, таких как «Dodge Ball» и, возможно, даже о более садистском кузене «Smear the Квир »из юности.Теперь мы пытаемся уклониться от планеты на экваторе диаметром 7926,28 миль (12756,1 км). С таким же успехом можно просто бросить полотенце и приготовиться к танкетке, нугам и калекам сосков. Правильно?

НЕПРАВИЛЬНО!

Нам не нужно пропускать сразу всю Землю, достаточно, чтобы не ударять по ней каждое мгновение. Луна делает это все время, уворачиваясь от Земли быстрее, чем падает на нее - а это просто большая тупая скала. Мы же не хотим быть глупее скалы, не так ли?

Ладно.Все, что нам нужно делать, это уворачиваться быстрее, чем мы падаем.

Если мы упадем на 16 футов (4,9 метра) в первую секунду, то нам просто придется увернуться достаточно далеко, чтобы Земля сместилась на 16,087 футов ниже нас за одну секунду. Зная, как далеко нужно увернуться, как пишет Г. Джо так мудро сказал: «полдела».

Что подводит меня к третьему шагу, найти кого-нибудь, кто знает математику . В моем случае я связался со своим братом Пара, который преподает многомерное исчисление в дневной школе Джорджтауна в Вашингтоне.

Пара нарисовал на моем круге угол, изображающий Землю. «Это очень просто, - сказал он. «Видите ли, синус - это противоположное, деленное на гипотенузу, косинус - это смежное, деленное на гипотенузу, а касательная - это противоположное, деленное на смежное. SOHCAHTOA, или Какая-то старая лошадь поймала другую лошадь, уносящую овес ». Он нарисовал для меня кучу уравнений. "Видеть?"

«Ага, - пробормотал я.

"Я потерял тебя, не так ли?"

«Гм, - я думал о том, чтобы солгать, но он мой брат, он может сказать:« Ага.”

«Разве вы не изучали тригонометрию в средней школе?»

«Триггаватроми?»

- Хорошо, - задумчиво поднес ручку ко рту Пара. «Думаю, я вижу способ сделать это с помощью простой алгебры».

«Алгебра… Звучит знакомо. Это ведь математика?

«Тише», Пара нарисовал следующую диаграмму:

Где x - это расстояние, которое нам нужно пройти, чтобы Земля изогнулась на 16 футов от наших ног, а r - это радиус Земли.Поскольку у нас есть прямоугольный треугольник и мы знаем, что радиус Земли составляет 20 925 379,2 футов (6,378 055,6 метра), мы можем использовать теорему Пифагора, чтобы найти x , например:

r 2 = x 2 + (r - 16) 2

Что, как показал мне Пара, можно преобразовать в:

x 2 = r 2 - (r 2 - 32r + 256)

А затем, по словам Пара, буква r отменяется, оставляя нам:

x 2 = 32r + 256

Это означает, что x равно квадратному корню из 32r + 256! (Еще раз, по словам Пара, так что, если это не так, вините его.)

Вставьте 20 925 379,2 футов (6,378 055,6 метра) в r, и мы обнаружим, что нам нужно пройти 25 876,9 футов (7 887,2 метра) или 4,9 мили (7,0 км) за одну секунду , чтобы успешно удержаться от удара о Землю. Дело закрыто?

НЕПРАВИЛЬНО! Сядьте обратно!

У нас все еще , ускоряющееся по направлению к Земле. Итак, мы путешествуем со скоростью 32 фута в секунду через одну секунду, 64 фута / с через две секунды, 96 футов / с через три, что означает, что мы должны пройти достаточно далеко, чтобы Земля могла отклониться от нас на 80 футов в три секунды! И только после этого мы будем падать еще быстрее.

К счастью, атмосфера Земли тормозит нас во время полета. Так что мы можем только так быстро падать к Земле. Скорость, с которой мы не можем упасть быстрее, потому что воздух замедляет нас, называется Конечная скорость , и это означает, что максимальная скорость, с которой человек может упасть на Землю, составляет 120 миль в час (193,1 км) или 176 футов (53,6 км). метров) в секунду - если держать руки в стороны, чтобы увеличить сопротивление.

Это означает, что нам нужно уклоняться от Земли со скоростью 85 823,7 футов в секунду, чтобы достичь орбитальной скорости.Это 16,2 мили (26,1 километра) в секунду для полета. Так что давайте сразу же бросимся с Земли! Правильно?

НЕПРАВИЛЬНО!

Если бы все остальные спрыгнули с моста, стали бы вы? Тебе должно быть стыдно! При этом необходимо учитывать несколько соображений безопасности.

Например, метеоры сгорают в атмосфере, потому что они движутся со скоростью 26 миль (41,8 км) в секунду. Мы будем двигаться со скоростью примерно 62,3 процента от этой скорости. Не хватает ФУМ! сгорают в атмосфере, но нам, вероятно, стоит взять с собой в поездку лосьон для загара с SPF на один миллиард на всякий случай.

Есть также скорость звука, которая составляет 761,2 мили в час (1225 км / ч) на уровне моря. Таким образом, мы будем путешествовать в 76,6 раз быстрее скорости звука, так что, вероятно, нам следует взять с собой беруши и оставить iPod дома.

Скорость света составляет 186 282,4 мили (299 792,5 км) в секунду, и мы будем двигаться со скоростью 0,0009% от этой скорости. Так что нам не нужно беспокоиться о том, чтобы задеть чувства всех физиков в мире, нарушив законы их дисциплины.

Последнее, что нам нужно учитывать, это то, что потребуется не менее 25 минут и 36 секунд, чтобы облететь Землю и вернуться туда, откуда мы начали.Поэтому нам лучше сообщить мамам, когда мы вернемся, чтобы они не волновались. Ладно?

Теперь мы можем летать? А? Мы можем? Мы можем? Мы можем?

ДА !!!

Поздравляем! Теперь вы знаете, как броситься на землю и промахнуться, эффективно летая!

Поскольку я не могу защищать авторские права на эти знания, пожалуйста, помните: когда вы однажды примете свой X-Prize, обязательно упомяните меня в своей благодарственной речи.

.

Образовательные компетенции: обучение на лету

Уровень 1: Базовый Уровень 2: Средний Уровень 3: Продвинутый Уровень 4: Эксперт
Быстро обучается в контексте деятельности при наличии указаний и указаний Обучается быстро и независимо в контексте деятельности; ищет возможности для расширения и углубить обучение Обучается быстро, независимо и уверенно в контексте деятельности; расширяется и углубляется это обучение; и эффективно объединяет новую информацию и навыки для повышения производительности Заядлый, искусный, дисциплинированный и разносторонний ученик в контексте какой-либо деятельности; быстро и эффективно объединяет новую информацию и навыки для повышения личной производительности или Производительность организации
Учится на успехах и неудачах, рассматривает весь опыт как возможность учиться и совершенствоваться Учится как на успехах, так и на неудачах, рассматривает весь опыт как возможность учиться и улучшить, намеренно и дисциплинированно размышлять над обучением и усваивать его Умело учится в контексте вызова; рассматривает вызов как возможность для нового обучения; ищет проблемы, чтобы изучить Смакует проблемы как возможность учиться; исключительно устойчив к вызовам, демонстрация большой решимости и продвинутых способностей к экспериментальному обучению; исключительно обладает навыками кодификации экспериментального обучения для личного или организационного применения
Ценит выполнение незнакомых задач как возможность для обучения и развития Хорошо приспосабливается к новым или незнакомым задачам и обязанностям, ценит возможность обучения и роста Принимает вызов незнакомых задач и обязанностей; готов экспериментировать, рисковать, и искать ресурсы, чтобы учиться, расти и находить решения Можно постоянно рассчитывать на успешное решение незнакомых, напряженных или кризисных ситуаций.Легко учится и применяет концептуальные знания к действию в таких ситуациях
Понимает сущность и основную структуру вещей с небольшими пояснениями Быстро понимает основную структуру вещей и глубже изучает сложность эта структура Быстро понимает сущность и основную структуру вещей; может интуитивно применить эта новая информация для поиска решений проблем Использует свою способность быстро схватывать лежащие в основе структуры, чтобы искусно учиться и решать проблемы, часто внедряют креативные решения
.

Как работают самолеты | наука полета

Реклама

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 24 августа 2020 г.

Мы считаем само собой разумеющимся, что можем летать с одной стороны света к другому за считанные часы, но сто лет назад этот удивительный способность летать по воздуху только что открылась. какой сделают ли братья Райт - пионеры механического полета возраст, в котором около 100 000 самолетов поднимаются в небо каждый день только в Соединенных Штатах? Конечно, они были бы поражены и тоже в восторге.Благодаря их успешным экспериментам с Самолет с двигателем по праву признан одним из лучших изобретения всех времен. Давайте подробнее разберемся, как это работает!

Фото: Вам нужны большие крылья, чтобы поднять такой большой самолет, как этот C-17 Globemaster ВВС США. Ширина крыльев составляет 51,75 м (169 футов), что немного меньше длины корпуса самолета, составляющей 53 метра (174 фута). Максимальный взлетный вес составляет 265 352 кг (585 000 фунтов), что примерно соответствует 40 взрослым слонам! Фото Майкла Бэттлса любезно предоставлено ВВС США.

Как летают самолеты?

Если вы когда-нибудь наблюдали взлет или прилет реактивного самолета земли, первое, что вы заметите, - это шум двигатели. Реактивные двигатели, представляющие собой длинные металлические трубы, непрерывно горящие. поток топлива и воздуха намного шумнее (и намного мощнее), чем традиционные винтовые двигатели. Вы можете подумать, что двигатели - это ключ к самолет летит, но вы ошибаетесь. Вещи могут летать довольно счастливо без двигателей, как планеры (самолеты без двигателей), бумажные самолетики, и действительно, летающие птицы охотно показывают нам.

На фото: на самолет в полете действуют четыре силы. Когда самолет летит горизонтально с постоянной скоростью, подъемная сила крыльев точно уравновешивает вес самолета, а тяга точно уравновешивает сопротивление. Однако во время взлета или когда самолет пытается подняться в небо (как показано здесь), тяга двигателей, толкающих самолет вперед, превышает сопротивление (сопротивление воздуха), тянущее его назад. Это создает подъемную силу, превышающую вес самолета, которая поднимает самолет выше в небо.Фото Натанаэля Каллона любезно предоставлено ВВС США.

Если вы пытаетесь понять, как летают самолеты, вам нужно ясно о разнице между двигателями и крыльями и они делают разные работы. Двигатели самолета предназначены для его движения вперед на большой скорости. Это заставляет воздух быстро обтекать крылья, которые отбрасывают воздух вниз к земле, создавая восходящую силу, называемую подъемной силой, которая преодолевает сопротивление самолета. вес и держит его в небе. Так что двигатели двигают самолет вперед, пока крылья двигают его вверх.

Фото: Третий закон движения Ньютона объясняет, как двигатели и крылья работают вместе, заставляя самолет двигаться по небу. Сила горячего выхлопного газа, вылетающего назад от реактивного двигателя, толкает самолет вперед. Это создает движущийся поток воздуха над крыльями. Крылья заставляют воздух опускаться, и это толкает самолет вверх. Фото Сэмюэля Роджерса (с добавленными аннотациями Expainthatstuff.com) любезно предоставлено ВВС США. Подробнее о том, как работают двигатели, читайте в нашей подробной статье о реактивных двигателях.

Как крылья создают подъемную силу?

Одним предложением крылья создают подъемную силу, изменяя направление и давление воздуха, который врезается в них, когда двигатели стреляют в них по небу.

Перепад давления

Хорошо, крылья - это ключ к тому, чтобы что-то летало, но как они работают? Крылья большинства самолетов имеют изогнутую верхнюю поверхность и более плоскую нижнюю поверхность, что делает форма поперечного сечения, называемая аэродинамическим профилем (или аэродинамическим профилем, если вы британцы):


Фото: крыло с аэродинамическим профилем обычно имеет изогнутую верхнюю поверхность и плоскую нижнюю поверхность.Это крыло самолета НАСА Centurion, работающего на солнечной энергии. Фото Тома Чиды любезно предоставлено Центром летных исследований Армстронга НАСА.

Во многих научных книгах и на веб-страницах вы найдете неверное объяснение того, как такой аэродинамический профиль создает подъемную силу. Это выглядит следующим образом: когда воздух движется по изогнутой верхней поверхности крыла, он должен пройти на дальше , чем воздух, который проходит под ним, поэтому он должен лететь на быстрее (чтобы преодолеть большее расстояние за то же время). Согласно принципу аэродинамики, названному Бернулли По закону, быстро движущийся воздух находится под более низким давлением, чем медленно движущийся воздух, поэтому давление над крылом ниже, чем давление под ним, и это создает подъемную силу, которая приводит самолет вверх.

Хотя это объяснение того, как работают крылья, часто повторяется, оно неверно: оно дает правильный ответ, но по совершенно неправильным причинам! Подумайте об этом на мгновение, и вы увидите, что, если бы это было правдой, акробатические самолеты не могли бы летать вверх ногами. Переворачивание самолета вызовет "опускание вниз", и он рухнет на землю. Более того, вполне возможно спроектировать самолеты с аэродинамическими профилями, которые являются симметричными (смотрящими прямо на крыло), и при этом они по-прежнему создают подъемную силу.Например, бумажные самолетики (и сделанные из тонкого бальзового дерева) создают подъемную силу, даже если у них плоские крылья.

" Популярное объяснение слова" лифт "- простое, быстрое, звучит логично и дает правильный ответ, но также вводит неправильные представления, использует бессмысленную физический аргумент и вводит в заблуждение уравнение Бернулли ».

Профессор Хольгер Бабинский, Кембриджский университет

Но стандартное объяснение подъемной силы проблематично и по другой важной причине: воздух, стреляющий над крылом, не должен идти в ногу с воздухом, идущим под ним, и ничто не говорит о том, что он должен проходить большее расстояние за то же самое. время.Представьте, что две молекулы воздуха прибывают в переднюю часть крыла и разделяются так, что одна взлетает вверх, а другая свистит прямо под днищем. Нет никаких причин, по которым эти две молекулы должны прибыть в заднюю часть крыла в одно и то же время: вместо этого они могут встретиться с другими молекулами воздуха. Этот недостаток в стандартном объяснении аэродинамического профиля получил техническое название «теория равного прохождения». Это просто причудливое название (неправильной) идеи о том, что воздушный поток разделяется на переднюю часть профиля и снова аккуратно встречается сзади.

Как аэродинамические крылья создают подъемную силу № 1: аэродинамический профиль разделяет входящий воздух, снижает давление верхнего воздушного потока и ускоряет оба воздушных потока вниз. Когда воздух ускоряется вниз, крыло (и самолет) движутся вверх. Чем больше аэродинамический профиль отклоняет путь встречного воздуха, тем большую подъемную силу он создает.

Так каково настоящее объяснение? Когда изогнутое крыло с аэродинамическим профилем летит по небу, оно отклоняет воздух и изменяет давление воздуха над и под ним.Это интуитивно очевидно. Подумайте, каково это, когда вы медленно идете по плавательному бассейну и чувствуете силу воды, толкающей ваше тело: ваше тело отвлекает поток воды, когда он проталкивается через него, и крыло с аэродинамическим профилем делает то же самое (гораздо более драматично - потому что оно предназначено для этого). Когда самолет летит вперед, изогнутая верхняя часть крыла снижает давление воздуха прямо над ним, поэтому он движется вверх.

Почему это происходит? Когда воздух течет по изогнутой верхней поверхности, его естественный наклон должен двигаться по прямой линии, но изгиб крыла тянет его назад и вниз.По этой причине воздух эффективно растягивается в больший объем - такое же количество молекул воздуха вынуждено занимать больше места - и это то, что снижает его давление. По совершенно противоположной причине давление воздуха под крылом увеличивается: продвигающееся крыло сжимает молекулы воздуха перед собой в меньшее пространство. Разница в давлении воздуха между верхней и нижней поверхностями вызывает большую разницу в скорости воздуха (а не наоборот, как в традиционной теории крыла).Разница в скорости (наблюдаемая в реальных экспериментах в аэродинамической трубе) намного больше, чем можно было бы предсказать из простой теории (равнопроходной). Таким образом, если две наши молекулы воздуха разделяются спереди, одна, проходящая через верх, попадает в хвостовой конец крыла намного быстрее, чем та, которая проходит под низом. Независимо от того, когда они прибудут, обе эти молекулы будут двигаться на вниз на - и это помогает создать подъемную силу во втором важном направлении.

Промывка вниз

Если вы когда-либо стояли возле вертолета, вы точно знаете, как он остается в небе: он создает огромный поток воздуха, который уравновешивает его вес.Винты вертолетов очень похожи на профили самолетов, но вращаются по кругу, а не движутся вперед по прямой, как в самолетах. Даже в этом случае самолеты создают потоки воды точно так же, как вертолеты - просто мы этого не замечаем. Промывка вниз не так очевидна, но так же важна, как и с измельчителем.

Этот второй аспект создания подъемной силы понять намного проще, чем разницу давления, по крайней мере, для физика: согласно третьему закону движения Исаака Ньютона, если воздух создает восходящую силу к самолету, самолет должен давать (равный и противоположный) нисходящий сила в воздух.Таким образом, самолет также создает подъемную силу, используя свои крылья, чтобы толкать воздух за собой вниз. Это происходит потому, что крылья не совсем горизонтальны, как вы могли предположить, а очень немного наклонены назад. поэтому они попали в воздух при угле атаки . Наклонные крылья толкают вниз как ускоренный воздушный поток (сверху над ними), так и более медленно движущийся воздушный поток (снизу), что создает подъемную силу. Поскольку изогнутая верхняя часть аэродинамического профиля отклоняет (толкает вниз) больше воздуха, чем более прямая нижняя часть (другими словами, значительно изменяет траекторию входящего воздуха), она создает значительно большую подъемную силу.

Как крылья с аэродинамическим профилем создают подъемную силу № 2: Изогнутая форма крыла создает область низкого давления над ним (красный цвет), которая создает подъемную силу. Низкое давление заставляет воздух ускоряться над крылом, а изогнутая форма крыла (и более высокое давление воздуха значительно выше измененного воздушного потока) вынуждает этот воздух создавать мощный поток вниз, а также толкать самолет вверх. На этой анимации показано, как разные углы атаки (угол между крылом и набегающим воздухом) изменяют область низкого давления над крылом и подъемную силу, которую оно создает.Когда крыло плоское, его изогнутая верхняя поверхность создает умеренную область низкого давления и умеренную подъемную силу (красный). По мере увеличения угла атаки подъемная сила также резко увеличивается - до точки, когда увеличение сопротивления приводит к срыву самолета (см. Ниже). Если мы наклоним крыло вниз, мы создадим более низкое давление под ним, и самолет упадет. Основан на учебном фильме 1941 года «Аэродинамика», общественном достоянии военного ведомства.

Вам может быть интересно, почему воздух вообще стекает за крыло?Почему, например, он не ударяется о переднюю часть крыла, не изгибается сверху, а затем не продолжает движение в горизонтальном направлении? Почему используется обратная промывка, а не просто горизонтальная «обратная промывка»? Вернемся к нашему предыдущему обсуждению давления: крыло снижает давление воздуха непосредственно над ним. Выше, намного выше самолета, воздух по-прежнему имеет нормальное давление, которое выше, чем давление воздуха непосредственно над крылом. Таким образом, воздух с нормальным давлением над крылом толкает воздух с более низким давлением непосредственно над ним, эффективно «разбрызгивая» воздух вниз и за крыло при обратной промывке.Другими словами, перепад давления, создаваемый крылом, и поток воздуха позади него - это не две отдельные вещи, а неотъемлемая часть одного и того же эффекта: крыло с наклонным аэродинамическим профилем создает перепад давления, который вызывает обратный поток, и это производит лифт.

Теперь мы видим, что крылья - это устройства, предназначенные для выталкивания воздуха вниз. Легко понять, почему самолеты с плоскими или симметричными крыльями (или перевернутые каскадерские самолеты) все еще могут безопасно летать. Пока крылья создают нисходящий поток воздуха, самолет будет испытывать равную и противоположную силу - подъемную силу - которая будет удерживать его в воздухе.Другими словами, перевернутый пилот создает определенный угол атаки, который создает достаточно низкое давление над крылом, чтобы удерживать самолет в воздухе.

Сколько подъемника вы можете сделать?

Как правило, воздух, проходящий через верх и низ крыла, очень точно следует изгибу поверхностей крыла - так же, как вы могли бы проследить за ним, если бы рисовали его контур ручкой. Но по мере увеличения угла атаки плавный воздушный поток за крылом начинает нарушаться и становится более турбулентным, что снижает подъемную силу.При определенном угле (обычно около 15 °, хотя он бывает разным) воздух больше не течет плавно вокруг крыла. Сильно увеличилось лобовое сопротивление, сильно уменьшилась подъемная сила, и говорят, что у самолета заглохло, . Это немного сбивающий с толку термин, потому что двигатели продолжают работать, а самолет продолжает лететь; срыв просто означает потерю подъемной силы.

Фото: Как самолет глохнет: вот крыло с аэродинамическим профилем в аэродинамической трубе, обращенное к набегающему воздуху под крутым углом атаки.Вы можете видеть линии наполненного дымом воздуха, приближающиеся справа и отклоняющиеся от крыла по мере того, как они движутся влево. Обычно линии воздушного потока очень точно повторяют форму (профиль) крыла. Здесь из-за большого угла атаки воздушный поток разделился за крылом, а турбулентность и сопротивление значительно увеличились. У летящего таким образом самолета произойдет внезапная потеря подъемной силы, которую мы называем «сваливанием». Фото любезно предоставлено Исследовательским центром NASA в Лэнгли.

Самолеты могут летать без крыльев аэродинамической формы; вы узнаете это, если когда-либо делали бумажный самолетик - и это было доказано 17 декабря 1903 года братьями Райт.В их оригинальном патенте «Летающая машина» (патент США № 821393) ясно, что слегка наклоненные крылья (которые они называли «самолетами») являются ключевыми частями их изобретения. Их «самолетики» были просто кусками ткани, натянутыми на деревянный каркас; у них не было профиль крыловой (aerofoil). Райт понял, что угол атаки имеет решающее значение: «В летательных аппаратах того характера, к которому относится это изобретение, аппарат поддерживается в воздухе из-за контакта между воздухом и нижней поверхностью одного или нескольких самолетов, контакт -поверхность представлена ​​под небольшим углом падения к воздуху."[Выделение добавлено]. Хотя Райт были блестящими учеными-экспериментаторами, важно помнить, что им не хватало наших современных знаний в области аэродинамики и полного понимания того, как именно работают крылья.

Неудивительно, что чем больше крылья, тем большую подъемную силу они создают: удвоение площади крыла (это плоская область, которую вы видите при взгляде сверху) удваивает подъемную силу и сопротивление, которое оно создает. Вот почему гигантские самолеты (например, C-17 Globemaster в нашем верхнее фото) имеют гигантские крылья.Но маленькие крылья также могут создавать большую подъемную силу, если они двигаются достаточно быстро. Чтобы обеспечить дополнительную подъемную силу при взлете, у самолетов есть закрылки на крыльях, которые они могут выдвигать, чтобы опустить больше воздуха. Подъемная сила и сопротивление изменяются в зависимости от квадрата и вашей скорости, поэтому, если самолет летит вдвое быстрее по отношению к набегающему воздуху, его крылья производят в четыре раз больше подъемной силы (и сопротивления). Вертолеты создают огромную подъемную силу, очень быстро вращая лопасти винта (по сути, тонкие крылья, вращающиеся по кругу).

Крыловые вихри

Теперь самолет не сбрасывает воздух за собой совершенно чисто. (Вы можете представить, например, что кто-то выталкивает большой ящик с воздухом из задней двери военного транспортера, так что он падает прямо вниз. Но это не совсем так!) Каждое крыло фактически посылает воздух вниз, создавая вращающийся vortex (своего рода мини-торнадо) сразу за ним. Это немного похоже на то, когда вы стоите на платформе на железнодорожной станции, и скоростной поезд мчится мимо, не останавливаясь, оставляя за собой то, что кажется огромным всасывающим вакуумом.В случае с самолетом вихрь имеет довольно сложную форму, и большая его часть движется вниз, но не все. Огромный поток воздуха движется вниз по центру, но некоторое количество воздуха на самом деле поднимается вверх по обе стороны от законцовок крыльев, уменьшая подъемную силу.


Фото: законы Ньютона заставляют самолеты летать: самолет создает восходящую силу (подъемную силу), толкая воздух вниз к земле. Как видно на этих фотографиях, воздух движется вниз не аккуратным потоком, а вихрем. Помимо прочего, вихрь влияет на то, насколько близко один самолет может лететь позади другого, и это особенно важно вблизи аэропортов, где постоянно движется множество самолетов, создавая сложные модели турбулентности в воздухе.Слева: цветной дым показывает вихри на крыльях реального самолета. Дым в центре движется вниз, но за кончики крыльев движется вверх. Справа: как вихрь появляется снизу. Белый дым демонстрирует тот же эффект в меньшем масштабе при испытании в аэродинамической трубе. Обе фотографии любезно предоставлено Исследовательским центром НАСА в Лэнгли.

Как управляют самолеты?

Что такое рулевое управление?

Управлять чем угодно - от скейтборда или велосипеда до автомобиля. или гигантский реактивный самолет - означает, что вы меняете направление, в котором он движется.С научной точки зрения, изменение чего-то направление движения означает, что вы изменяете его скорость , то есть скорость, которую он имеет в определенном направлении. Четный если он движется с той же скоростью, если вы меняете направление движения, вы меняете скорость. Что-то менять Скорость (включая направление движения) означает, что вы на ускоряете его на . Опять же, не имеет значения, останется ли скорость то же самое: изменение направления всегда означает изменение скорости и ускорения.Законы движения Ньютона говорят нам, что вы можете ускорить что-либо (изменить его скорость или направление движения) только с помощью силы - другими словами, толкать или тянуть его как-то. Короче говоря, если вы хотите управлять чем-то, вам нужно приложить силу к Это.

Фото: Управление самолетом С-17 по крутому крену. Фото Рассела Э. Кули IV любезно предоставлено ВВС США.

Другой способ взглянуть на рулевое управление - подумать о нем как о том, чтобы что-то перестало двигаться по прямой и начало двигаться. по кругу.Это означает, что вы должны дать ему то, что называется центростремительная сила. Вещи, которые движутся по кругу (или рулевого управления по кривой, которая является частью круга) всегда что-то действует на них, чтобы дать им центростремительную силу. Если вы ведете автомобиль на повороте, центростремительная сила создается за счет трения между четырьмя шинами и дорогой. Если вы едете по кривой на скорости, часть вашей центростремительной силы исходит от шин, а часть - от наклоняясь в изгиб. Если вы катаетесь на скейтборде, вы можете наклонить деку и наклониться, чтобы ваш вес помогал центростремительная сила.В каждом случае вы двигаетесь по кругу, потому что что-то обеспечивает центростремительную силу, которая тянет ваш путь от прямой до кривой.

Рулевое управление теоретически

Если вы находитесь в самолете, вы, очевидно, не соприкасаетесь с землей, поэтому откуда берется центростремительная сила? чтобы помочь тебе держаться по кругу? Точно так же, как велосипедист, наклоняющийся в поворот, самолет «наклоняется» в поворот. Рулевое управление включает крен , где самолет наклоняется в одну сторону, и одно крыло опускается ниже, чем другое.Самолет общий подъемник наклонен под углом, и, хотя большая часть подъемника все еще направлена ​​вверх, некоторые теперь действуют вбок. Это боком Часть подъемника обеспечивает центростремительную силу, которая заставляет самолет двигаться по кругу. Поскольку там меньше лифта действуя вверх, вес самолета меньше уравновешивается. Вот почему поворот самолета по кругу сделает он теряет подъемную силу и высоту (высоту), если пилот не делает что-то еще для компенсации, например, использует лифты (поверхности управления полетом в задней части самолета), чтобы увеличить угол атаки и, следовательно, снова поднять подъемную силу.

Иллюстрация: Когда самолет кренится, подъемная сила, создаваемая его крыльями, наклоняется под углом. Большая часть подъемной силы по-прежнему направлена ​​вверх, но некоторые наклоняются в одну сторону, создавая центростремительную силу, которая заставляет самолет вращаться по кругу. Чем круче угол крена, тем больше подъемная сила наклонена в сторону, тем меньше силы, направленной вверх, чтобы уравновесить вес, и тем больше потеря высоты (если пилот не компенсирует).

Рулевое управление на практике

В кабине есть рулевое управление, но это единственное, что у самолета общего с автомобилем.Как управлять чем-то, что летит по воздуху на высокой скорости? Просто! Вы заставляете воздушный поток проходить мимо крыльев с каждой стороны по-разному. Самолеты перемещаются вверх и вниз, поворачиваются из стороны в сторону и останавливаются комплексом Набор подвижных закрылков под названием , рулевые поверхности на передней и задней кромках крыльев и оперения. Они называются элеронами, рулями высоты, рулями направления, интерцепторами и воздушными тормозами.

Фотография: На C-17 Globemaster более 20 поверхностей управления.При взгляде сверху они включают в себя: четыре руля высоты (внутренний и внешний), два руля направления (верхний и нижний), и два стабилизатора на хвосте; плюс восемь интерцепторов, четыре закрылка и два элерона на крыльях. Фото Тиффани А. Эмери любезно предоставлено ВВС США с аннотацией, предоставленной Expainthatstuff.com.

Теперь управлять самолетом очень сложно, и я не пишу здесь руководство для пилота: это всего лишь очень базовое введение в науку о силах и движении применительно к самолетам. Для простого обзора всех различных элементов управления плоскостью и как они работают, взгляните на статью Википедии о управляющих поверхностях.Основное введение в полет НАСА содержит хороший рисунок органы управления кабиной самолета и их использование для управления самолетом. Более подробную информацию вы найдете в официальном FAA. Справочник пилота по аэронавигационным знаниям (Глава 6 посвящена управлению полетом).

Один из способов понять управляющие поверхности - построить себе бумажный самолетик и поэкспериментировать. Первый, Постройте себе простой бумажный самолетик и убедитесь, что он летит по прямой. Затем отрежьте или разорвите заднюю часть крыльев, чтобы элероны.Наклоните их вверх и вниз и посмотрите, какой эффект они занимают разные должности. Наклоните один вверх и другой вниз и посмотрите, какая разница. Затем попробуйте сделать новый самолет с одним крылом больше другого (или тяжелее, добавив скрепки). Способ заставить бумажный самолетик поворачиваться - это заставить одно крыло генерировать большую подъемную силу, чем другое, - и вы можете сделать это разными способами!

Другие части самолета

Фото: Братья Райт очень научились летать, тщательно проверяя каждую особенность своих самолетов.Здесь они изображены во время одного из их первых полетов с двигателями 17 декабря 1903 года. Предоставлено NASA / Internet Archive.

Вот некоторые другие ключевые части самолетов:

  • Топливные баки : Вам нужно топливо для приведения в действие самолета - много его. An Airbus A380 вмещает более 310 000 литров (82 000 галлонов) топлива, что примерно в 25 000 раз больше, чем у обычного автомобиля! Топливо надежно упакован в огромные крылья самолета.
  • Шасси : Самолеты взлетают и приземляются на прочные колеса и шины, которые быстро втягиваются в шасси (самолет днище) с помощью гидроцилиндров для уменьшения лобового сопротивления (сопротивления воздуха) при они в небе.
  • Радио и радар : братьям Райт пришлось летать на своих новаторский самолет Китти Хок полностью на виду. Это не имело значения потому что он летел рядом с землей, оставался в воздухе всего 12 секунд, и не было другие самолеты, о которых нужно беспокоиться! В наши дни небо заполнено Самолеты, которые летают днем, ночью и в любую погоду. Радио, радары и спутниковые системы необходимы для навигации.
  • Герметичные кабины : давление воздуха падает с высотой над поверхностью Земли - вот почему альпинистам необходимо использовать кислород цилиндры для достижения большой высоты.Вершина Эвереста - это чуть менее 9 км (5,5 миль) над уровнем моря, но реактивные самолеты обычно летали на большей высоте, чем эта, и летали военные самолеты почти в три раза выше! Вот почему у пассажирских самолетов есть герметичные кабины: те, в которые постоянно нагнетается нагретый воздух чтобы люди могли нормально дышать. Военные летчики избегают проблемы, ношение масок для лица и герметичных костюмов.

Благодарности

Я очень благодарен Стиву Носковичу за неоценимую помощь в уточнении и улучшении моего объяснения о том, как крылья создают подъемную силу.

Узнать больше

На этом сайте

На других сайтах

  • Руководство по аэронавтике для новичков: отличное введение в науку о полете (особенно для студентов) от Исследовательского центра NASA Glenn Research Center. Охватывает, как работают самолеты и двигатели, аэродинамические трубы, гиперзвук, аэродинамику, воздушные змеи и модели ракет.
  • Документы Уилбура и Орвилла Райтов в Библиотеке Конгресса: довольно много интересных статей и фотографий Райтов доступны в Интернете.
  • Летающая машина: оригинальный патент братьев Райт (подан 22 марта 1903 г. и выдан 22 мая 1906 г.) стоит прочитать, потому что он дает представление о полете собственными словами изобретателей. Поскольку в этом патенте описывается машина без двигателя, легко понять решающую важность крыльев в «летательной машине» - то, что мы склонны упускать из виду в эпоху реактивных двигателей!
  • Справочник пилотов по аэронавигационным знаниям: Министерство транспорта США / FAA, 2016. К сожалению, даже в этом официальном руководстве приводится неверное объяснение подъемной силы Бернулли / равнопроходного транспорта.

Книги

Для читателей постарше
Для младших читателей
  • Летная школа: Как управлять самолетом, шаг за шагом, Ник Барнард. Thames and Hudon, 2012. Хорошо иллюстрированный 48-страничный обзор для детей 8–12 лет.
  • Свидетель: Полет Эндрю Нахума. Дорлинг Киндерсли, 2011. Наглядное руководство по истории и технологиям, лежащим в основе самолетов и других летательных аппаратов.
  • Воздушные и космические путешествия Криса Вудфорда. Факты в файле, 2004. Это одна из моих собственных книг, в которой рассказывается об истории полетов на воздушных шарах, самолетах и ​​космических ракетах.Подходит для детей от 10 до взрослых.

Статьи

  • [PDF] Как работают крылья? профессора Хольгера Бабинского. Physics Education, Volume 38, Number 6, 2003. Более подробное объяснение того, почему традиционное объяснение Бернулли подъемной силы неверно, и альтернативное объяснение того, как действительно работают крылья.

Видео

  • Воздушный поток через крыло и Как работают крылья: эти короткие научные фильмы Хольгера Бабинского показывают движение воздуха по аэродинамическому профилю (аэродинамическому профилю) при изменении угла атаки и доказывают, что классическое простое объяснение Бернулли, основанное на равном времени прохождения, неверно.
  • Как на самом деле работают крылья ?: Краткое изложение проекта Bloodhound SSC охватывает те же области, что и моя статья, но всего за полторы минуты!
  • Как летают самолеты: длинное (18,5 минут) видео 1968 года от Федерального управления гражданской авиации, которое объясняет пилотам основы полета.
  • Аэродинамика: Этот старый и крутой учебный фильм военного министерства США 1941 года объясняет теорию аэродинамических поверхностей и то, как они создают разную подъемную силу при изменении угла атаки.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие веб-сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2009, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Следуйте за нами

Поделиться страницей

Сохраните эту страницу на будущее или поделитесь ею, добавив в закладки:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис.(2009/2020) Самолеты. Получено с https://www.explainthatstuff.com/howplaneswork.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Больше на нашем сайте ...

.

Нас учат летать по воздуху, как птиц, и плавать в воде, как рыб; Но как жить на Земле, мы не знаем - Цитата Сыщика

перейти к содержанию

Моя книга-бестселлер

Архив

Архив Выберите месяц сентябрь 2020 август 2020 июль 2020 июнь 2020 май 2020 апрель 2020 март 2020 февраль 2020 январь 2020 декабрь 2019 ноябрь 2019 октябрь 2019 сентябрь 2019 август 2019 июль 2019 июнь 2019 май 2019 апрель 2019 март 2019 февраль 2019 январь 2019 декабрь 2018 ноябрь 2018 октябрь 2018 Сентябрь 2018 август 2018 июль 2018 июнь 2018 май 2018 апрель 2018 март 2018 февраль 2018 январь 2018 декабрь 2017 ноябрь 2017 октябрь 2017 сентябрь 2017 август 2017 июль 2017 июнь 2017 май 2017 апрель 2017 март 2017 февраль 2017 январь 2017 декабрь 2016 ноябрь 2016 октябрь 2016 сентябрь 2016 Август 2016 июль 2016 июнь 2016 май 2016 апрель 2016 март 2016 февраль 2016 январь 2016 декабрь 2015 ноябрь 2015 октябрь 2015 сентябрь 2015 август 2015 июль 2015 июнь 2015 май 2015 апрель 2015 март 2015 февраль 2015 январь 2015 декабрь 2014 ноябрь 2014 октябрь 2014 сентябрь 2014 август 2014 Июль 2014 г. Июнь 2014 май 2014 апрель 2014 март 2014 февраль 2014 январь 2014 декабрь 2013 ноябрь 2013 октябрь 2013 сентябрь 2013 август 2013 июль 2013 июнь 2013 май 2013 апрель 2013 март 2013 февраль 2013 январь 2013 декабрь 2012 ноябрь 2012 октябрь 2012 сентябрь 2012 август 2012 июль 2012 июнь 2012 Май 2012 апрель 2012 март 2012 февраль 2012 январь 2012 декабрь 2011 ноябрь 2011 октябрь 2011 сентябрь 2011 август 2011 июль 2011 июнь 2011 май 2011 апрель 2011 март 2011 февраль 2011 январь 2011 декабрь 2010 ноябрь 2010 октябрь 2010 сентябрь 2010 август 2010 июль 2010 июнь 2010 май 2010 Апрель 2010

человек

.

Смотрите также