*हवाई जहाज़ के पंख को हवाई जहाज़ को हवा में रखने के लिए आवश्यक लिफ्ट बनाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। लिफ्ट बल जितना अधिक होगा और खिंचाव जितना कम होगा, पंख की वायुगतिकीय गुणवत्ता उतनी ही अधिक होगी। किसी पंख का उठना और खींचना पंख की ज्यामितीय विशेषताओं पर निर्भर करता है। विंग की ज्यामितीय विशेषताएं योजना और विशेषताओं में विंग की विशेषताओं तक कम हो जाती हैं

आधुनिक विमान के पंख प्लान (ए), आयताकार (बी), ट्रैपेज़ॉइडल (सी), स्वेप्ट (डी), त्रिकोणीय (ई) में अण्डाकार होते हैं।

एक पंख का अनुप्रस्थ कोण V एक पंख की ज्यामितीय विशेषताएँ योजना में एक पंख का आकार उसके विस्तार, पहलू अनुपात, टेपर, स्वीप और अनुप्रस्थ V द्वारा दर्शाया जाता है। पंख का विस्तार L एक सीधी रेखा में पंख के सिरों के बीच की दूरी है रेखा। प्लान स्क्रू में विंग क्षेत्र विंग की आकृति द्वारा सीमित है।

ट्रेपेज़ॉइडल और स्वेप्ट पंखों के क्षेत्र की गणना दो ट्रेपेज़ॉइड्स के क्षेत्रों के रूप में की जाती है जहां बी 0 रूट कॉर्ड है, एम; बीके - अंत राग, एम; - विंग का औसत कॉर्ड, एम विंग पहलू अनुपात औसत कॉर्ड के लिए विंग स्पैन का अनुपात है। यदि बाव के बजाय हम इसके मूल्य को समानता (2.1) से प्रतिस्थापित करते हैं, तो विंग पहलू अनुपात आधुनिक के लिए सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाएगा सुपरसोनिक और ट्रांसोनिक विमानों में, विंग पहलू अनुपात 2 - 5 से अधिक नहीं होता है। कम गति वाले विमानों के लिए, पहलू अनुपात 12 -15 तक पहुंच सकता है, और ग्लाइडर के लिए 25 तक।

विंग का टेपर अक्षीय कॉर्ड और टर्मिनल कॉर्ड का अनुपात है। सबसोनिक विमान के लिए, विंग का टेपर आमतौर पर 3 से अधिक नहीं होता है, लेकिन ट्रांसोनिक और सुपरसोनिक विमान के लिए यह व्यापक सीमाओं के भीतर भिन्न हो सकता है। स्वीप कोण पंख के अग्रणी किनारे की रेखा और विमान के अनुप्रस्थ अक्ष के बीच का कोण है। स्वीप को फोकल लाइन (हमले के किनारे से 1/4 कॉर्ड) या विंग की किसी अन्य लाइन के साथ भी मापा जा सकता है। ट्रांसोनिक विमान के लिए यह 45° तक पहुँच जाता है, और सुपरसोनिक विमान के लिए यह 60° तक पहुँच जाता है। विंग V कोण विमान के अनुप्रस्थ अक्ष और पंख की निचली सतह के बीच का कोण है। आधुनिक विमान में, अनुप्रस्थ V कोण +5° से -15° तक होता है। एक पंख की प्रोफ़ाइल उसके क्रॉस सेक्शन का आकार है। प्रोफाइल सममित या असममित हो सकते हैं। असममित, बदले में, उभयलिंगी, समतल-उत्तल, अवतल-उत्तल, आदि हो सकता है। एस आकार का. सुपरसोनिक विमानों के लिए लेंटिकुलर और पच्चर के आकार का उपयोग किया जा सकता है। प्रोफ़ाइल की मुख्य विशेषताएं हैं: प्रोफ़ाइल कॉर्ड, सापेक्ष मोटाई, सापेक्ष वक्रता

प्रोफाइल कॉर्ड बी प्रोफाइल के दो सबसे दूर के बिंदुओं को जोड़ने वाला एक सीधी रेखा खंड है। विंग प्रोफाइल के आकार 1 - सममित; 2 - सममित नहीं; 3 - समतल-उत्तल; 4 - उभयलिंगी; 5 - एस-आकार; 6 - टुकड़े टुकड़े में; 7 - लेंटिकुलर; 8 - हीरे के आकार का; 9 प्रमुख

प्रोफ़ाइल की ज्यामितीय विशेषताएं: बी - प्रोफ़ाइल कॉर्ड; स्मैक्स - सबसे बड़ी मोटाई; एफएमएक्स - वक्रता तीर; विंग के हमले के कोण की सबसे बड़ी मोटाई का एक्स-समन्वय

कुल वायुगतिकीय बल और इसके अनुप्रयोग का बिंदु R कुल वायुगतिकीय बल है; वाई - लिफ्ट बल; क्यू - खींचें बल; - आक्रमण कोण; q - गुणवत्ता कोण सापेक्ष प्रोफ़ाइल मोटाई c अधिकतम मोटाई Cmax और कॉर्ड का अनुपात है, जिसे प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया जाता है:

सापेक्ष प्रोफ़ाइल मोटाई c अधिकतम मोटाई Cmax और कॉर्ड का अनुपात है, जिसे प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया जाता है: अधिकतम प्रोफ़ाइल मोटाई Xc की स्थिति को कॉर्ड की लंबाई के प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया जाता है और इसे नाक से मापा जाता है। आधुनिक विमान में, प्रोफ़ाइल की सापेक्ष मोटाई 416% के भीतर है। प्रोफ़ाइल f की सापेक्ष वक्रता अधिकतम वक्रता f और कॉर्ड का अनुपात है, जिसे प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया जाता है। प्रोफ़ाइल केंद्र रेखा से कॉर्ड तक की अधिकतम दूरी प्रोफ़ाइल की वक्रता निर्धारित करती है। प्रोफ़ाइल की मध्य रेखा प्रोफ़ाइल के ऊपरी और निचले आकृति से समान दूरी पर खींची गई है। सममित प्रोफाइल के लिए सापेक्ष वक्रता शून्य है, लेकिन असममित प्रोफाइल के लिए यह मान शून्य से भिन्न है और 4% से अधिक नहीं है।

एक पंख का औसत वायुगतिकीय तार एक पंख का औसत वायुगतिकीय तार (एमएसी) एक आयताकार पंख का तार होता है जिसका क्षेत्रफल, कुल वायुगतिकीय बल का परिमाण और दबाव के केंद्र (सीपी) की स्थिति दिए गए अनुसार समान होती है हमले के समान कोण पर पंख।

एक समलम्बाकार बिना मुड़े पंख के लिए, मार्च ज्यामितीय निर्माण द्वारा निर्धारित किया जाता है। ऐसा करने के लिए, विमान के पंख को योजना के अनुसार (और एक निश्चित पैमाने पर) तैयार किया जाता है। रूट कॉर्ड की निरंतरता पर, टर्मिनल कॉर्ड के आकार के बराबर एक खंड रखा जाता है, और टर्मिनल कॉर्ड (आगे) की निरंतरता पर, रूट कॉर्ड के बराबर एक खंड रखा जाता है। खंडों के सिरे एक सीधी रेखा से जुड़े हुए हैं। फिर जड़ और टर्मिनल कॉर्ड के सीधे मध्यबिंदु को जोड़ते हुए, पंख की मध्य रेखा खींचें। औसत वायुगतिकीय कॉर्ड (MAC) इन दो रेखाओं के प्रतिच्छेदन बिंदु से होकर गुजरेगा।

हवाई जहाज पर एमएआर के परिमाण और स्थिति को जानकर और इसे आधार रेखा के रूप में लेते हुए, इसके सापेक्ष हवाई जहाज के गुरुत्वाकर्षण के केंद्र, पंख के दबाव के केंद्र आदि की स्थिति निर्धारित करें। हवाई जहाज का वायुगतिकीय बल पंख द्वारा बनाया जाता है और दबाव के केंद्र पर लगाया जाता है। दबाव का केंद्र और गुरुत्वाकर्षण का केंद्र, एक नियम के रूप में, मेल नहीं खाते हैं और इसलिए बल का एक क्षण बनता है। इस क्षण का परिमाण बल के परिमाण और सीजी और दबाव के केंद्र के बीच की दूरी पर निर्भर करता है, जिसकी स्थिति को मार्च की शुरुआत से दूरी के रूप में परिभाषित किया जाता है, जिसे रैखिक मात्रा में या प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया जाता है। मार्च की लंबाई.

विंग ड्रैग ड्रैग हवा में विमान के विंग की गति का प्रतिरोध है। इसमें प्रोफाइल, आगमनात्मक और तरंग प्रतिरोध शामिल है: एक्ससीआर = एक्सपीआर + हिंद + एक्सवी। वेव ड्रैग पर विचार नहीं किया जाएगा, क्योंकि यह 450 किमी/घंटा से अधिक की उड़ान गति पर होता है। प्रोफ़ाइल प्रतिरोध दबाव और घर्षण प्रतिरोध से बना है: Xpr = XD + Xtr। प्रेशर ड्रैग विंग के सामने और पीछे के दबाव में अंतर है। यह अंतर जितना अधिक होगा, दबाव प्रतिरोध उतना ही अधिक होगा। दबाव अंतर प्रोफ़ाइल के आकार, इसकी सापेक्ष मोटाई और वक्रता पर निर्भर करता है; चित्र में इसे Cx द्वारा दर्शाया गया है - प्रोफ़ाइल प्रतिरोध का गुणांक)।

प्रोफ़ाइल की सापेक्ष मोटाई जितनी अधिक होगी, पंख के सामने दबाव उतना ही अधिक बढ़ेगा और पंख के पीछे, इसके अनुगामी किनारे पर उतना ही कम होगा। परिणामस्वरूप, दबाव अंतर बढ़ता है और परिणामस्वरूप, दबाव प्रतिरोध बढ़ता है। जब वायु प्रवाह क्रिटिकल के करीब हमले के कोण पर विंग प्रोफ़ाइल के चारों ओर बहता है, तो दबाव प्रतिरोध काफी बढ़ जाता है। इस मामले में, जेट के साथ आने वाले भंवर और स्वयं भंवर के आयाम तेजी से बढ़ते हैं। बहने वाले पंख प्रोफ़ाइल की सीमा परत में हवा की चिपचिपाहट की अभिव्यक्ति के कारण घर्षण प्रतिरोध उत्पन्न होता है। घर्षण बलों का परिमाण सीमा परत की संरचना और पंख की सुव्यवस्थित सतह (इसकी खुरदरापन) की स्थिति पर निर्भर करता है। हवा की एक लामिना सीमा परत में, घर्षण प्रतिरोध एक अशांत सीमा परत की तुलना में कम होता है। नतीजतन, पंख की सतह के चारों ओर वायु प्रवाह की लेमिनर सीमा परत जितनी अधिक बहती है, घर्षण खिंचाव उतना ही कम होता है। घर्षण खिंचाव की मात्रा इससे प्रभावित होती है: विमान की गति; सतह खुरदरापन; पंख का आकार. उड़ान की गति जितनी अधिक होगी, पंख की सतह को संसाधित करने की गुणवत्ता उतनी ही खराब होगी और पंख प्रोफ़ाइल जितनी मोटी होगी, घर्षण प्रतिरोध उतना ही अधिक होगा।

इंडक्टिव ड्रैग, विंग लिफ्ट के निर्माण से जुड़ी ड्रैग में वृद्धि है। जब एक पंख के चारों ओर एक अबाधित वायु प्रवाह बहता है, तो पंख के ऊपर और नीचे एक दबाव अंतर उत्पन्न होता है। परिणामस्वरूप, पंखों के सिरों पर हवा का कुछ हिस्सा बहता है उच्च दबाव वाले क्षेत्र से निम्न दबाव वाले क्षेत्र की ओर

ऊर्ध्वाधर गति U से प्रेरित गति V के साथ पंख के चारों ओर बहने वाला वायु प्रवाह जिस कोण पर विक्षेपित होता है उसे प्रवाह कोण कहा जाता है। इसका मान भंवर रस्सी द्वारा प्रेरित ऊर्ध्वाधर वेग और आने वाले प्रवाह वेग V के मान पर निर्भर करता है

इसलिए, प्रवाह बेवल के कारण, इसके प्रत्येक खंड में विंग के हमले का वास्तविक कोण प्रत्येक राशि से हमले के ज्यामितीय या स्पष्ट कोण से भिन्न होगा। जैसा कि ज्ञात है, विंग ^ Y का लिफ्ट बल हमेशा लंबवत होता है आने वाले प्रवाह को, उसकी दिशा को। इसलिए, विंग का लिफ्ट वेक्टर एक कोण पर विचलित होता है और वायु प्रवाह V की दिशा के लंबवत होता है। लिफ्ट बल संपूर्ण बल ^Y" नहीं होगा, बल्कि इसका घटक Y होगा, जो आने वाले प्रवाह के लंबवत निर्देशित होगा।

मान की लघुता के कारण, हम मानते हैं कि यह बल के अन्य घटक Y" के बराबर है। यह घटक प्रवाह के साथ निर्देशित होता है और इसे आगमनात्मक ड्रैग कहा जाता है (चित्र ऊपर दिखाया गया है)। आगमनात्मक ड्रैग का मान ज्ञात करने के लिए , गति ^ यू और प्रवाह बेवल कोण की गणना करना आवश्यक है। विंग बढ़ाव पर प्रवाह बेवल कोण की निर्भरता, लिफ्ट गुणांक सु और विंग के प्लानफॉर्म आकार को सूत्र द्वारा व्यक्त किया जाता है जहां ए एक गुणांक है पंख के प्लैनफ़ॉर्म आकार को ध्यान में रखें। विमान के पंखों के लिए, गुणांक ए बराबर है जहां ईएफ पंख के विस्तार के बराबर है, पंख के हिस्से पर कब्जा करने वाले धड़ के क्षेत्र को ध्यान में रखे बिना; आकार के आधार पर एक मूल्य है विंग के संबंध में.

जहां Cxi प्रेरक प्रतिक्रिया का गुणांक है। यह सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है। सूत्र से यह देखा जा सकता है कि Cx लिफ्ट गुणांक के सीधे आनुपातिक है और विंग पहलू अनुपात के व्युत्क्रमानुपाती है। शून्य लिफ्ट के हमले के कोण पर, प्रेरित खिंचाव शून्य होगा। हमले के सुपरक्रिटिकल कोणों पर, विंग प्रोफ़ाइल के चारों ओर सुचारू प्रवाह बाधित होता है और इसलिए, Cx 1 निर्धारित करने का सूत्र इसके मूल्य को निर्धारित करने के लिए स्वीकार्य नहीं है। चूँकि Cx का मान विंग पहलू अनुपात के व्युत्क्रमानुपाती होता है, इसलिए लंबी दूरी की उड़ानों के लिए इच्छित विमान का विंग पहलू अनुपात बड़ा होता है: = 14... 15।

एक पंख की वायुगतिकीय गुणवत्ता एक पंख की वायुगतिकीय गुणवत्ता हमले के दिए गए कोण पर लिफ्ट बल और विंग के ड्रैग बल का अनुपात है जहां Y लिफ्ट बल, किग्रा है; क्यू - खींचें बल, किग्रा. Y और Q के मानों को सूत्र में प्रतिस्थापित करने पर, हम प्राप्त करते हैं। विंग की वायुगतिकीय गुणवत्ता जितनी अधिक होगी, यह उतना ही अधिक उत्तम होगा। आधुनिक विमानों के लिए गुणवत्ता मूल्य 14 -15 और ग्लाइडर के लिए 45 -50 तक पहुँच सकता है। इसका मतलब यह है कि एक विमान विंग एक लिफ्ट बल बना सकता है जो ड्रैग से 14 -15 गुना अधिक है, और ग्लाइडर के लिए 50 गुना भी अधिक है।

वायुगतिकीय गुणवत्ता को कोण द्वारा दर्शाया जाता है। लिफ्ट के वैक्टर और कुल वायुगतिकीय बलों के बीच के कोण को गुणवत्ता कोण कहा जाता है। वायुगतिकीय गुणवत्ता जितनी अधिक होगी, गुणवत्ता कोण उतना ही छोटा होगा, और इसके विपरीत। विंग की वायुगतिकीय गुणवत्ता, जैसा कि सूत्र से देखा जा सकता है, गुणांक Su और Cx के समान कारकों पर निर्भर करती है, अर्थात, हमले के कोण, प्रोफ़ाइल आकार, विंग प्लानफॉर्म, उड़ान मच संख्या और सतह के उपचार पर। हमले के कोण की वायुगतिकीय गुणवत्ता पर प्रभाव जैसे-जैसे हमले का कोण एक निश्चित मूल्य तक बढ़ता है, वायुगतिकीय गुणवत्ता बढ़ जाती है। हमले के एक निश्चित कोण पर, गुणवत्ता अधिकतम मान Kmax तक पहुँच जाती है। इस कोण को हमले का सबसे अनुकूल कोण कहा जाता है, शून्य लिफ्ट के हमले के कोण पर जहां सु = 0 लिफ्ट-टू-ड्रैग अनुपात होगा। शून्य के बराबर है. प्रोफ़ाइल आकार की वायुगतिकीय गुणवत्ता पर प्रभाव प्रोफ़ाइल की सापेक्ष मोटाई और वक्रता से जुड़ा हुआ है। इस मामले में, प्रोफ़ाइल आकृति का आकार, पैर की अंगुली का आकार और कॉर्ड के साथ प्रोफ़ाइल की अधिकतम मोटाई की स्थिति का बहुत प्रभाव पड़ता है। Kmax के बड़े मान प्राप्त करने के लिए, इष्टतम मोटाई और वक्रता प्रोफ़ाइल, आकृति का आकार और पंख बढ़ाव का चयन किया जाता है। उच्चतम गुणवत्ता मान प्राप्त करने के लिए, सबसे अच्छा पंख का आकार गोलाकार अग्रणी किनारे के साथ अण्डाकार होता है।

हमले के कोण पर वायुगतिकीय गुणवत्ता की निर्भरता का ग्राफ सक्शन बल का गठन हमले के कोण और प्रोफ़ाइल की मोटाई पर वायुगतिकीय गुणवत्ता की निर्भरता मैक संख्या के आधार पर विंग की वायुगतिकीय गुणवत्ता में परिवर्तन

विंग पोलर विंग उड़ान विशेषताओं की विभिन्न गणनाओं के लिए, हमले के उड़ान कोणों की सीमा में Cy और Cx में एक साथ परिवर्तन को जानना विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। इस प्रयोजन के लिए, Cx, जिसे ध्रुवीय कहा जाता है, पर गुणांक Cy की निर्भरता का एक ग्राफ खींचा जाता है। "ध्रुवीय" नाम को इस तथ्य से समझाया गया है कि इस वक्र को कुल वायुगतिकीय बल सीआर के गुणांक के निर्देशांक पर निर्मित ध्रुवीय आरेख के रूप में माना जा सकता है, जहां कुल वायुगतिकीय बल आर के झुकाव का कोण की दिशा में है आने वाले प्रवाह वेग (बशर्ते कि स्केल Cy और Cx को समान माना जाए)। विंग पोलर के निर्माण का सिद्धांत विंग पोलर यदि हम मूल से एक वेक्टर खींचते हैं, जो प्रोफ़ाइल के दबाव के केंद्र के साथ मिलकर ध्रुवीय पर किसी भी बिंदु पर होता है, तो यह एक आयत के विकर्ण का प्रतिनिधित्व करेगा, जिसकी भुजाएँ क्रमशः हैं Сy और Сх के बराबर। हमले के कोणों से खींचें और उठाएं गुणांक - तथाकथित पंख ध्रुवीयता।

ध्रुवीय को दिए गए ज्यामितीय आयामों और प्रोफ़ाइल आकार के साथ एक बहुत ही विशिष्ट विंग के लिए बनाया गया है। पंख की ध्रुवता के आधार पर, हमले के कई विशिष्ट कोण निर्धारित किए जा सकते हैं। शून्य लिफ्ट ओ का कोण सीएक्स अक्ष के साथ ध्रुवीय के चौराहे पर स्थित है। हमले के इस कोण पर, लिफ्ट गुणांक शून्य है (Cy = 0)। आधुनिक विमान के पंखों के लिए, आमतौर पर o = हमले का कोण जिस पर Cx का मान Cx सबसे छोटा होता है। मि. Cy अक्ष के समानांतर ध्रुवीय पर एक स्पर्शरेखा खींचकर पाया जाता है। आधुनिक विंग प्रोफाइल के लिए, यह कोण 0 से 1° तक होता है। आक्रमण का सबसे लाभप्रद कोण भोलापन है। चूंकि हमले के सबसे अनुकूल कोण पर पंख की वायुगतिकीय गुणवत्ता अधिकतम होती है, सूत्र (2.19) के अनुसार, हमले के इस कोण पर Cy अक्ष और मूल से खींची गई स्पर्शरेखा के बीच का कोण, यानी, गुणवत्ता का कोण होता है। , न्यूनतम होगा. इसलिए, भोले को निर्धारित करने के लिए, आपको मूल बिंदु से ध्रुवीय तक एक स्पर्शरेखा खींचने की आवश्यकता है। स्पर्श बिंदु अनुभवहीन के अनुरूप होगा. आधुनिक पंखों के लिए, अनुभवहीन 4 - 6° के भीतर होता है।

आक्रमण क्रिट का महत्वपूर्ण कोण. हमले के महत्वपूर्ण कोण को निर्धारित करने के लिए, Cx अक्ष के समानांतर ध्रुवीय पर एक स्पर्शरेखा खींचना आवश्यक है। संपर्क का बिंदु आलोचक के अनुरूप होगा. आधुनिक विमान के पंखों के लिए, क्रिट = 16 -30°। मूल से ध्रुवीय तक एक छेदक खींचकर समान वायुगतिकीय गुणवत्ता वाले हमले के कोण पाए जाते हैं। प्रतिच्छेदन बिंदुओं पर हम उड़ान के दौरान हमले के कोण (i) पाएंगे, जिस पर वायुगतिकीय गुणवत्ता समान होगी और आवश्यक रूप से Kmax से कम होगी।

विमान का ध्रुवीय होना विमान की मुख्य वायुगतिकीय विशेषताओं में से एक विमान का ध्रुवीय होना है। विंग Cy का लिफ्ट गुणांक पूरे विमान के लिफ्ट गुणांक के बराबर है, और हमले के प्रत्येक कोण के लिए विमान का ड्रैग गुणांक Cx की मात्रा से विंग के Cx से अधिक है। विमान की ध्रुवता को Cx समय की मात्रा से पंख की ध्रुवता के दाईं ओर स्थानांतरित कर दिया जाएगा। विमान के ध्रुवीकरण का निर्माण पवन सुरंगों में मॉडल उड़ाने से प्रयोगात्मक रूप से प्राप्त निर्भरता Сy=f() और Сх=f() से डेटा का उपयोग करके किया जाता है। विमान के ध्रुवीय तल पर हमले के कोणों को विंग के ध्रुवीय तल पर चिह्नित हमले के कोणों का क्षैतिज रूप से अनुवाद करके निर्धारित किया जाता है। विमान की ध्रुवीयता के साथ वायुगतिकीय विशेषताओं और हमले के विशिष्ट कोणों का निर्धारण उसी तरह किया जाता है जैसे विंग ध्रुवीयता पर किया गया था।

शून्य-लिफ्ट विमान के हमले का कोण व्यावहारिक रूप से शून्य-लिफ्ट विंग के हमले के कोण के समान है। चूँकि कोण पर लिफ्ट बल शून्य है, हमले के इस कोण पर विमान की केवल ऊर्ध्वाधर नीचे की ओर गति संभव है, जिसे ऊर्ध्वाधर गोता कहा जाता है, या 90° के कोण पर ऊर्ध्वाधर स्लाइड कहा जाता है।

हमले का कोण जिस पर ड्रैग गुणांक का न्यूनतम मान होता है, साइ अक्ष के समानांतर ध्रुवीय स्पर्शरेखा खींचकर पाया जाता है। हमले के इस कोण पर उड़ान भरने पर, खींचने से सबसे कम नुकसान होगा। हमले के इस कोण पर (या इसके करीब) उड़ान अधिकतम गति से की जाती है। हमले का सबसे अनुकूल कोण (भोला) विमान की वायुगतिकीय गुणवत्ता के उच्चतम मूल्य से मेल खाता है। ग्राफ़िक रूप से, यह कोण, पंख की तरह ही, मूल बिंदु से ध्रुवीय पर एक स्पर्शरेखा खींचकर निर्धारित किया जाता है। ग्राफ से पता चलता है कि विमान के ध्रुवीय स्पर्शरेखा का झुकाव पंख के ध्रुवीय स्पर्शरेखा की तुलना में अधिक है। निष्कर्ष: समग्र रूप से विमान की अधिकतम गुणवत्ता हमेशा एक व्यक्तिगत विंग की अधिकतम वायुगतिकीय गुणवत्ता से कम होती है।

ग्राफ से पता चलता है कि विमान के हमले का सबसे अनुकूल कोण विंग के हमले के सबसे अनुकूल कोण से 2 - 3° अधिक है। एक विमान के हमले का महत्वपूर्ण कोण (क्रिट) एक पंख के लिए समान कोण से परिमाण में भिन्न नहीं होता है। फ़्लैप को टेक-ऑफ़ स्थिति (= 15 -25°) तक ऊपर उठाने से आप ड्रैग गुणांक में अपेक्षाकृत कम वृद्धि के साथ अधिकतम लिफ्ट गुणांक सुमैक्स को बढ़ा सकते हैं। इससे आवश्यक न्यूनतम उड़ान गति को कम करना संभव हो जाता है, जो व्यावहारिक रूप से टेकऑफ़ के दौरान विमान की टेकऑफ़ गति को निर्धारित करता है। फ़्लैप्स (या फ़्लैप्स) को टेकऑफ़ स्थिति में तैनात करने से, टेकऑफ़ रन की लंबाई 25% तक कम हो जाती है।

जब फ्लैप (या फ्लैप) को लैंडिंग स्थिति (= 45 - 60°) तक बढ़ाया जाता है, तो अधिकतम लिफ्ट गुणांक 80% तक बढ़ सकता है, जो लैंडिंग गति और रन लंबाई को तेजी से कम कर देता है। हालाँकि, लिफ्ट बल की तुलना में खिंचाव अधिक तेजी से बढ़ता है, इसलिए वायुगतिकीय गुणवत्ता काफी कम हो जाती है। लेकिन इस परिस्थिति का उपयोग एक सकारात्मक परिचालन कारक के रूप में किया जाता है - लैंडिंग से पहले ग्लाइडिंग के दौरान प्रक्षेपवक्र की स्थिरता बढ़ जाती है और परिणामस्वरूप, विमान लैंडिंग स्ट्रिप के दृष्टिकोण की गुणवत्ता पर कम मांग करता है। हालाँकि, जब ऐसी एम संख्याएँ पहुँच जाती हैं जिन पर संपीड़ितता को अब उपेक्षित नहीं किया जा सकता है (एम > 0.6 - 0.7), तो लिफ्ट और ड्रैग गुणांक को संपीड़ितता के लिए सुधार को ध्यान में रखते हुए निर्धारित किया जाना चाहिए। जहां Suszh संपीड्यता को ध्यान में रखते हुए लिफ्ट गुणांक है; Sueszh, Suszh के समान हमले के कोण के लिए असम्पीडित प्रवाह का लिफ्ट गुणांक है।

संख्या एम = 0.6 -0.7 तक, सभी ध्रुव व्यावहारिक रूप से मेल खाते हैं, लेकिन बड़ी संख्या ^ एम पर वे दाईं ओर स्थानांतरित होने लगते हैं और साथ ही सीएक्स अक्ष पर झुकाव बढ़ाते हैं। ध्रुवों का दाहिनी ओर स्थानांतरण (बड़े Cx द्वारा) हवा की संपीड़ितता के प्रभाव के कारण प्रोफ़ाइल ड्रैग गुणांक में वृद्धि के कारण होता है, और उपस्थिति के कारण संख्या में और वृद्धि (M > 0.75 - 0.8) के कारण होता है तरंग कर्षण का. ध्रुवों के झुकाव में वृद्धि को प्रेरक ड्रैग के गुणांक में वृद्धि से समझाया गया है, क्योंकि संपीड़ित गैस के सबसोनिक प्रवाह में हमले के एक ही कोण पर यह आनुपातिक रूप से बढ़ जाएगा। संपीड़ितता के क्षण से विमान की वायुगतिकीय गुणवत्ता प्रभाव स्पष्ट रूप से प्रकट होने लगता है और कम होने लगता है।

समीक्षा के लिए प्रश्न: श्वसन में सतह तनाव बलों की भूमिका दिखाने के लिए कौन से प्रयोग किए गए? सर्फेक्टेंट का निरंतर संश्लेषण हमें सांस लेने में मदद क्यों करता है, और जब यह रुक जाता है तो क्या होता है? स्कूबा गोताखोरों को पानी के भीतर संपीड़ित हवा में सांस क्यों लेनी चाहिए? क्यों, अधिक गहराई तक उतरते समय, गोताखोर संपीड़ित हवा का उपयोग नहीं कर सकते, लेकिन विशेष श्वास मिश्रण तैयार करना चाहिए? डिकंप्रेशन बीमारी क्या है और इससे कैसे बचें?

वायु प्रवाह के लिए प्रतिरोध बल प्रतिरोध बल हवा के अणुओं की संख्या के समानुपाती होता है जो पंख को रोकता है, उनका द्रव्यमान और गति आंदोलन की दिशा में पंख के एफ प्रतिरोध क्रॉस-सेक्शन (ललाट) अनुभाग जहां वायु घनत्व है, वी है विमान की गति, और एस इसके विंग के हमले के कोण का क्षेत्र है

वायु संवेग में कर्षण बल परिवर्तन वायु प्रवाह का भारोत्तोलन बल mV0mV0 mV1mV1 भारोत्तोलन बल पंख घुमाने वाले वायु अणुओं की संख्या, उनके द्रव्यमान और गति के समानुपाती होता है जहां वायु घनत्व है, V विमान की गति है, और S विमान की गति है इसके पंख का क्षेत्र

किसी विमान की गति की उसके द्रव्यमान पर निर्भरता। स्थिर इंजन शक्ति पर, विमान का द्रव्यमान जितना अधिक होगा, वह उतना ही धीमा उड़ेगा। स्थिर गति और वायुगतिकीय गुणों पर, अर्थात। सी अंडर / सी प्रतिरोध = स्थिरांक, भार क्षमता विंग क्षेत्र के समानुपाती होती है

क्या उपस्थिति और शैक्षणिक प्रदर्शन के बीच कोई संबंध है? उपस्थिति, % परीक्षण परिणाम कैसे मापें कि क्या दो मात्राओं में परिवर्तन निकटता से संबंधित है?

उपस्थिति, % परीक्षण परिणाम यह कैसे मापें कि क्या दो मात्राओं में परिवर्तन निकटता से संबंधित है? क्या उपस्थिति और शैक्षणिक प्रदर्शन के बीच कोई संबंध है?

हम शैक्षणिक प्रदर्शन और उपस्थिति उपस्थिति के बीच सहसंबंध (कनेक्शन) गुणांक, सीओआरआर की गणना करते हैं, % परीक्षण परिणाम औसत उपस्थिति एबी वीजी औसत शैक्षणिक प्रदर्शन सीओआरआर (10 "बी") = 0

स्केलिस्टोव्स्काया माध्यमिक विद्यालय I-III स्तर

10वीं कक्षा में वैकल्पिक भौतिकी पाठ्यक्रम विषय पर अनुसंधान परियोजना

"किसी पंख के आकार पर उसके वायुगतिकीय गुणों की निर्भरता का अध्ययन।"

बख्चिसराय.

वैज्ञानिक सलाहकार:

भौतिकी शिक्षक डेज़ेमिलेव रेम्ज़ी नेदिमोविच

द्वारा किया गया कार्य: एरोफीव सर्गेई

10वीं कक्षा का छात्र

(स्कालिस्टोव्स्काया माध्यमिक विद्यालय

स्कूल I - III स्तर

बख्चिसराय जिला परिषद

क्रीमिया का स्वायत्त गणराज्य)

विषय अद्यतन कर रहा हूँ.

नए विमान के डिजाइन में मुख्य समस्याओं में से एक इष्टतम पंख आकार और उसके मापदंडों (ज्यामितीय, वायुगतिकीय, शक्ति, आदि) का चुनाव है। विमान डिजाइनरों को उच्च गति पर उत्पन्न होने वाले विभिन्न अप्रत्याशित प्रभावों से निपटना पड़ा। इसलिए आधुनिक विमानों के पंखों की कभी-कभी असामान्य आकृतियाँ दिखाई देती हैं। पंख पीछे की ओर "झुक" जाते हैं, जिससे वे एक तीर की तरह दिखने लगते हैं; या इसके विपरीत, पंख आगे की ओर झाडू का आकार ले लेते हैं।

हमारे शोध का उद्देश्य भौतिकी की वायुगतिकी की शाखा है - यह एयरोमैकेनिक्स की एक शाखा है जिसमें हवा और अन्य गैसों की गति के नियमों और गतिमान ठोस पिंडों के साथ उनके बल के संपर्क का अध्ययन किया जाता है।

अध्ययन का विषय एक निश्चित स्तर पर विंग लिफ्ट बल का परिमाण निर्धारित करना है

पंख के सापेक्ष वायु प्रवाह की गति।पंख के आकार को प्रभावित करने वाले मुख्य कारणों में से एक उच्च गति पर हवा का पूरी तरह से अलग व्यवहार है।

वायुगतिकी एक प्रायोगिक विज्ञान है। अभी तक ऐसे कोई सूत्र नहीं हैं जो हमें आने वाले वायु प्रवाह के साथ एक ठोस शरीर की बातचीत की प्रक्रिया का बिल्कुल सटीक वर्णन करने की अनुमति देते हैं। हालाँकि, यह देखा गया कि समान आकार (विभिन्न रैखिक आयामों के साथ) वाले पिंड वायु प्रवाह के साथ उसी तरह से संपर्क करते हैं। इसलिए, पाठ में हम एक ही क्रॉस सेक्शन के साथ तीन प्रकार के पंखों के वायुगतिकीय मापदंडों पर शोध करेंगे, लेकिन विभिन्न आकार: आयताकार, स्वेप्ट और बैकवर्ड स्वेप्ट जब उनके चारों ओर हवा बहती है।

हम जो अवलोकन और प्रयोग करेंगे, उससे हमें विमान की उड़ान के दौरान देखी जाने वाली भौतिक घटनाओं के कुछ नए पहलुओं को बेहतर ढंग से समझने में मदद मिलेगी।

हमारे विषय की प्रासंगिकता विमानन और विमानन प्रौद्योगिकी को लोकप्रिय बनाने में निहित है।

अध्ययन का इतिहास.

क्या हम अपने चारों ओर की हवा को महसूस करते हैं? यदि हम हिलते नहीं हैं, तो हम व्यावहारिक रूप से इसे महसूस नहीं करते हैं। उदाहरण के लिए, जब हम खिड़कियाँ खुली हुई कार में दौड़ रहे होते हैं, तो हमारे चेहरे से टकराने वाली हवा तरल की झरने जैसी धारा के समान होती है। इसका मतलब है कि हवा में लोच और घनत्व है और यह दबाव बना सकती है। हमारे दूर के पूर्वज को वायुमंडलीय दबाव के अस्तित्व को साबित करने वाले प्रयोगों के बारे में कुछ भी नहीं पता था, लेकिन उन्होंने सहज रूप से समझ लिया कि यदि वह अपनी बाहों को बहुत जोर से हिलाएंगे, तो वह एक पक्षी की तरह हवा से उड़ने में सक्षम होंगे। जहाँ तक मनुष्य को याद है, उड़ान का सपना उसके साथ रहा है। इकारस की प्रसिद्ध किंवदंती इस बारे में बोलती है। कई आविष्कारकों ने आगे बढ़ने की कोशिश की है। विभिन्न देशों में और अलग-अलग समय पर वायु तत्व पर विजय प्राप्त करने के अनेक प्रयास हुए। महान इतालवी कलाकार लियोनार्डो दा विंची ने केवल मानव बाहुबल द्वारा संचालित एक विमान का डिज़ाइन तैयार किया था। हालाँकि, प्रकृति ने मनुष्य को पक्षी की तरह उड़ने की अनुमति नहीं दी। लेकिन उसने उसे बुद्धिमत्ता से पुरस्कृत किया, जिससे उसे हवा से भी भारी उपकरण का आविष्कार करने में मदद मिली जो जमीन से ऊपर उठने और न केवल खुद को, बल्कि भार वाले व्यक्ति को भी उठाने में सक्षम था।

उन्होंने ऐसी मशीन बनाने का प्रबंधन कैसे किया? विमान को हवा में क्या रखता है? उत्तर स्पष्ट है - पंख। कौन पंख फैलाए रखता है? विमान आगे बढ़ता है, गति बढ़ाता है और लिफ्ट होती है। पर्याप्त गति से, यह हमारे विमान को जमीन से ऊपर उठाएगा और उड़ान के दौरान विमान को पकड़ कर रखेगा।

पहला सैद्धांतिक अध्ययन और महत्वपूर्ण परिणाम 19वीं और 20वीं शताब्दी के मोड़ पर रूसी वैज्ञानिकों एन. ई. ज़ुकोवस्की और एस. ए. चैप्लगिन द्वारा किए गए थे।

निकोलाई एगोरोविच ज़ुकोवस्की (1847 -1921) - रूसी वैज्ञानिक, आधुनिक वायुगतिकी के संस्थापक। सदी की शुरुआत में उन्होंने एक पवन सुरंग का निर्माण किया और एक हवाई जहाज के पंख का सिद्धांत विकसित किया। 1890 में, ज़ुकोवस्की ने विमानन के क्षेत्र में अपना पहला काम "ऑन द थ्योरी ऑफ़ फ़्लाइंग" प्रकाशित किया।

सर्गेई अलेक्सेविच चैपलीगिन (1869 - 1942) सैद्धांतिक यांत्रिकी के क्षेत्र में सोवियत वैज्ञानिक, आधुनिक जलवायुगतिकी के संस्थापकों में से एक। अपने काम "ऑन गैस जेट्स" में उन्होंने उच्च गति पर उड़ान का एक सिद्धांत दिया, जो आधुनिक उच्च गति विमानन के लिए सैद्धांतिक आधार के रूप में कार्य करता है।

"एक व्यक्ति के पास पंख नहीं होते हैं और, उसके शरीर के वजन और उसकी मांसपेशियों के वजन के संबंध में, वह एक पक्षी से 72 गुना कमजोर होता है... लेकिन मुझे लगता है कि वह अपनी मांसपेशियों के बल पर नहीं, बल्कि अपने दिमाग के बल पर भरोसा करके उड़ान भरेगा।”

नहीं। ज़ुकोवस्की

वायुगतिकी की मूल बातें. बुनियादी अवधारणाओं।

पवन सुरंग एक ऐसी स्थापना है जो निकायों के चारों ओर वायु प्रवाह के प्रायोगिक अध्ययन के लिए वायु प्रवाह बनाती है।

पवन सुरंग में प्रयोग गति की उत्क्रमणीयता के सिद्धांत के आधार पर किए जाते हैं - हवा में किसी पिंड की गति को बदला जा सकता है

एक स्थिर पिंड के सापेक्ष गैस की गति।

हवाई जहाज का पंख हवाई जहाज का सबसे महत्वपूर्ण हिस्सा है, लिफ्ट का स्रोत जो हवाई जहाज को उड़ाता है। अलग-अलग विमानों के अलग-अलग पंख होते हैं, जो धड़ के सापेक्ष आकार, आकार और स्थिति में भिन्न होते हैं।

विंगस्पैन एक सीधी रेखा में पंख के सिरों के बीच की दूरी है।

विंग क्षेत्र एस -यह विंग की आकृति द्वारा सीमित क्षेत्र है। एक स्वेप्ट विंग के क्षेत्रफल की गणना दो ट्रेपेज़ॉइड के क्षेत्रफल के रूप में की जाती है।

एस = 2 = बाव ɭ [ एम2 ] (1)

कुल वायुगतिकीय बल वह बल R है जिसके साथ आने वाला

वायु प्रवाह ठोस वस्तु पर कार्य करता है। इस बल को ऊर्ध्वाधर Fy और क्षैतिज Fx घटकों (चित्र 1) में विघटित करके, हम क्रमशः विंग का लिफ्ट बल और उसका ड्रैग बल प्राप्त करते हैं।

प्रयोग का विवरण.

प्रयोगों के प्रदर्शनों और मात्रात्मक विश्लेषण की स्पष्टता बढ़ाने के लिए, हम एक मापने वाले उपकरण का उपयोग करेंगे - जो विंग के लिफ्ट बल के संख्यात्मक मूल्य का निर्धारण करेगा। मापने वाले उपकरण में एक धातु का फ्रेम होता है जिस पर एक असमान भुजा लीवर वाला एक सूचक लगा होता है। वायु प्रवाह को विंग मॉडल की ओर निर्देशित करने से, लीवर का संतुलन गड़बड़ा जाता है और तीर क्षैतिज से विंग के विचलन के कोण को इंगित करने वाले पैमाने के साथ चलता है।

विंग मॉडल 140 ͯ 50 मिमी मापने वाले फोम प्लास्टिक से बने होते हैं। आधुनिक विमानों के पंख आयताकार, घुमावदार या आगे की ओर मुड़े हुए आकार के हो सकते हैं।

विंग लिफ्ट के परिमाण को मापने के मॉडल में निम्नलिखित मुख्य ब्लॉक शामिल हैं (चित्र 4.):

हवा सुरंग;

मापने का उपकरण;

एक निश्चित प्लेटफार्म जिस पर उपरोक्त उपकरण लगे होते हैं।

एक प्रयोग का आयोजन.

मॉडल इस प्रकार काम करता है:

प्रयोग के लिए, विंग मॉडल को लीवर से जोड़ा जाता है और पवन सुरंग से 20-25 सेमी की दूरी पर स्थापित किया जाता है। वायु प्रवाह को विंग मॉडल पर निर्देशित करें और देखें कि यह कैसे ऊपर उठता है। पंख का आकार बदलना. हम लीवर को फिर से संतुलन में लाते हैं ताकि मॉडल अपनी मूल स्थिति ले ले, और उसी वायु प्रवाह गति पर उठाने वाले बल का परिमाण निर्धारित करें।

यदि आप प्लेट को प्रवाह (शून्य आक्रमण कोण) के साथ स्थापित करते हैं, तो प्रवाह सममित होगा। इस मामले में, हवा का प्रवाह प्लेट द्वारा विक्षेपित नहीं होता है और लिफ्ट बल Y शून्य है। प्रतिरोध X न्यूनतम है, लेकिन शून्य नहीं है। यह प्लेट की सतह पर वायु अणुओं के घर्षण बल द्वारा निर्मित होगा। कुल वायुगतिकीय बल R न्यूनतम है और ड्रैग बल X के साथ मेल खाता है।

जैसे-जैसे हमले का कोण धीरे-धीरे बढ़ता है और प्रवाह ढलान बढ़ता है, लिफ्ट बल बढ़ता है। जाहिर है, प्रतिरोध भी बढ़ रहा है. यहां यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि हमले के कम कोण पर, लिफ्ट खींचने की तुलना में बहुत तेजी से बढ़ती है।

आयताकार पंख.

• पंख का द्रव्यमान m ≈ 0.01 किग्रा;
• पंख विक्षेपण कोण α = 130, जी ≈ 9.8 एन/किग्रा।

विंग क्षेत्र एस= 0.1 0.027 = 0.0027 एम2

विंग लिफ्ट Rу = = 0.438 N

खींचें Rх = = 0.101 N

К = फू/एफх =0.438/0.101 = 4.34

विंग की वायुगतिकीय गुणवत्ता जितनी अधिक होगी, यह उतना ही अधिक उत्तम होगा।

• जैसे-जैसे हमले का कोण बढ़ता है, प्लेट के चारों ओर वायु प्रवाह का प्रवाह कठिन होता जाता है। हालाँकि लिफ्ट में वृद्धि जारी है, यह पहले की तुलना में धीमी है। लेकिन खिंचाव तेजी से बढ़ता है और धीरे-धीरे लिफ्ट की वृद्धि से आगे निकल जाता है। परिणामस्वरूप, कुल वायुगतिकीय बल R पीछे की ओर विक्षेपित होने लगता है। तस्वीर नाटकीय रूप से बदल जाती है.

वायु धाराएँ प्लेट की ऊपरी सतह के चारों ओर सुचारु रूप से प्रवाहित नहीं हो पाती हैं। प्लेट के पीछे एक शक्तिशाली भंवर बनता है। लिफ्ट तेजी से गिरती है और खिंचाव बढ़ जाता है। वायुगतिकी में इस घटना को फ्लो स्टार्ट कहा जाता है। एक "फटा हुआ" पंख, पंख नहीं रह जाता। वह उड़ना बंद कर देता है और गिरने लगता है।

हमारे अनुभव में, पंख विक्षेपण कोण α = 600 या अधिक पर भी, पंख रुक जाता है; यह उड़ता नहीं है, जी ≈9.8 एन/किग्रा

विंग लिफ्ट Ry = = 0.113 N

खींचें Rх = = 0.196 N

विंग K की वायुगतिकीय गुणवत्ता = 0.113/0.196 = 0.58

स्वेप्ट विंग.

पंख का द्रव्यमान m ≈ 0.01 किग्रा;

पंख विक्षेपण कोण α = 200, जी ≈ 9.8 एन/किग्रा

विंग क्षेत्र एस= 0.028 एम2

विंग लिफ्ट Rу = = 0.287 N

R x = = 0.104 N खींचें

विंग की वायुगतिकीय गुणवत्ता

К = फू/एफх = 0.287/0.104 = 2.76

आगे की ओर झुका हुआ पंख।

पंख का द्रव्यमान m ≈ 0.01 किग्रा;

पंख विक्षेपण कोण α = 150, जी ≈ 9.8 एन/किग्रा

विंग क्षेत्र एस= 0.00265 एम2

विंग लिफ्ट Rу = = 0.380 N

खींचें Rх = =0.102 N

विंग की वायुगतिकीय गुणवत्ता

К = फू/एफх = 0.171/0.119 = 3.73

प्रयोग का विश्लेषण

प्रयोग और प्राप्त परिणामों का विश्लेषण करते समय, हम इस थीसिस से आगे बढ़े कि विंग की वायुगतिकीय गुणवत्ता जितनी अधिक होगी, उतना ही बेहतर होगा।

हमारे प्रयोग के पहले मामले में, सबसे अच्छा पंख एक आयताकार पंख और एक आगे की ओर झुका हुआ पंख निकला। सीधे पंख का मुख्य लाभ इसका उच्च लिफ्ट गुणांक K = 4.34 है। स्वेप्ट विंग के लिए, लिफ्ट गुणांक K = 2.76 के बराबर है और, तदनुसार, फॉरवर्ड-स्वेप्ट विंग का लिफ्ट गुणांक K = 3.73 के बराबर है। इसलिए, यह पता चला कि सबसे अच्छा विंग एक आयताकार विंग और एक आगे की ओर झुका हुआ विंग निकला।

हमने उच्च वायु प्रवाह बल के साथ अपना प्रयोग दोहराया: साथ ही, सीधे पंख और आगे की ओर बहने वाले पंख के वायुगतिकीय गुण काफी तेजी से घटकर K = 2.76 और K = 1.48 हो गए, लेकिन स्वेप्ट विंग की वायुगतिकीय गुणवत्ता बदल गई थोड़ा K = 2.25.

स्वेप्ट विंग के लिए प्राप्त परिणामों का विश्लेषण करते हुए, हमने देखा कि वायु प्रवाह की गति में वृद्धि के साथ, विंग का खिंचाव काफी धीरे-धीरे बढ़ता है, जबकि लिफ्ट गुणांक लगभग अपरिवर्तित रहता है।

इस कार्य में, हमने किसी पंख के उठाने वाले बल की केवल उसके प्लानफ़ॉर्म पर निर्भरता का अध्ययन किया। वास्तविक उड़ान में, एक पंख का उठाने वाला बल उसके क्षेत्र, प्रोफ़ाइल, साथ ही हमले के कोण, गति और प्रवाह घनत्व और कई अन्य कारकों पर निर्भर करता है।

प्रयोग के स्वच्छ होने के लिए निम्नलिखित शर्तों का पालन करना होगा:

• वायु प्रवाह स्थिर रखा गया था;
• विंग अक्ष और पवन सुरंग अक्ष संपाती हुए।
• पाइप के अंत से उस स्थान तक की दूरी जहां पंख जुड़ा हुआ है, हमेशा समान थी;

• पी.एस. Kudryavtsev। और मैं। संघ। भौतिकी और प्रौद्योगिकी का इतिहास. शैक्षणिक संस्थानों के छात्रों के लिए पाठ्यपुस्तक। आरएसएफएसआर के शिक्षा मंत्रालय का राज्य शैक्षिक और शैक्षणिक प्रकाशन गृह। मॉस्को 1960
• भौतिक विज्ञान। मैं दुनिया की खोज कर रहा हूं। बच्चों का विश्वकोश. मास्को. एएसटी. 2000
• वी.बी. बेदाकोव, ए.एस. क्लुमोव। वायुगतिकी और विमान की उड़ान गतिशीलता। मास्को. "मैकेनिकल इंजीनियरिंग", 1979
• महान सोवियत विश्वकोश। 13. तीसरा संस्करण. मॉस्को। "सोवियत इनसाइक्लोपीडिया", 1978।

आइए अब हवाई जहाज के पंख के चारों ओर हवा के प्रवाह पर विचार करें। अनुभव से पता चलता है कि जब एक पंख को हवा के प्रवाह में रखा जाता है, तो चित्र में दिखाए गए मामले में घूमते हुए, पंख के तेज अनुगामी किनारे के पास भंवर दिखाई देते हैं। 345, वामावर्त। ये भंवर बढ़ते हैं, पंख से अलग हो जाते हैं और प्रवाह में बह जाते हैं। पंख के पास शेष वायु द्रव्यमान विपरीत घूर्णन (घड़ी की दिशा में) प्राप्त करता है, जिससे पंख के चारों ओर परिसंचरण बनता है (चित्र 346)। सामान्य प्रवाह पर आरोपित, परिसंचरण चित्र में दिखाए गए स्ट्रीमलाइन के वितरण का कारण बनता है। 347.

चावल। 345. विंग प्रोफाइल के तेज किनारे पर एक भंवर बनता है

चावल। 346. जब एक भंवर बनता है, तो पंख के चारों ओर हवा का संचार होता है

चावल। 347. भंवर को प्रवाह द्वारा दूर ले जाया जाता है, और स्ट्रीमलाइन प्रोफ़ाइल के चारों ओर आसानी से बहती है; वे पंख के ऊपर संघनित होते हैं और पंख के नीचे विरल होते हैं

हमने विंग प्रोफ़ाइल के लिए घूर्णन सिलेंडर के समान प्रवाह पैटर्न प्राप्त किया। और यहाँ सामान्य वायु प्रवाह पंख के चारों ओर घूमने पर आरोपित है - परिसंचरण। केवल, घूमने वाले सिलेंडर के विपरीत, यहां परिसंचरण शरीर के घूमने के परिणामस्वरूप नहीं होता है, बल्कि पंख के तेज किनारे के पास भंवरों के उभरने के कारण होता है। परिसंचरण पंख के ऊपर हवा की गति को तेज करता है और पंख के नीचे इसे धीमा कर देता है। परिणामस्वरूप, पंख के ऊपर दबाव कम हो जाता है, और पंख के नीचे यह बढ़ जाता है। पंख पर प्रवाह से कार्य करने वाले सभी बलों (घर्षण बलों सहित) का परिणाम ऊपर की ओर निर्देशित होता है और थोड़ा पीछे की ओर विक्षेपित होता है (चित्र 341)। प्रवाह के लंबवत इसका घटक लिफ्ट बल है और प्रवाह की दिशा में घटक ड्रैग बल है। आने वाले प्रवाह की गति जितनी अधिक होगी, लिफ्ट और खींचने का बल उतना ही अधिक होगा। इसके अलावा, ये बल विंग प्रोफाइल के आकार और उस कोण पर निर्भर करते हैं जिस पर प्रवाह विंग (हमले के कोण) के पास पहुंचता है, साथ ही आने वाले प्रवाह के घनत्व पर भी निर्भर करता है: घनत्व जितना अधिक होगा, उतना अधिक होगा ये ताकतें. विंग प्रोफाइल को इसलिए चुना गया है ताकि यह न्यूनतम संभव ड्रैग के साथ अधिकतम संभव लिफ्ट प्रदान कर सके। जब हवा इसके चारों ओर बहती है तो पंख के उठाने वाले बल के उद्भव का सिद्धांत विमानन के सिद्धांत के संस्थापक, रूसी स्कूल ऑफ एयरो- और हाइड्रोडायनामिक्स के संस्थापक, निकोलाई एगोरोविच ज़ुकोवस्की (1847-1921) द्वारा दिया गया था।

अब हम बता सकते हैं कि हवाई जहाज कैसे उड़ता है। इंजन द्वारा घुमाया गया विमान प्रोपेलर, या जेट इंजन जेट की प्रतिक्रिया, विमान को ऐसी गति प्रदान करता है कि पंख का उठाने वाला बल विमान के वजन तक पहुंच जाता है और उससे भी अधिक हो जाता है। फिर विमान उड़ान भरता है. एक समान सीधी उड़ान में, विमान पर कार्य करने वाले सभी बलों का योग शून्य है, जैसा कि न्यूटन के पहले नियम के अनुसार होना चाहिए। चित्र में. 348 स्थिर गति से क्षैतिज उड़ान के दौरान एक हवाई जहाज पर लगने वाले बलों को दर्शाता है। इंजन का जोर बल पूरे विमान के लिए परिमाण में बराबर और हवा के खींचने वाले बल की दिशा में विपरीत है, और गुरुत्वाकर्षण बल परिमाण में बराबर और लिफ्ट बल की दिशा में विपरीत है।

चावल। 348. क्षैतिज एकसमान उड़ान के दौरान हवाई जहाज पर कार्य करने वाले बल

अलग-अलग गति से उड़ान भरने के लिए डिज़ाइन किए गए हवाई जहाजों के पंखों का आकार अलग-अलग होता है। धीरे-धीरे उड़ने वाले परिवहन विमान का विंग क्षेत्र बड़ा होना चाहिए, क्योंकि कम गति पर लिफ्ट प्रति यूनिट विंग क्षेत्र छोटा होता है। उच्च गति वाले विमानों को छोटे क्षेत्र के पंखों से भी पर्याप्त लिफ्ट मिलती है। चूंकि हवा का घनत्व कम होने के साथ पंख की लिफ्ट कम हो जाती है, इसलिए अधिक ऊंचाई पर उड़ान भरने के लिए विमान को जमीन के पास की तुलना में अधिक गति से चलना चाहिए।

लिफ्ट तब भी होती है जब पंख पानी में चलता है। इससे ऐसे जहाजों का निर्माण संभव हो जाता है जो हाइड्रोफॉइल पर चलते हैं। ऐसे जहाजों का पतवार चलते समय पानी छोड़ देता है (चित्र 349)। यह जहाज की गति के प्रति पानी के प्रतिरोध को कम करता है और आपको उच्च गति प्राप्त करने की अनुमति देता है। चूंकि पानी का घनत्व हवा के घनत्व से कई गुना अधिक है, इसलिए अपेक्षाकृत छोटे क्षेत्र और मध्यम गति के साथ हाइड्रोफॉइल की पर्याप्त उठाने वाली शक्ति प्राप्त करना संभव है।

चावल। 349. हाइड्रोफॉइल

विमान प्रोपेलर का उद्देश्य विमान को उच्च गति देना है, जिस पर पंख एक लिफ्ट बल बनाता है जो विमान के वजन को संतुलित करता है। इस प्रयोजन के लिए, विमान प्रोपेलर को क्षैतिज अक्ष पर स्थिर किया जाता है। एक प्रकार का हवा से भारी विमान होता है जिसमें पंखों की आवश्यकता नहीं होती। ये हेलीकॉप्टर हैं (चित्र 350)।

चावल। 350. हेलीकाप्टर आरेख

हेलीकॉप्टरों में, प्रोपेलर अक्ष लंबवत स्थित होता है और प्रोपेलर ऊपर की ओर जोर बनाता है, जो विंग की लिफ्ट की जगह हेलीकॉप्टर के वजन को संतुलित करता है। हेलीकॉप्टर का रोटर ऊर्ध्वाधर जोर पैदा करता है, भले ही हेलीकॉप्टर चल रहा हो या नहीं। इसलिए, जब प्रोपेलर काम कर रहे होते हैं, तो हेलीकॉप्टर हवा में गतिहीन लटक सकता है या लंबवत उठ सकता है। एक हेलीकॉप्टर को क्षैतिज रूप से स्थानांतरित करने के लिए, क्षैतिज रूप से निर्देशित एक जोर बनाना आवश्यक है। ऐसा करने के लिए, आपको क्षैतिज अक्ष के साथ एक विशेष प्रोपेलर स्थापित करने की आवश्यकता नहीं है, बल्कि ऊर्ध्वाधर प्रोपेलर के ब्लेड के झुकाव को थोड़ा सा बदलना होगा, जो प्रोपेलर हब में एक विशेष तंत्र का उपयोग करके किया जाता है।

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