Aerodynamik ist... die Grundlagen und Besonderheiten der Aerodynamik

Datum:

2018-11-22 13:40:20

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Aerodynamik – dies ist der Bereich des Wissens, die die Bewegung der Luftströme und deren Auswirkungen auf den Körper. Ist ein Unterschlüssel von Hydro - und газодинамики. Die Forschung in diesem Bereich stammen aus dem Altertum, zur Zeit der Erfindung von Pfeilen und planen Kopien, so dass Sie weiter und genau zu senden das Projektil auf das Ziel. Allerdings ist das Potenzial der Aerodynamik komplett aufgedeckt wurde mit der Erfindung der Apparate sind schwerer als Luft, in der Lage zu Fliegen oder planen auf lange Distanzen.

Aerodynamik ist

Alten Zeiten

Die Entdeckung der Gesetze der Aerodynamik im 20 Jahrhundert förderte die fantastischen Sprung in vielen Bereichen der Wissenschaft und Technik, vor allem im Verkehrsbereich. Auf Ihrer Leistungen wurden die modernen Luftfahrzeuge, die es erlaubten, ein öffentlich wirklich jeden Winkel des Planeten Erde.

Die Erste Erwähnung der Versuch, die Eroberung der Lüfte treffen sich im griechischen Mythos von Icarus und Дедале. Der Vater mit dem Sohn errichteten Flügel, ähnlich wie Vogelstimmen. Dies deutet darauf hin, dass noch vor tausenden von Jahren dachten die Leute über die Möglichkeit, sich von der Erde.

Ein weiterer Anstieg des Interesses zum Bau von Fluggeräten entstand in der Renaissance. Leidenschaftliche Forscher Leonardo da Vinci viel Zeit widmete diesem Problem. Bekannt sind seine Aufzeichnungen, in denen erklärt die Prinzipien der Arbeit der einfachsten Hubschrauber.

Grundlagen der Aerodynamik

Die Neue Epoche

Globale Durchbruch in der Wissenschaft (und der Luftfahrt im besonderen) machte Isaac Newton. Denn die Grundlage der Aerodynamik liegt die umfassende Wissenschaft der mechanik, dem Stammvater war ein englischer Wissenschaftler. Newton der erste prüfte die Luftumgebung als Konglomerat von Teilchen, die набегая auf ein Hindernis oder Stick zu ihm, oder elastisch reflektiert. Im Jahr 1726 stellte er der öffentlichkeit die Theorie des Widerstandes der Luft.

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Es stellte sich Später heraus, dass Mittwoch wirklich besteht aus kleinsten Teilchen ü Moleküle. Das Reflexionsvermögen der Luft zu zählen gelernt haben, genau genug, und die Wirkung der „kleben“ hielten die Hypothese unhaltbar.

Erstaunlich, aber diese Theorie fand Jahrhunderte später die praktische Anwendung. In den 60er Jahren, zu Beginn der kosmischen ära, die sowjetischen Konstrukteure konfrontiert mit dem Problem der Berechnung Luftwiderstand aufrufbar Apparate „затупленной» Kugelform, bei der Landung Entwicklungs гиперзвуковые Geschwindigkeit. Aus Mangel an leistungsfähigen Großrechner berechnen diese Zahl war problematisch. Plötzlich stellte sich heraus, dass genau genug berechnen Sie den Widerstandswert und sogar Druckverteilung auf dem vorderen Teil kann man nach der einfachen Formel von Newton, über den Effekt von „kleben“ Partikel auf dem fliegenden Objekt.

Entwicklung der Aerodynamik

Der Gründer der Hydrodynamik Daniel Bernoulli beschrieb im Jahre 1738 eine fundamentale Beziehung zwischen Druck, Dichte und Geschwindigkeit für несжимаемого Stream, heute bekannt als Bernoulli-Prinzip, das bedeutet das auch in die Berechnungen der aerodynamischen heben. Im Jahre 1799 von Sir George Кэли war der erste Mensch, der identifizierte vier aerodynamischen Kräfte des Fluges (Gewicht, Auftrieb, Widerstand und Schub), sowie die Beziehungen zwischen Ihnen.

Im Jahr 1871 Francis Herbert Уэнам erstellt die erste Windkanal, um die aerodynamischen Kräfte genau zu Messen. Unschätzbare wissenschaftliche Theorien entwickelt Jean Le Рондом Даламбером, Gustav Кирхгофом, Lord Rayleigh geschätzt. Im Jahr 1889 von Charles Renard, französischer Ingenieur in der Luftfahrt, war der erste Mensch, der wissenschaftlich berechnet die erforderliche Leistung für eine nachhaltige Fluges.

Aerodynamik in Aktion

Von der Theorie zur Praxis

Im 19. Jahrhundert die Erfinder haben einen Blick auf den Flügel aus wissenschaftlicher Sicht. Und Dank der Forschungen des Mechanismus der Flug der Vögel studiert worden Aerodynamik in Aktion, die später angewandt auf den künstlichen Flugzeuge.

Besonders in der Forschung der mechanik des Flügels hervorgetan Otto Lilienthal. Deutsche авиаконструктором erstellt und geprüft von 11 Arten von Segelflugzeugen, darunter Doppeldecker. Ihm glückte der erste Flug am Gerät schwerer als Luft. Aufgrund der relativ kurzen Leben (46 Jahre) er machte etwa 2.000 Flüge, die ständige Verbesserung der Konstruktion, die eher ähnelte Drachenfliegen als ein Flugzeug. Er starb während des folgenden Fluges 10. August 1896, immer und Pionier der Aeronautik, und das erste Opfer des Absturzes. Übrigens, eines der Segelflugzeuge der Deutsche Erfinder persönlich übergeben Pionier in der Studie der Aerodynamik von Flugzeugen Nikolay Zhukovsky Iakov.

Schukowski nicht nur das Experimentieren mit den Konstruktionen der Flugzeuge. Im Gegensatz zu vielen Enthusiasten jener Zeit, vor allem betrachtete er das Verhalten der Luftströme aus wissenschaftlicher Sicht. Im Jahr 1904 gründete er die weltweit erste aerodynamische Institut in Качино in der Nähe von Moskau. Seit 1918 leitete tsagi (Central aerohydrodynamic Institute).

das Gesetz der Aerodynamik

Die Ersten Flugzeuge

Aerodynamik – es ist die Wissenschaft, zulassend dem Menschen den Himmel zu erobern. Ohne Studien wäre es unmöglich, zu bauen Luftfahrzeuge, stetig bewegen in der Luft strömt. Das erste Flugzeug, das in der für uns gewohnten Sinne herstellten und hob Sie in die Luft 7. Dezember 1903 die Brüder Wright. Doch dieses Ereignis vorangegangen ist eine sorgfältige theoretische Arbeit. Amerikaner viel Zeit gewidmet Debuggen von DesignsSegelflugzeug im Windkanal der eigenen Entwicklung.

Während der ersten Flüge Frederic V. an der Lanchester, Martin Wilhelm kutta Schukowski und Nikolai vorgebrachten Theorie, erklärt die Zirkulation der Luftströmungen, die den Auftrieb. Kutta Schukowski und setzten die Entwicklung der zweidimensionalen Theorie des Flügels. Ludwig Прандтлу zuschreiben die Entwicklung der mathematischen Theorie der subtilen und aerodynamischen Auftriebskräfte, sowie die Arbeit mit Borderline-Schichten.

Probleme und Lösungen

Die Bedeutung der Aerodynamik der Flugzeuge wuchs mit Zunehmender Geschwindigkeit aus. Die Konstrukteure begannen mit Problemen im Zusammenhang mit der Kompression von Luft mit einer Geschwindigkeit von nahe oder größer als die Schallgeschwindigkeit. Die Unterschiede in den Strömungen unter solchen Bedingungen führte zu den Problemen der Steuerung des Flugzeuges, eine Zunahme des Widerstands aufgrund der Stoßwellen und die Bedrohung der Zerstörung der Konstruktion aufgrund der аэроупругого flattern. Verhältnis der Strömungsgeschwindigkeit zur Schallgeschwindigkeit genannt wurde, die Zahl der Maha namens ernst Mach, der einer der ersten erforschte Eigenschaften eines überschall-Strömung.

William John Маккуорн Ренкин und Pierre Henri Гугониот unabhängig voneinander entwickelte Theorie der Eigenschaften des Stroms von Luft vor und nach der Schockwelle, während Jakob Акерет verbrachte die anfängliche Arbeit zur Berechnung der Aufstiegs-und überschall-Widerstand aerodynamischen Oberflächen. Theodor hintergrund Hosentasche und Hugh Latimer Dryden haben den Begriff „околозвуковой» zur Beschreibung der Geschwindigkeiten an der Grenze 1 Maha (965-1236 km/h), wenn der Widerstand wächst schnell. Zum ersten mal die Schallmauer überwunden wurde 1947 mit dem Flugzeug Bell X-1.

Aerodynamik des Flugzeugs

Hauptmerkmale

Nach den Gesetzen der Aerodynamik, für die Versorgung des Fluges in der Atmosphäre der Erde eines beliebigen Apparates ist es wichtig zu wissen:

  • Aerodynamische Widerstand (X-Achse) ausgeübt Luftströmen auf das Objekt. Basierend auf diesem Wert wird die Leistung des Kraftwerks.
  • Hebekraft (Y-Achse), wobei der Satz der Höhe und die Maschine horizontal Fliegen an der Oberfläche der Erde.
  • Momenten der aerodynamischen Kräfte auf drei Achsen der Koordinaten, die auf einem fliegenden Objekt. Das wichtigste Moment ist die seitliche Kraft entlang der Z-Achse (Mz), quer gerichteten Flugzeuge (bedingt entlang der Linie des Flügels). Er bestimmt den Grad der längs-Stabilität (ob das Gerät auch „Tauchen» oder munter nach oben beim Fliegen).

Klassifizierung

Aerodynamische Eigenschaften klassifiziert nach den Bedingungen und Eigenschaften des Luftstroms, einschließlich Geschwindigkeit, Kompressibilität und Viskosität. Externe Aerodynamik – diese Untersuchung der Strömung um Feste Objekte in verschiedenen Formen. Beispiele sind die Einschätzung der Aufstiegs-und der Vibrationen des Flugzeuges, sowie Schockwellen, die sich vor der Nase der Rakete.

Die Innere Aerodynamik – diese Studie Luftstrom, Umzug durch die Löcher (Durchgänge) in festen Objekten. Zum Beispiel, es deckt die Studie fließt über die Jet-Engine.

Aerodynamische Leistung können klassifiziert werden in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit:

  • Subsonic bezeichnet die Geschwindigkeit, geringere Schallgeschwindigkeit.
  • Околозвуковой (Transonic) – wenn vorhanden Geschwindigkeit wie unten, so oben und Schallgeschwindigkeit.
  • Supersonic – wenn die Strömungsgeschwindigkeit größer die Schallgeschwindigkeit.
  • Гиперзвуковая ü Strömungsgeschwindigkeit viel größer die Schallgeschwindigkeit. In der Regel unter diese Definition impliziert die Geschwindigkeit mit zahlen Maha oben 5.

Aerodynamik des Hubschraubers

Wenn das Prinzip des Fliegens ein Flugzeug basiert auf dem Auftrieb wenn die Vorwärtsbewegung, die auf den Flügel, dann der Hubschrauber gleichsam selbst schafft Auftrieb durch die Drehung der Schaufeln im Modus Messung der axialen (D. H. ohne Vorwärtsgeschwindigkeit). Dank dieser Beschaffenheit ist der Helicopter ist in der Lage, schweben in der Luft auf der Stelle und führen lebhafte Manöver um die Achse.

Aerodynamik des Hubschraubers

Weitere Anwendungen

Natürlich, die Aerodynamik ist nicht nur auf die Flugzeuge. Luftwiderstand erleben alle Objekte bewegen im Raum in gasförmigen und einem flüssigen Medium. Es ist bekannt, dass die Wasserbewohner ü Fische und Säugetiere ü besitzen stromlinienförmige Formen. An diesem Beispiel kann man verfolgen Aerodynamik in Aktion. Die sich auf die Tierwelt, die Menschen machen auch Wassertransport spitz oder Teardrop Form. Dies gilt für Schiffe, Boote, U-Boote.beste Aerodynamik

Eine Erhebliche Luftwiderstand Fahrzeuge erleben: es steigt mit Zunehmender Geschwindigkeit. Um eine bessere Aerodynamik des Autos geben Stromlinienform. Dies gilt insbesondere für Sportwagen.


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Alin Trodden - autor des Artikels, Herausgeber
"Hi, ich bin Alin Trodden. Ich schreibe Texte, lese Bücher und suche nach Eindrücken. Und ich bin nicht schlecht darin, dir davon zu erzählen. Ich freue mich immer, an interessanten Projekten teilzunehmen."

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