(z greckiego: aēr dpn. aéros — „powietrze” i dynamikós — „mający siłę, silny”) — dział fizyki, mechaniki płynów, zajmujący się badaniem zjawisk związanych z ruchem gazów, a także ruchu ciał stałych w ośrodku gazowym i sił działających na te ciała

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

• Wizualizacja Wizualizacja opływu w grafice 3DD1BZ7kIOyWizualizacja Wizualizacja opływu w grafice 3D

• Wirtualne laboratorium Symulacja zjawisk związanych z przepływem płynówDZjU0t2ypWirtualne laboratorium Symulacja zjawisk związanych z przepływem płynów

• Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawyDJoPPgll3Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawy

gazowa powłoka otaczająca ciało niebieskie o masie wystarczającej do utrzymywania warstwy gazów w wyniku działania grawitacji

• Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawyDJoPPgll3Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawy

atmosfera wzorcowa to arbitralnie przyjęty stan atmosfery od poziomu morza do wysokości $30\ \text{km}$ o stałym składzie powietrza przy powierzchni ziemi oraz stałych wartościach elementów meteorologicznych na poziomie morza. Parametry atmosfery wzorcowej są obliczane przy założeniu, że atmosfera jest układem statycznym (bezwietrznym, gdzie nie występują turbulencje), powietrze jest gazem doskonałym, suchym, niezanieczyszczonym (pyłem, osadami, składnikami organicznymi, etc.), a jego skład chemiczny nie zależy od wysokości

• Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawyDJoPPgll3Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawy

$\star$ Ilość gazu może ulegać znacznym wahaniom w zależności od miejsca lub pory roku.
$\star\star$ Wartość tę uzyskuje się z prawa gazu doskonałego.

• Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawyDJoPPgll3Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawy

ciężar jest wielkością fizyczną charakteryzującą zależność między masą a wartością przyspieszenia grawitacyjnego.

Siła ciężaru działa równolegle do siły grawitacji, zatem wektor ciężaru skierowany jest pionowo w dół, w kierunku centrum Ziemi.

Jednostką ciężaru jest Newton $\left[\text N\right]$.

Wszystkie ciała posiadające masę są na Ziemi przyciągane siłą ciężkości, której wielkość możemy obliczyć za pomocą wzoru:

$Q=m\cdot g$, gdzie:

$Q$ — siła ciężkości (ciężar) na powierzchni Ziemi $\left[\text N\right]$
$m$ — masa ciała $\left[\text{kg}\right]$,
$g$ — przyspieszenie ziemskie $\left[\frac{\text m}{\text s^2}\right]$.

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

• Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawyDJoPPgll3Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawy

jednostką długości w układzie $\text{SI}$ jest metr $\left[\text m\right]$
W lotnictwie używa się również innych jednostek długości. Są to:

• mila morska $\left[\text{NM}\right]$ (ang. nautical mile)

• mila lądowa $\left[\text{SM}\right]$ (ang. statut mile)

• stopa $\left[\text{ft}\right]$ (ang. feet)

• cal $\left[\text{in}\right]$ (ang. inch)

$1\ \text{km}=1000\ \text{m}=100000\ \text{cm}=1000000\ \text{mm}$

$1\ \text{NM}=6076,11672949\ \text{ft}\Rightarrow 1\ \text{NM}\approx 6080\ \text{ft}$

$1\ \text{NM}=1852\ \text{m}$

$1\ \text{SM}=5280\ \text{ft}$

$1\ \text{m}=3,280840\ \text{ft}\Rightarrow 1\ \text m\approx 3,28\ \text{ft}$

$1\ \text{in}=2,54\ \text{cm}$

$1\ \text{cm}=0,39370\ \text{in}\Rightarrow 1\ \text{cm}\approx 0,4\ \text{in}$

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

• Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawyDJoPPgll3Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawy

energia to zdolność do wykonania pracy. Jednostki energii są takie same jak jednostki pracy, czyli dżule $\text J$.

Energia mechaniczna występuje, jako:
energia potencjalna — związana z położeniem ciała,
energia kinetyczna — związana z jego prędkością.

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

• Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawyDJoPPgll3Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawy

energia kinetyczna to energia, którą posiada dane ciało, ponieważ znajduje się w ruchu. Energia kinetyczna zależy od masy ciała i kwadratu jego prędkości:

$E_k=\frac{m\cdot v^2}2$, gdzie

$E_k$ — energia kinetyczna $\left[\text J\right]$,
$m$ — masa ciała $\left[\text{kg}\right]$,
$v$ — prędkość $\left[\frac{\text m}{\text s}\right]$.

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

• Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawyDJoPPgll3Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawy

jeśli wskutek działania siły o wartości $1\ \text N$ ciało zostało podniesione na wysokość $1\ \text m$, to mówimy, że została wykonana praca o wartości $1\ \text J$ i dokładnie o taką wartość wzrosła energia potencjalna tego ciała.

Energia potencjalna ciała względem pewnej wysokości równa jest iloczynowi masy ciała przez przyspieszenie ziemskie i ową wysokość:

$E_p=m\cdot g\cdot h$, gdzie:

$E_p$ — energia potencjalna $\left[\text{J}\right]$,
$m$ — masa ciała $\left[\text{kg}\right]$,
$g$ — przyspieszenie ziemskie $\left[\frac{\text m}{\text s^2}\right]$,
$h$ — odległość przemieszczenia $\left[\text{m}\right]$.

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

• Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawyDJoPPgll3Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawy

grawitację opisuje prawo powszechnego ciążenia sformułowane przez Isaaca Newtona.

Między dowolną parą ciał posiadających masy istnieje siła przyciągająca, która działa na linii łączącej środki mas, a jej wartość rośnie z iloczynem ich mas i maleje z kwadratem odległości.

Inne sformułowanie tego samego prawa poniżej.

Każde dwa ciała mające masę, przyciągają się siłą proporcjonalną do iloczynu ich mas i odwrotnie proporcjonalną do kwadratu odległości między nimi.

Matematycznie związek ten wyrażany jest wzorem:

$F=G\frac{m_1\cdot m_2}{r^2}$, gdzie

$F$ — siła $\left[\text{N}\right]$,
$G$ — stała grawitacji $6,67430\left(15\right)\cdot 10^{-11}\ \frac{\text m^3}{\text{kg}\cdot \text s^2}$,
$m_1$ — masa pierwszego ciała $\left[\text{kg}\right]$,
$m_2$ — masa drugiego ciała $\left[\text{kg}\right]$,
$r$ — odległość między środkami mas; długość wektora łączącego środki mas obu ciał $\left[\text{m}\right]$.

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

jeżeli na ciało nie działa żadna siła lub siły działające na ciało równoważą się wzajemnie, to ciało pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

jeżeli na ciało działa stała siła niezrównoważona, to ciało porusza się ruchem jednostajnie przyspieszonym z przyspieszeniem wprost proporcjonalnym do wartości siły i odwrotnie proporcjonalnym do masy ciała

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

jeżeli jedno ciało działa na drugie z pewną siłą, to drugie ciało działa na pierwsze z taką samą siłą co do wartości, lecz przeciwnie skierowaną

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

kelwin jest jednostką temperatury w układzie $\text{SI}$ i oznaczany jest symbolem $\text K$.

Aby obliczyć temperaturę wyrażoną w Kelwinach, należy dodać stałą $273,15$ do liczby wyrażonej w stopniach Celsjusza:

$T=T_i+t$, gdzie:

$T$ — temperatura wyrażona w Kelwinach $\left[\text K\right]$
$T_i$ — stała $273,15$
$t$ — temperatura wyrażona w stopniach Celsjusza $\left[^\circ\text C\right]$.

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

• Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawyDJoPPgll3Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawy

masa jest skalarną wielkość fizyczną charakteryzującą bezwładność i oddziaływanie grawitacyjne ciał.

Potocznie rozumiana definicja masy głosi, że jest ona miarą ilości materii w danym ciele fizycznym.

W lotnictwie, ciałem fizycznym może być wolumen gazu (np. powietrze), płynu (np. paliwo lotnicze) czy ciało stałe (np. samolot).

W mechanice klasycznej masa ciała zależy od ilości atomów (im więcej atomów tym większa masa) oraz od rodzaju atomów (atomy z większą ilością protonów, neutronów i elektronów mają większą masę). Prawo zachowania masy mówi, że masa jest zawsze stała.

W układzie jednostek miar $\text{SI}$ podstawową jednostką masy jest kilogram, zapisywany symbolem $\left[\text{kg}\right]$.

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

moc jest skalarną wielkością fizyczną określającą pracę wykonaną w jednostce czasu przez dany układ fizyczny.

Zatem, moc to tempo wykonywania pracy.

Jednostką mocy w układzie $\text{SI}$ jest wat $\left[\text{W}\right]$.

Moc jest równa $1$ wat, jeśli praca $1$ dżula wykonywana jest w czasie $1$ sekundy.

Moc określana jest wzorem:

$P=\frac Wt$, gdzie:

$P$ — moc w watach $\left[\text{W}\right]$,
$W$ — praca w dżulach $\left[\text{J}\right]$,
$t$ — czas w sekundach $\left[\text{s}\right]$.

Ponieważ moc jest tempem wykonywania pracy, to jeżeli żadna odległość nie zostanie pokonana, wartość pracy i mocy są równe zeru.

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

praca to skalarna wielkość fizyczna; miara ilości energii przekazywanej między układami fizycznymi w procesach mechanicznych, elektrycznych, termodynamicznych i innych.

Jeżeli przy przemieszczeniu ciała na drodze o określonej długości działała na nie pewna siła, to mówimy, że została wykonana praca równa iloczynowi siły i pokonanej drogi. Siła wykonuje pracę, jeżeli wprowadza w ruch ciało na pewną odległość.

Jednostką pracy, energii oraz ciepła w układzie $\text{SI}$ jest dżul $\text J$.

Jeden dżul to praca wykonana przez siłę o wartości $1\ \text N$ przy przesunięciu od punktu przyłożenia siły o $1\ \text m$ w kierunku równoległym do kierunku działania siły.

Innymi słowy; pracę oznacza się, jako iloczyn siły działającej na ciało i odległości jego przemieszczenia powodowanego tą siłą. Możemy zapisać to wzorem:

$W=F\cdot s$, gdzie:

$W$ — praca w dżulach $\left[\text J\right]$,
$F$ — siła w niutonach $\left[\text N\right]$,
$s$ — droga czyli odległość na jaką zostało przemieszczone ciało w metrach $\left[\text m\right]$.

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu”DIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu”https://ep2019.contentplus.io/x/?lang=pl

• Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawyDJoPPgll3Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawy

prędkość jest wielkością fizyczną opisującą szybkość zmiany położenia ciała względem układu odniesienia.

Jednostką prędkości w układzie $\text{SI}$ jest metr na sekundę $\left[\frac{\text m}{\text s}\right]$.

W fizyce, prędkość możemy wyrazić i opisać na wiele sposobów. Zazwyczaj jednak intuicyjnie rozumiana prędkość to stosunek drogi do czasu jej przebycia.

Droga to długość odcinka, po którym porusza się ciało, od punktu początkowego do punktu końcowego ruchu.

Prędkość obliczamy według wzoru na ruch jednostajny:

$v=s\cdot t$, gdzie:

$v$ — prędkość w metrach na sekundę $\left[\frac{\text m}{\text s}\right]$,
$s$ — droga w metrach $\left[\text m\right]$,
$t$ — czas w sekundach $\left[\text s\right]$.

Prędkość wyrażana jest również w węzłach oraz stopach na minutę. Jednostki te używane są równolegle w lotnictwie, toteż należy umieć przeliczać je sprawnie między sobą.

węzeł $\left[\text w\right]$ — $\left[\text{kt}\right]$ (ang. knot) stopy na minutę — $\left[\text{fpm}\right]$ (ang. feet per minutę)

$1\ \text w=1\ \frac{\text{NM}}{\text h}=1,852\ \frac{\text{km}}{\text h}\approx 0,514444\ \frac{\text m}{\text s}$

Zatem:

$1\ \frac{\text m}{\text s}\approx 2\ \text w$

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

• Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawyDJoPPgll3Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawy

przyspieszenie ziemskie jest wywołane grawitacją, czyli zjawiskiem wzajemnego przyciągania się wszelkich ciał posiadających masę. Wszystkie ciała znajdujące się na Ziemi bądź w jej pobliżu podlegają działaniu ziemskiego pola grawitacyjnego. Przyjmuje się, że pole grawitacyjne Ziemi jest jednorodne.

Przyspieszenie ziemskie jest równe liczbowo natężeniu pola grawitacyjnego Ziemi, a jego wektor skierowany jest pionowo w dół, w kierunku centrum Ziemi.

Jednostki przyspieszenia ziemskiego: $\frac{\text N}{\text{kg}}$ i $\frac{\text m}{\text s^2}$.

Siła przyciągania lekko maleje wraz ze wzrostem wysokości, jednakże różnica jest niewielka, toteż często pomija się ten fakt.

Wielkość przyspieszenia ziemskiego wynosi $9,80665\ \frac{\text m}{\text s^2}$, co zapisywane jest w zaokrągleniu jako $9,81\ \frac{\text m}{\text s^2}$. Bardzo często dla ułatwienia zaokrągla się wartość przyspieszenia ziemskiego do $10\ \frac{\text m}{\text s^2}$ i przyjmuje się, że jest ona wartością stałą w całej ziemskiej atmosferze.

Wartość przyspieszenia ziemskiego zależy od szerokości geograficznej oraz wysokości nad poziomem morza. Wraz z wysokością przyspieszenie maleje odwrotnie proporcjonalnie do kwadratu odległości do środka Ziemi i jest wynikiem zmniejszania się siły grawitacji zgodnie z prawem powszechnego ciążenia. Zmniejszanie się przyspieszenia ziemskiego wraz ze zmniejszaniem szerokości geograficznej jest spowodowane działaniem pozornej siły odśrodkowej, która powstaje na skutek ruchu obrotowego Ziemi. Ponieważ siła ta jest proporcjonalna do odległości od osi obrotu, stąd największą wartość osiąga na równiku. Ponieważ siła odśrodkowa ma tu zwrot przeciwny do siły grawitacji, przyspieszenie ziemskie na równiku osiąga najmniejszą wartość. Dodatkowe zmniejszenie przyspieszenia ziemskiego w okolicach równika spowodowane jest spłaszczeniem Ziemi (większą odległością od środka Ziemi)

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

• Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawyDJoPPgll3Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawy

siła to wektorowa wielkość fizyczna będąca miarą oddziaływań fizycznych między ciałami. Jeżeli ciało zmienia swój pęd upływem czasu, to jest to skutkiem działania niezrównoważonej siły. Działająca siła może powodować ruch ciała jako całości albo jego deformację.

Jednostką miary siły w układzie $\text{SI}$ jest niuton $\left[\text N\right]$.

Siłę możemy wyrazić wzorem:

$F=m\cdot a$, gdzie:

$F$ — siła w niutonach$\left[\text N\right]$,
$m$ — masa ciała w kilogramach$\left[\text{kg}\right]$,
$a$ — przyspieszenie w metrach na sekundę kwadratową $\left[\frac{\text m}{\text s^2}\right]$ lub w niutonach na kilogram $\left[\frac{\text N}{\text{kg}}\right]$

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

• Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawyDJoPPgll3Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawy

znajduje się pomiędzy $20$ a $32\ \text{km}$. W strefie tej panuje dodatni gradient temperatury, który wynosi $+1^\circ\text C$ (lub $+1\ \text K$) na każdy kilometr

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

• Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawyDJoPPgll3Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawy

warstwa izotermiczna położona pomiędzy $11$ a $20\ \text{km}$ i charakteryzuje się zerowym gradientem temperatury. Temperatura w tej strefie jest stała i wynosi $-56,5^\circ\text C\ \left(216,65\ \text K\right)$

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

• Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawyDJoPPgll3Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawy

rozciąga się od poziomu morza do wysokości $11\ \text{km}$. W tej strefie panuje ujemny gradient termiczny, który wynosi $6,5\ \text K$ na kilometr lub w przeliczeniu na stopnie Celsjusza: $-6,5^\circ\text C$ na kilometr lub $-1,98^\circ\text C$ na $1000$ stóp

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

• Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawyDJoPPgll3Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawy

stosunek siły nośnej do siły oporu

$\varepsilon=\frac{C_z}{C_x}$, gdzie:

$\varepsilon$ — doskonałość aerodynamiczna profilu,
$C_z$ — współczynnik siły nośnej,
$C_x$ — współczynnik siły oporu.

współczynnik doskonałości profilu, który jest wartością stałą i zależy od kształtu profilu skrzydła, jego obrysu oraz ustawienia profilu skrzydła względem kierunku lotu

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

agencja Unii Europejskiej ds. Bezpieczeństwa Lotniczego w rozumieniu rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2018/1139 z dnia 4 lipca 2018 r. w sprawie wspólnych zasad w dziedzinie lotnictwa cywilnego i utworzenia Agencji Unii Europejskiej ds. Bezpieczeństwa Lotniczego oraz zmieniającego rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) nr 2111/2005, (WE) nr 1008/2008, (UE) nr 996/2010, (UE) nr 376/2014 i dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady 2014/30/UE i 2014/53/UE, a także uchylającego rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) nr 552/2004 i (WE) nr 216/2008 i rozporządzenie Rady (EWG) nr 3922/91 (Dz. Urz. UE L 212 z 22.08.2018, str. 1)

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

kąt zawarty pomiędzy kierunkiem napływającej strugi powietrza a cięciwą profilu skrzydła

R1OyM3wWbeLsX

Ilustracja przedstawia strugi powietrza opływające skrzydło. Strugi przedstawiono w formie linii ciągłych, na które naniesiono strzałki wskazujące kierunek ruchu powietrza. Na rysunku jest to ruch w prawo. Pomiędzy liniami narysowano przekrój poprzeczny skrzydła samolotu. Ma on kształt wydłużonego migdału. Zaokrąglony kraniec przekroju jest po lewo na rysunku, a ostry kraniec na prawo. Przez przekrój poprowadzono cięciwę łączącą ostry kraniec przekroju ze środkiem zaokrąglonego krańca. Od ostrego krańca przekroju poprowadzono w lewo poziomy odcinek i podpisano kąt ostry między odcinkiem a cięciwą. Jest to kąt natarcia alfa.

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

• Wizualizacja Wizualizacja opływu w grafice 3DD1BZ7kIOyWizualizacja Wizualizacja opływu w grafice 3D

• Wirtualne laboratorium Symulacja zjawisk związanych z przepływem płynówDZjU0t2ypWirtualne laboratorium Symulacja zjawisk związanych z przepływem płynów

• Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawyDJoPPgll3Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawy

odpowiada maksymalnej wartości współczynnika doskonałości profilu

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

inaczej: krytyczny kąt natarcia. Odpowiada wystąpieniu oderwania strug przepływu na górnej części czyli po stronie ssącej profilu. Podkreślmy raz jeszcze, iż w zależności od kształtu profilu, oderwanie strug może nastąpić stopniowo bądź też bardzo gwałtownie. Gwałtowne oderwanie strug jest właściwe dla profili laminarnych, wykorzystywanych w konstrukcjach szybowcowych

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

kątem wzniosu skrzydła nazywamy kąt pomiędzy płaszczyzną prostopadłą do osi symetrii płata i płaszczyzną cięciw.
Wznios może być dodatni albo ujemny

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

stały kąt pomiędzy osią profilu skrzydła a osią kadłuba. Jest to kąt pod jakim skrzydło jest przymocowane do kadłuba statku powietrznego

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

• Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawyDJoPPgll3Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawy

lądowiskiem jest obszar na lądzie, wodzie lub innej powierzchni, który może być w całości lub w części wykorzystywany do startów i lądowań naziemnego lub nawodnego ruchu statków powietrznych

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

lotniskiem jest wydzielony obszar na lądzie, wodzie lub innej powierzchni w całości lub w części przeznaczony do wykonywania startów, lądowań i naziemnego lub nawodnego ruchu statków powietrznych, wraz ze znajdującymi się w jego granicach obiektami i urządzeniami budowlanymi o charakterze trwałym, wpisany do rejestru lotnisk

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

ruch wokół jego osi pionowej

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

• Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu — zrozumieć podstawyDJoPPgll3Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu — zrozumieć podstawy

opór kształtu zależy od kształtu ciała, jego wielkości oraz położenia w stosunku do opływającego dane ciało powietrza.

Za ciałem opływanym przez strugi powietrza tworzą się wiry. Powstawanie wirów związane jest z lepkością powietrza. Im mniej opływowy ciało ma kształt, tym tworzące się za nim wiry są większe.

Im mniejszy wir powstający za ciałem, tym mniejszy opór kształtu.

Im bardziej opływowy kształt ciała, tym opór kształtu jest mniejszy

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

opór indukowany powstaje na płatach o skończonej rozpiętości, generujących siłę nośną. Jest on konsekwencją tworzenia się za takimi płatami układu wirów spływających, które zmieniają kąt natarcia płata i powiększają jego opór.

Kształt profilu lotniczego skrzydła samolotu zaprojektowany jest tak, aby powietrze płynące nad skrzydłem (większa prędkość przepływu strugi oraz niższe ciśnienie) przebywało dłuższą drogę niż pod nim skrzydłem (mniejsza prędkość przepływu strugi oraz wyższe ciśnienie) i wytwarzało siłę nośną utrzymującą w powietrzu samolot. Tworzące się nad i podciśnienie na skrzydle samolotu są jednocześnie źródłem oporu indukowanego. Wiry brzegowe są bezpośrednią przyczyną powstawania oporu indukowanego.

Opór indukowany nie ma stałej wartości. Jego wielkość zależy od siły nośnej oraz od obrysu skrzydła.

Im większa intensywność opływu powietrza wokół skrzydeł, tym większy opór indukowany. Im większa siła nośna wywołana różnicą ciśnień na górnej i dolnej powierzchni skrzydła tym większe wiry brzegowe. Zatem, im większa siła nośna tym większy opór indukowany.

Im większy kąt natarcia tym większa siła nośna, zatem tym większe wiry brzegowe i opór indukowany

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

Poszczególne elementy samolotu takie jak: kadłub, śmigło, podwozie, usterzenie etc. oddziaływują na siebie niekorzystnie z punktu widzenia oporu. Suma oporu poszczególnych elementów zwana oporem szkodliwym jest mniejsza niż opór wypadkowy samolotu zwany oporem interferencyjnym.

Opór interferencyjny nazywany jest inaczej oporem wzajemnego oddziaływania gdyż wynika z wzajemnego zakłócania opływów przez łączące się ze sobą elementy.

Najsilniejsza interferencja zachodzi pomiędzy skrzydłem i kadłubem

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

opór szelinowy jest niekorzystnym zjawiskiem związanym z występowaniem szczelin na powierzchni skrzydła. Występowanie szczelin umożliwia przepływ powietrza pomiędzy dolną a górną powierzchnią skrzydła co powoduje wyrównanie różnicy cisnień po obydwu stronach skrzydła.

W nastepstwie występowania tego zjawiska dochodzi do utraty energii oraz zawirowań co jest bezpośrednią przyczyną występowania oporu szczelinowego.

Wyeliminowanie wszelkich otwotrów w powierzchni skrzydła eliminuje ten opór całkowicie

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

ruch wokół osi poprzecznej samolotu

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

• Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu — zrozumieć podstawyDJoPPgll3Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu — zrozumieć podstawy

prawo to obrazuje wzajemną zależność między ciśnieniem i prędkością cieczy lub gazu — czyli płynu — przy małej prędkości

Prawo Bernoulliego mówi, że suma ciśnienia statycznego i dynamicznego wzdłuż strugi przepływającej cieczy jest stała.

W czasie przepływu cieczy, suma ciśnienia statycznego i dynamicznego jest stała wzdłuż każdej linii przepływu.

Zależność ta wyrażana jest wzorem:

$p+\frac{1}{2}\rho v^2+\rho\cdot g\cdot h=\text{const}$,

który można zapisać jeszcze prościej:

$p_s+p_d=\text{const}$

$p_s$ — oznacza ciśnienie statyczne,
$p_d$ — oznacza ciśnienie dynamiczne: $\frac{1}{2}\rho v^2$.

Z prawa Bernouillego wynika, że jeżeli w jednym z punktów strugi powietrza prędkość wzrośnie to w tym punkcie musi zmaleć ciśnienie, i odwrotnie: kiedy prędkość maleje to ciśnienie rośnie

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

ruch wokół osi podłużnej samolotu

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

• Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawyDJoPPgll3Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawy

jest to przepływ uwarstwiony inaczej zwany ustalonym, w którym płyn przepływa w równoległych warstwach, bez zakłóceń między warstwami. Przepływ taki zachodzi przy odpowiednio małej prędkości przepływu. Graniczną prędkość przepływu, przy której ruch laminarny przechodzi w turbulentny, można dla określonego płynu i warunków przepływu obliczyć na podstawie liczby Reynoldsa

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

• Wizualizacja Wizualizacja opływu w grafice 3DD1BZ7kIOyWizualizacja Wizualizacja opływu w grafice 3D

• Wirtualne laboratorium Symulacja zjawisk związanych z przepływem płynówDZjU0t2ypWirtualne laboratorium Symulacja zjawisk związanych z przepływem płynów

• Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawyDJoPPgll3Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawy

jest to przepływ inaczej zwany burzliwym lub wirowym. Jest to przepływ niestacjonarny, przepływ płynu, w którym parametry przepływu (prędkość, ciśnienie, gęstość i inne) w poszczególnych punktach przepływu zmieniają się w sposób chaotyczny. Przepływ turbulentny występuje, gdy liczba Reynoldsa przekroczy wartość krytyczną

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

• Wizualizacja Wizualizacja opływu w grafice 3DD1BZ7kIOyWizualizacja Wizualizacja opływu w grafice 3D

• Wirtualne laboratorium Symulacja zjawisk związanych z przepływem płynówDZjU0t2ypWirtualne laboratorium Symulacja zjawisk związanych z przepływem płynów

• Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawyDJoPPgll3Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawy

pod pojęciem sił aerodynamicznych rozumiemy siły i momenty spowodowane poruszaniem się ciała w powietrzu.
Siły aerodynamiczne działające na ciała zależą od:

• kształtu ciała oraz jego ustawienia względem opływu powietrza,

• powierzchni ciała,

• gęstości powietrza,

• prędkości ruchu.

Zależność ta przedstawiana jest wzorem:

$P=CS\frac{1}{2}\rho v^2$, gdzie:

$P$ — siła aerodynamiczna
$\rho$ — gęstość powietrza czyli stosunek masy $m$ do objętości $V$, gdzie $\rho=\frac{m}{V}$,
$v$ — prędkość ruchu ciała,
$C$ — bezwymiarowy współczynnik siły aerodynamicznej, którego wartość zależy od kształtu oraz ustawienia ciała względem kierunku opływu,
$S$ — powierzchnia opływanego ciała.

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

• Wizualizacja Wizualizacja opływu w grafice 3DD1BZ7kIOyWizualizacja Wizualizacja opływu w grafice 3D

• Wirtualne laboratorium Symulacja zjawisk związanych z przepływem płynówDZjU0t2ypWirtualne laboratorium Symulacja zjawisk związanych z przepływem płynów

• Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawyDJoPPgll3Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawy

jest to siła wytworzona przez zespół napędowy statku powietrznego dla nadania mu przyspieszenia lub zrównoważenia oporu powietrza w locie ze stałą prędkością. Ciąg silników śmigłowych jest efektem oddziaływania strug powietrza na łopaty obracającego się śmigła, a ciąg silników odrzutowych wynika z odrzutu, jakiego doznaje obiekt wyrzucający z silnika gazy z dużą prędkością.

Siła ciągu jest skierowana w kierunku ruchu samolotu.

Gdy zespół napędowy nie pracuje, siła ciągu ma wartość równą zero.

R1eT7py2pr2di

Grafika przedstawia lecący samolot pasażerski. Na grafice jest on skierowany dziobem w prawo. Na samolot naniesiono cztery wektory o wspólnym początku. Wektor poziomy o zwrocie w prawo, czyli zgodnie z kierunkiem lotu, to wektor siły ciągu. Jest on wyróżniony kolorem. Wektor poziomy o zwrocie w lewo, czyli przeciwnie do kierunku lotu, to wektor siły oporu. Oba te wektory mają taką samą długość. Następnie mamy wektor pionowy o zwrocie w górę, to wektor siły nośnej oraz wektor pionowy o zwrocie w dół, to wektor siły grawitacji. Wektory pionowe mają tę samą długość. Są dłuższe od wektorów poziomych.

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

• Wizualizacja Wizualizacja opływu w grafice 3DD1BZ7kIOyWizualizacja Wizualizacja opływu w grafice 3D

• Wirtualne laboratorium Symulacja zjawisk związanych z przepływem płynówDZjU0t2ypWirtualne laboratorium Symulacja zjawisk związanych z przepływem płynów

• Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawyDJoPPgll3Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawy

ciężar jest wielkością fizyczną charakteryzującą zależność między masą a wartością przyspieszenia grawitacyjnego.

To wypadkowa siły, z jaką Ziemia przyciąga ciało oraz siły odśrodkowej wynikającej z ruchu wokół osi ziemskiej.

Siła ciężkości nadaje wszystkim swobodnie spadającym ciałom jednakowe przyspieszenie. Wartość tego przyspieszenia określana względem powierzchni Ziemi jest przyspieszeniem ziemskim.

Wektor siły ciężkości jest skierowany ku ziemi, prostopadle do kierunku ruchu. Niezależnie od tego czy samolot znajduje się w ruchu czy w stanie spoczynku, siła ta nigdy nie przestaje działać na samolot.

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

• Wizualizacja Wizualizacja opływu w grafice 3DD1BZ7kIOyWizualizacja Wizualizacja opływu w grafice 3D

• Wirtualne laboratorium Symulacja zjawisk związanych z przepływem płynówDZjU0t2ypWirtualne laboratorium Symulacja zjawisk związanych z przepływem płynów

• Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawyDJoPPgll3Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawy

siła działająca na ciało poruszające się w płynie (gazie lub cieczy), prostopadła do kierunku ruchu. Gdy ruch ustaje, siła nośna zanika.

Siłę nośną na skrzydle wywołują :

• podciśnienie na jego górnej powierzchni

• nadciśnienie na jego dolnej powierzchni Z prawa Bernouillego wynika, że strugi powietrza na górnej powierzchni skrzydła poruszają się szybciej niż te wzdłuż powierzchni dolnej, zatem na górnej powierzchni skrzydła panuje niższe ciśnienie niż na jego spodniej części.

  Strumień powietrza opływający górną powierzchnię skrzydła ma do pokonania drogę dłuższą niż dolny, zaś zgodnie z zasadą ciągłości ruchu oba strumienie muszą to zrobić w tym samym czasie. Wobec tego prędkość powietrza przemieszczającego się wzdłuż górnej powierzchni skrzydła musi być większa, niż prędkość strumienia opływającego jego dolną powierzchnię. Im większa prędkość przepływu, tym ciśnienie jest mniejsze, i odwrotnie.

  Siła nośna rośnie wraz ze wzrostem kąta natarcia, ponieważ zwiększa się różnica prędkości przepływów pomiędzy dolną a górną powierzchnią skrzydła.

  Skrzydło samolotu jest bryłą wywołującą różnice prędkości strumieni powietrza je opływających co z kolei powoduje różnicę ciśnień po obu stronach skrzydła. Im większy kąt natarcia, tym większa prędkość strug powietrza opływających skrzydło gdyż zwiększa się wówczas różnica długości dróg którą każdy strumień musi przebyć. Wraz ze wzrostem prędkości strug wzrasta również różnica ciśnień po obu stronach skrzydła co w efekcie powoduje zwiększenie siły nośnej.

  Ustawiając odpowiednio profil skrzydła do kierunku napływu strug można wpływać na wielkości poszczególnych składowych sił aerodynamicznych. Ale do kwestii związanych z parametrami kąta natarcia wrócimy za chwilę

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

• Wizualizacja Wizualizacja opływu w grafice 3DD1BZ7kIOyWizualizacja Wizualizacja opływu w grafice 3D

• Wirtualne laboratorium Symulacja zjawisk związanych z przepływem płynówDZjU0t2ypWirtualne laboratorium Symulacja zjawisk związanych z przepływem płynów

• Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawyDJoPPgll3Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawy

siła bezwładności występująca w układzie odniesienia obracającym się względem inercjalnego układu odniesienia

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

Jest to siła działająca na ciało poruszające się w płynie (gazie lub cieczy) lub w kontakcie z ciałem stałym, skierowana przeciwnie do kierunku ruchu. Gdy ruch ustaje, siła oporu zanika.

Skrzydło wraz ze wzrostem kąta natarcia staje się bryłą coraz mniej opływową. Zwiększając kąt natarcia powyżej jego wartości krytycznej, na górnej powierzchni skrzydła następuje oderwanie się strug. Równocześnie wzrasta opór skrzydła i maleje siła nośna.

Na opór skrzydła składają się poszczególne składniki:

• opór tarcia,

• opór kształtu,

• opór indukowany,

• opór interferencyjny,

• opór szczelinowy.

Procentowy udział poszczególnych składowych oporu skrzydła uzależniony jest od kształtu profilu, obrysu skrzydła i prędkości lotu

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

• Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawyDJoPPgll3Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawy

opór tarcia spowodowany jest lepkością opływającego skrzydło powietrza. Cząsteczki powietrza opływające skrzydło wskutek lepkości przylegają do niego, a więc mają względem niego prędkość równą zeru. Im dalej od powierzchni skrzydła, tym szybciej poruszają się cząsteczki powietrza aż osiągną prędkość zbliżoną do prędkości przepływu niezakłóconego. Zatem, w bezpośredniej bliskości powierzchni skrzydła znajduje się warstwa, w której prędkość powietrza rośnie od zera do prędkości przepływu - jest to tzw. warstwa przyścienna.

Siła tarcia uzależniony jest od rodzaju ruchu cząsteczek w warstwie przyściennej i może przybrać on formę:

• przepływu laminarnego (stugowego) charakteryzującego się spokojnym i warstwowym przepływem cząsteczek gdyż drogi poszczególne cząsteczek powietrza nie przecinają się,

• przepływu turbulentnego charakteryzującego się burzliwym i pełnym zawirowań przepływem cząsteczek, gdyż drogi poszczególnych cząsteczek powietrza przecinają się.

Grubość warstwy przyściennej jest najmniejsza na krawędzi natarcia i rośnie w kierunku krawędzi spływu, gdzie osiąga grubość kilku milimetrów. Ze względu na różnice prędkości, cząsteczki powietrza w warstwie przyściennej zderzają się ze sobą — tak powstaje siła skierowana zgodnie z kierunkiem prędkości przepływu, nazywana siłą oporu.

Cząsteczki powietrza poruszające się z większa prędkością w warstwie przyściennej trą o cząsteczki poruszające się wolniej, pociągając je w kierunku w jakim same podążają. To pociąganie przenosi się na cząsteczki powietrza przylepione do powierzchni skrzydła, a te z kolei pociągają za sobą skrzydło. Zjawisko to zachodzi dzięki napięciu powierzchniowemu cząsteczek czyli siłom Van der Waalsa.

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

Statecznością statku powietrznego nazywamy jego zdolność do powrotu do stanu równowagi po jej utracie. Stateczność dzielimy na statyczną i dynamiczną

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

• Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawyDJoPPgll3Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawy

stateczność dynamiczna ocenia w jaki sposób samolot będzie powracał do początkowego położenia. Stateczność dynamiczna opisuje zachowanie się samolotu po wystąpieniu impulsu zakłócającego w miarę upływu czasu. Stateczność dynamiczna może być obojętna, dodatnia bądź ujemna. O jej rodzaju decyduje typ oscylacji amplitudy.

RP5ggic0OYpU9

Grafika o tytule Obojętna stateczność dynamiczna --- równe okresy, stała amplituda oscylacji. Poniżej narysowano poziomo ustawiony samolot lecący od lewej do prawej strony. Narysowano go również na prawym końcu przytoczonego tu odcinka drogi, jaką pokonuje. Pod początkową pozycją samolotu po lewej stronie grafiki dodano podpis zakłócenie, a obok narysowano ukośną strzałkę skierowaną na dolny środek samolotu. Droga, jaką przebył samolot ma kształt sinusoidy. Jest ona regularna. Po zakłóceniu samolot leciał nieco w górę i zataczał sinusoidalny kształt. W końcu przedstawionego odcinka drogi samolot skierowany jest dziobem nieco w dół.

Obojętna Stateczność dynamiczna — równe okresy, stała amplituda oscylacji.

R6DsUyNQKSDgn

Grafika o tytule Dodatnia stateczność dynamiczna --- równe okresy, malejąca amplituda oscylacji. Poniżej narysowano poziomo ustawiony samolot lecący od lewej do prawej strony. Narysowano go również na prawym końcu przytoczonego tu odcinka drogi, jaką pokonuje. Pod początkową pozycją samolotu po lewej stronie grafiki dodano podpis zakłócenie, a obok narysowano ukośną strzałkę skierowaną na dolny środek samolotu. Droga, jaką przebył samolot ma kształt przypominający sinusoidę. Widoczny jest równomierny okres wahań oraz ich wygaszanie w płaszczyźnie pionowej, ponieważ wznoszenie i obniżanie się samolotu zbliża się coraz bardziej do wyjściowej pozycji. W końcu przedstawionego odcinka drogi samolot skierowany jest nadal poziomo w prawo.

Dodatnia Stateczność dynamiczna — równe okresy, malejąca amplituda oscylacji.

R1AhiznqhhHKg

Grafika o tytule Ujemna stateczność dynamiczna --- równe okresy, rosnąca amplituda oscylacji. Poniżej narysowano poziomo ustawiony samolot lecący od lewej do prawej strony. Narysowano go również na prawym końcu przytoczonego tu odcinka drogi, jaką pokonuje. Pod początkową pozycją samolotu po lewej stronie grafiki dodano podpis zakłócenie, a obok narysowano ukośną strzałkę skierowaną na dolny środek samolotu. Droga, jaką przebył samolot ma kształt przypominający sinusoidę. Widoczny jest równomierny okres wahań oraz ich zwiększanie w płaszczyźnie pionowej, ponieważ wznoszenie i obniżanie się samolotu ma coraz większy wychył od początkowego poziomo, na którym leciał samolot. W końcu przedstawionego odcinka drogi samolot skierowany jest ukośnie w dół.

Ujemna Stateczność dynamiczna — równe okresy, rosnąca amplituda oscylacji.

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

• Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawyDJoPPgll3Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawy

stateczność statyczna to pierwotna tendencja samolotu do powrotu do początkowego położenia po wytrąceniu z tego stanu. Jest to zdolność samolotu do samoczynnego powrotu do położenia równowagi, gdy przestaną działać zakłócenia, które tę równowagę naruszyły.

Wyróżniamy stateczność statyczną dodatnią, ujemną bądź neutralną.

1. Stateczność statyczna dodatnia:

   R1O0g99kgttPv

   Grafika o tytule Stateczność statyczna dodatnia. Poniżej przedstawiono dwa rysunki obok siebie. Na obu znajduje wklęsła podstawka, na której leży kulka. Na lewym rysunku przedstawiono dwie strzałki. Pierwsza wskazuje ruch lewego brzegu podstawki do góry. Druga strzałka wskazuje ruch kulki będący następstwem ruchu podstawki. Sama podstawka znajdzie się w pozycji ukośnej z lewym brzegiem w górę i z prawym w dół, a kulka przetoczy się w prawo. Na prawym rysunku podstawka jest statyczna, natomiast zawijającą się strzałką ukazano ruch kulki, która toczy od lewego do prawego brzegu wklęsłej podstawki i zawraca.

   

2. Stateczność statyczna neutralna:

   RXR5XpBcGhyR9

   Grafika o tytule Stateczność statyczna neutralna. Poniżej przedstawiono dwa rysunki obok siebie. Na obu znajduje płaska podstawka, na której leży kulka. Przekrój poprzeczny podstawki to prostokąt. Na lewym rysunku przedstawiono dwie strzałki. Pierwsza wskazuje ruch lewego brzegu podstawki do góry. Druga strzałka wskazuje ruch kulki będący następstwem ruchu podstawki. Sama podstawka znajdzie się w pozycji ukośnej z lewym brzegiem w górę i z prawym w dół, a kulka przetoczy się w prawo. Na prawym rysunku podstawka jest statyczna, poziomą strzałką skierowaną w prawo ukazano ruch kulki, która toczy w stronę prawego brzegu.

   

3. Stateczność statyczna ujemna:

   R11SBzDlvu0zz

   Grafika o tytule Stateczność statyczna ujemna. Poniżej przedstawiono dwa rysunki obok siebie. Na obu znajduje wypukła podstawka, na której leży kulka. Na lewym rysunku przedstawiono dwie strzałki. Pierwsza wskazuje ruch lewego brzegu podstawki do góry. Druga strzałka wskazuje ruch kulki będący następstwem ruchu podstawki. Sama podstawka znajdzie się w pozycji ukośnej z lewym brzegiem w górę i z prawym w dół, a kulka przetoczy się w prawo. Na prawym rysunku podstawka jest statyczna, natomiast zaokrągloną strzałką ukazano ruch kulki, która toczy w stronę prawego brzegu wypukłej podstawki.

   

Samolot uważa się za stateczny statycznie, jeżeli po zakłóceniu stanu lotu wystąpią momenty przywracające go do stanu sprzed zakłócenia.

Jeżeli samolot nie wykazuje tendencji do powrotu do pierwotnego położenia to mówimy iż jest niestateczny statecznie, a o wielkości jego niestateczność decyduje stopień wygłuszenia

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

• Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawyDJoPPgll3Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawy

urządzenie zdolne do unoszenia się w atmosferze na skutek oddziaływania powietrza innego niż oddziaływanie powietrza odbitego od podłoża

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

• Wizualizacja„Wizualizacja opływu w grafice 3DD1BZ7kIOyWizualizacja„Wizualizacja opływu w grafice 3D

• Wirtualne laboratorium Symulacja zjawisk związanych z przepływem płynówDZjU0t2ypWirtualne laboratorium Symulacja zjawisk związanych z przepływem płynów

• Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawyDJoPPgll3Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawy

sterownością nazywamy jego zdolność do zmiany stanu ustalonego lotu pod wpływem wychylenia odpowiedniego steru

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

miarą obciążenia konstrukcji skrzydła samolotu siłami aerodynamicznymi wynikającymi z rozkładu ciśnień jest współczynnik przeciążenia.

Współczynnik ten jest stosunkiem siły nośnej do ciężaru samolotu.

$n=\frac{P_z}{Q}$, gdzie:

$n$ — współczynnik przeciążenia,
$P_z$ — siła nośna,
$Q$ — siła ciężkości.

W locie poziomym współczynnik przeciążenia wynosi zero.

$n=\frac{P_z}{Q}=1$

Natomiast w prawidłowym zakręcie współczynnik przeciążenia osiąga wartość mniejszą od $1$:

$n=\frac{P_z}{Q}=\frac{1}{\cos\phi}$.

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

• Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawyDJoPPgll3Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawy

wielkość siły nośnej możemy obliczyć, korzystając z wzoru:

$P_z=C_z S\frac{1}{2}\rho v^2$, gdzie

$P_z$ — siła nośna
$\rho$ — gęstość powietrza,
$v$ — prędkość ruchu ciała,
$C_z$ — współczynnik siły nośnej, którego wartość zależy od kształtu oraz ustawienia ciała względem kierunku opływu,
$S$ — powierzchnia płata lub dla profilu: powierzchnia odcinka o jednostkowej rozpiętości.

Wzór przekształca się w:

$C_z=\frac{P_z}{{\displaystyle\frac{\rho}{2}}v^2 S}$

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

• Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawyDJoPPgll3Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawy

wielkość siły oporu możemy obliczyć, korzystając z wzoru:

$P_x=C_x S\frac{1}{2}\rho v^2$, gdzie:

$P_x$ — siła oporu,
$\rho$ — gęstość powietrza,
$v$ — prędkość ruchu ciała,
$C_z$ — współczynnik siły oporu, którego wartość zależy od kształtu oraz ustawienia ciała względem kierunku opływu,
$S$ — powierzchnia płata lub dla profilu: powierzchnia odcinka o jednostkowej rozpiętości.

Wzór przekształca się w:

$C_x=\frac{P_x}{{\displaystyle\frac{\rho}{2}}v^2 S}$

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

• Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawyDJoPPgll3Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawy

zwichrzenie skrzydła charakteryzuje się tym, że cięciwy profilów w kolejnych przekrojach nie leżą w jednej płaszczyźnie, tworząc kąt zwany kątem zwichrzenia skrzydła.
Istnieją dwa sposoby zwichrzenia skrzydła: geometryczne i aerodynamiczne.
Zwichrzenie geometryczne polega na skręceniu profili wzdłuż rozpiętości.
Zwichrzenie aerodynamiczne powstaje wskutek zastosowania różnych profili wzdłuż rozpiętości, które mają odpowiednio inne kąty odpowiadające zerowej sile nośnej.
Zwichrzenie skrzydła jest stosowane po to, aby ujednorodnić dystrybucję oderwania strug powietrza wzdłuż rozpiętości oraz aby zminimalizować opór indukowany, wiąże się to w ogólnym przypadku z obniżeniem całkowitej siły nośnej.

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

RDtXOiWFyYc8u

Ilustracja geometrii profilu lotniczego

1 — krawędź natarcia
2 — promień krawędzi natarcia (noska);
3 — krawędź spływu,
4 — powierzchnia górna (ssąca);
5 — powierzchnia dolna (ciśnieniowa);
6 — cięciwa,
7 — linia szkieletowa profilu,
8 — maksymalna grubość,
9 — strzałka ugięcia,
10 — położenie osiowe maksymalnej grubości;
11 — położenie osiowe maksymalnej strzałki ugięcia;
12 — długość cięciwy

Profil lotniczy, czyli przekrój poprzeczny skrzydła samolotu ma kształt wydłużonego migdała usytuowanego poziomo o przedniej części zaokrąglonej i tylnej ostrej. Profil lotniczy ma następującą konstrukcję:

1. Krawędź natarcia znajduje się w środku krzywizny przedniej zaokrąglonej części profilu.

2. Promień krawędzi natarcia czy też noska to promień, jaki zatacza zaokrąglona przednia krawędź przekroju.

3. Krawędź spływu to część tylna przekroju na górnej powierzchni skrzydła. Znajduje się ona tuż przy ostrym tylnym krańcu skrzydła.

4. Powierzchnia górna ssąca to część znajdująca się na górnej powierzchni skrzydła w przedniej jego części, która jest zaokrąglona.

5. Powierzchnia dolna ciśnieniowa to część dolnej tylnej powierzchni znajdującej się przy ostrym końcu przekroju. Jest wychylona w górę.

6. Cięciwa to odcinek łączący środek krzywizny przedniej zaokrąglonej części przekroju skrzydła z tylną ostrą częścią.

7. Linia szkieletowa profilu łączy te punkty co cięciwa, przy czym jest ona lekko wypukła, ma wygięcie w górę.

8. Maksymalna grubość to pionowy odcinek łączący najwyższy punkt górnej powierzchni skrzydła z najniższym punktem dolnej powierzchni skrzydła.

9. Strzałka ugięcia to odległość między cięciwą a wypukłą, leżącą nad nią linią szkieletową.

10. Położenie osiowe maksymalnej grubości to poziomo mierzona odległość między początkiem skrzydłam dokładniej między punktem natarcia a miejscem maksymalnej grubości skrzydła.

11. Położenie osiowe maksymalnej strzałki ugięcia to poziomo mierzona odległość od punktu natarcia do najwyższego punktu na linii szkieletowej.

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

• Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawyDJoPPgll3Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawy

długość odcinka łączącego dwa skrajne punkty profilu lotniczego (krawędź natarcia i krawędź spływu)

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

• Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawyDJoPPgll3Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawy

największa odległość pomiędzy dolnym a górnym (grzbietowym) obrysem profilu mierzona prostopadle do cięciwy.

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

• Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawyDJoPPgll3Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawy

krzywa, wykreślona pomiędzy krawędzią natarcia (noskiem profilu), a krawędzią spływu profilu, łącząca środki okręgów wpisanych w profil lotniczy

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

• Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawyDJoPPgll3Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawy

linia łącząca punkty — noski profilu

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

• Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawyDJoPPgll3Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawy

linia łącząca punkty — ostrza profilu

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

• Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawyDJoPPgll3Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawy

punkt profilu najbardziej wysunięty do przodu

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

• Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawyDJoPPgll3Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawy

punkt profilu najbardziej wysunięty do tyłu

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

• Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawyDJoPPgll3Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawy

jest to maksymalne ugięcie linii szkieletowej od cięciwy profilu. Największą odległość pomiędzy cięciwą a linią szkieletową

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

• Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawyDJoPPgll3Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawy

jest to linia łączącą krawędź natarcia z krawędzią spływu śmigła

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

• Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawyDJoPPgll3Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawy

kąt natarcia śmigła jest efektem obrotu śmigła wokół własnej osi oraz ruchu postępowego śmigła. Kąt natarcia skrzydła jest zmieniany przez pilota za pomocą steru wysokości. Kąt natarcia śmigła jest to kąt zawarty pomiędzy wypadkową siłą aerodynamiczną będącą sumą wektorów prędkości postępowej i obwodowej, a cięciwą łopaty

RbnJ0msEcuzNg

Grafika przedstawia kąt natarcia skrzydła. Widoczny jest przekrój poprzeczny skrzydła, który ma kształt wydłużonego migdała. Przednia część przekroju jest zaokrąglona i znajduje się w środkowej części rysunku, tylna jest ostro zakończona i znajduje się w prawej części rysunku. Skrzydło ustawione jest pod kątem ostrym do poziomu. W przekroju zaznaczono cięciwę i przedłużono ją do przodu poza przekrój. Z ostrego tylnego końca przekroju poprowadzono poziomą strzałkę skierowaną w lewo. Strzałka ta pokrywa się z płaszczyzną obrotu i jest podpisana obrót śmigła na minutę. Od lewego końca strzałki poprowadzono pionowy wektor prędkości lotu o zwrocie w górę. Z ostrego tylnego końca przekroju skrzydła poprowadzono wektor prędkości wypadkowej do końca wektora prędkości lotu, tworząc w ten sposób trójkąt prostokątny. Wektor ten jest przeciwprostokątną tego trójkąta i ma zwrot do wektora prędkości, czyli w lewo w górę. Na wektorze prędkości wypadkowej narysowano również trzy małe strzałki o przeciwnym do niego zwrocie, które wskazują kierunek napływu strug powietrza. Zaznaczono również trzy kąty. Kąt między poziomą płaszczyzną obrotu a wektorem prędkości wypadkowej to kąt pochylenia linii śrubowej. Kąt między poziomą płaszczyzną obrotu z cięciwą to kąt zaklinowania. Kąt między wektorem prędkości wypadkowej a cięciwą jest najmniejszy i jest to kąt kąt natarcia alfa. Suma kąta natarcia alfa i kąta pochylenia linii śrubowej daje kąt zaklinowania.

TAS $\left(\dots\right)$ — prędkośc lotu,
Plane of rotation — płaszczyzna obrotu,
Prop RPM — obrót śmigła na minutę
Relative airflow $\left(\dots\right)$ — kierunek napływu strug powietrza i prędkość wypadkowa,
Helix angle — kąt pochylenia linii śrubowej,
Blade pitch angle — kąt zaklinowania,
AofA (alfa) — kąt natarcia,
Reduced prop RPM — zmniejszona prędkośc obrotu smigła na minutę.

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

• Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawyDJoPPgll3Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawy

kąt zaklinowania łopat jest zwyczajowo wyrażany w stopniach i jest mierzony w określonym punkcie na łopacie śmigła. Jest to kąt zawarty pomiędzy cięciwa łopaty a płaszczyzną jej obrotu

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

• Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawyDJoPPgll3Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawy

linia śrubowa jest to przestrzenna krzywa opisana przez punkt na łopacie śmigła poruszający się ruchem jednostajnym wzdłuż osi linii śrubowej tworząc kształt walca, który obraca się jednocześnie ze stałą prędkością kątową wokół swej osi.

Charakterystyki geometryczne śmigła uzależnione są w znacznej mierze od linii śrubowej czyli helisy, którą rysuje w przestrzeni śmigło.

R1LfbtjR6S5ah

Grafika przedstawia charakterystykę geometryczną śmigła. W centrum widoczne jest mniej więcej poziomo usytuowane śmigło z piastą i z dwiema łopatami. Strzałkami obok łopat zaznaczono, że obraca się ono w prawo, czyli przeciwnie do ruchu wskazówek zegara. Jednocześnie śmigło porusza się po linii prostej w górę, zgodnie z wektorem prędkości lotu, który narysowano obok śmigła. Linią zaznaczono drogę, jaką pokonują zewnętrzne krańce łopat. Jest to regularna linia śrubowa. Obrysowano tę drogę wokół, przez co otrzymano kształt walca. Podsumowując, na rysunku przedstawiono drogę, jaką pokonuje śmigło w trójwymiarowej przestrzeni, wykonując pełen obrót z perspektywy z przodu lub inaczej w dwuwymiarowej przestrzeni. Długość tej drogi mierzona jest prostym odcinkiem łączącym dwa punkty linii śrubowej, które leżą nad sobą. W walcu jest to po prostu wysokość. Ta długość to tak zwany skok śmigła.

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

• Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawyDJoPPgll3Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawy

posuw śmigła to stosunek prędkości postępowej, czyli lotu do prędkości obwodowej danego przekroju łopaty

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

• Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawyDJoPPgll3Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawy

poślizg śmigła to różnica między skokiem geometrycznym a rzeczywistym. Skok geometryczny nie uwzględnia poślizgu natomiast skok rzeczywisty uwzględnia poślizg śmigła

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

• Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawyDJoPPgll3Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawy

skok śmigła to odległość, jaką pokonałoby śmigło w powietrzu w czasie jednego obrotu gdyby nie dochodziło do poślizgu.

Skok śmigła nie jest tożsamy z kątem zaklinowania, ale jest z nim ściśle powiązany. Zmiana parametrów jednego skutkuje proporcjonalną zmianą parametrów drugiego czynnika.

Rm6ysaNjE62xR

Grafika przedstawia samolot lecący poziomo w lewo. Narysowany trzy etapy jego drogi. Pierwszy, początkowy, najbardziej na prawo, środkowy, bardziej na lewo i końcowy najbardziej na lewo. Następnie naniesiono następujące pomiary. Skok geometryczny. To odległość mierzona w linii poziomej między początkowym a końcowym etapem lotu. Pomiędzy tymi etapami narysowano linię śrubową zataczaną przez śmigło. Jest ona widoczna z boku i w tej perspektywie przypomina kawałek paraboli z ramionami skierowanymi w dół. Skok geometryczny to odległość w poziomie, jaką pokonuje samolot w trakcie pełnego obrotu śmigła. Jest to najdłuższy pomiar na rysunku. Następnie między etapem początkowym i środkowym naniesiono drugi pomiar. Jest to mierzony w linii poziomej skok rzeczywisty, czyli również odległość, jaką w prostej linii pokonuje samolot w trakcie pełnego obrotu śmigła. Tutaj także naniesiono linię śrubową, czyli drogę śmigła i ona również z boku przypomina parabolę z ramionami skierowanymi w dół, jednak jest węższa od pierwszej. Różnica między skokiem geometrycznym a skokiem rzeczywistym mierzona w linii poziomej to poślizg. Jest to najkrótsza długość zaznaczona na rysunku.

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

• Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawyDJoPPgll3Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawy

skok geometryczny śmigła to teoretyczna odległość, jaką śmigło powinno pokonać w ciągu jednego obrotu

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

• Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawyDJoPPgll3Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawy

skok rzeczywisty śmigła to faktyczna odległość jaką śmigło pokonuje w czasie jednego obrotu. Skok rzeczywisty śmigła zależy od stosunku prędkości lotu do prędkości obrotowej śmigła. Jeżeli prędkość wzrasta, to kąt natarcia i poślizg śmigła maleją

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

• Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawyDJoPPgll3Gra edukacyjna Aerodynamiki i mechaniki lotu – zrozumieć podstawy

śmigła o stałym skoku mają kolejne przekroje łopat ustawione tak, że przedłużenia ich cięciw przecinają się w jednym punkcie. Śmigła o stałym skoku najlepszą wydajność osiągają tylko w określonym zakresie prędkości i obrotów. Nie można zmienić konfiguracji takiego śmigła w locie

RCiEWhTo04Xzw

Wykres zatytułowany jest śmigło o skoku stałym i przedstawia różnicę między skokiem obliczeniowym a rzeczywistym skrzydła. W uproszczonym układzie zaznaczono oś poziomą, na której zaznaczono odległość dwa pi R. Jednostka na osi to liczby R jeden, R dwa, i tak do R pięć, przy czym R jeden jest najbardziej na prawo, a R pięć najbardziej na lewo. Na pionowej osi, która znajduje się w punkcie zero w prawej części ilustracji zaznaczono dwie odległości od zera. Dłuższą, czyli skok śmigła obliczeniowy i krótszą, czyli skok śmigła rzeczywisty. Z obu tych punktów poprowadzono odcinki do punktów od R jeden do R pięć. Cechą charakterystyczną wykresu jest to, że odcinki w obrębie każdego skoku nie przecinają się.

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

W śmigłach o zmiennym skoku przedłużenia cięciw nie przecinają się w jednym punkcie i zazwyczaj mają większy kąt natarcia, ale nie jest to regułą. W śmigłach o zmiennym skoku dostosowuje się kąt nastawienia podczas lotu. Nazywane są one również śmigłami przestawialnymi

RwJbkFdufRYlw

Wykres zatytułowany jest śmigło o zmiennym skoku i przedstawia różnicę między skokiem obliczeniowym a rzeczywistym skrzydła. W uproszczonym układzie narysowano oś poziomą, na której zaznaczono odległość dwa pi R. Jednostka na osi to liczby R jeden, R dwa, i tak do R pięć, przy czym R jeden jest najbardziej na prawo, a R pięć najbardziej na lewo. Na pionowej osi, która znajduje się w punkcie zero osi poziomej, w prawej części ilustracji zaznaczono dwie odległości od zera w górę. Dłuższą, czyli skok śmigła obliczeniowy i krótszą, czyli skok śmigła rzeczywisty. Skok obliczeniowy nie jest w tym przypadku określony pojedynczym punktem na osi, a kilkoma punktami nad punktem określającym skok rzeczywisty. Z punktów określających skok obliczeniowy poprowadzono odcinki do punktów od R jeden do R pięć. Cechą charakterystyczną tego wykresu jest to, że odcinki w obrębie skoku obliczeniowego przecinają się. Natomiast sam skok obliczeniowy mierzony w pionie od zera w górę jest długością uśrednioną. Jest to mianowicie średnia wysokość wszystkich wysokości do każdego z pięciu punktów oznaczonych na pionowej osi. Z kolei skok rzeczywisty określono jednym punktem na pionowej osi. Z tego punktu poprowadzono pięć odcinków do punktów na osi poziomej od R jeden do R pięć. Te odcinki nie przecinają się. Skok rzeczywisty jest krótszy od obliczeniowego.

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

sprawność śmigła jest to stosunek mocy przekazywanej przez śmigło samolotowi w postaci ciągu do mocy przekazywanej z silnika na śmigło potrzebnej na pokonanie momentu oporowego. Możemy powiedzieć, że sprawność śmigła jest stosunkiem wytwarzanego przez nie ciągu do mocy wygenerowanej przez silnik samolotu. Sprawność śmigła jest równa zeru kiedy ciąg lup posuw śmigła równe są zero. Przy dużych prędkościach sprawność śmigła spada

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu

urządzenie napędowe, przetwarzające energię w postaci momentu obrotowego na pracę ciągu. Śmigło jest elementem zespołu napędowego, które jest źródłem mocy, jaką rozporządza pilot podczas lotu. Zespół napędowy ma za zadanie wytworzenie siły działającej w kierunku lotu, czyli siły ciągu

• Film edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotuDIiTRhMlHFilm edukacyjny Prawa i zjawiska opisujące powstawanie siły nośnej, rozkład sił na płacie, zasady mechaniki lotu