Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Hoe vliegtuigen werken

Hoe vliegtuigen vliegen

Vliegtuigen vliegen vanwege de liftkracht die door de vleugels wordt gecreëerd terwijl ze door de lucht bewegen. Lift is een kracht die loodrecht op de bewegingsrichting werkt en die het gewicht van het vliegtuig tegenwerkt.

De vorm van een vliegtuigvleugel zorgt voor lift. Het bovenoppervlak van de vleugel is gebogen, terwijl het onderoppervlak vlak is. Dit verschil in kromming zorgt ervoor dat de lucht sneller over de bovenkant van de vleugel stroomt dan over de onderkant. De sneller bewegende lucht heeft minder druk dan de langzamer bewegende lucht, dus er is een drukverschil tussen de boven- en onderkant van de vleugel. Dit drukverschil creëert een netto opwaartse kracht, namelijk lift.

De hoeveelheid lift die wordt gecreëerd, hangt af van verschillende factoren, waaronder de snelheid van het vliegtuig, de hoek waaronder de vleugels hellen ten opzichte van de luchtstroom (de aanvalshoek) en de dichtheid van de lucht. Hoe sneller het vliegtuig vliegt, hoe groter de lift. Hoe groter de aanvalshoek, hoe groter de lift. En hoe dichter de lucht, hoe groter de lift.

Vliegvlakvormen

De vorm van een vliegtuigvleugel wordt een vleugelprofiel genoemd. Er zijn veel verschillende vleugelvormen, maar ze hebben allemaal bepaalde kenmerken gemeen. Het bovenoppervlak van een vleugelprofiel is gebogen, terwijl het onderoppervlak vlak is. De voorrand van het vleugelprofiel is afgerond, terwijl de achterrand scherp is.

De vorm van een vleugelprofiel is ontworpen om een ​​soepele luchtstroom over de vleugel te creëren. Deze soepele luchtstroom zorgt voor een drukverschil tussen de boven- en onderkant van de vleugel, waardoor er lift ontstaat.

Vleugels en vleugelbelasting

De vleugels van een vliegtuig zijn niet alleen maar massieve stukken metaal. Ze bestaan ​​eigenlijk uit een aantal kleinere onderdelen, waaronder de huid, de rondhouten en de ribben.

De huid van een vliegtuigvleugel is gemaakt van een dunne laag aluminium of composietmateriaal. De rondhouten zijn de belangrijkste structurele leden van de vleugel en lopen over de hele lengte van de vleugel. De ribben zijn de kleinere structurele delen van de vleugel en lopen loodrecht op de rondhouten.

De vleugels van een vliegtuig zijn ontworpen om veel stress te weerstaan. Ze moeten het gewicht van het vliegtuig kunnen dragen, evenals de krachten van lift en weerstand. De vleugelbelasting van een vliegtuig is een maatstaf voor hoeveel gewicht wordt ondersteund door elke vierkante meter vleugeloppervlak. Hoe hoger de vleugelbelasting, hoe meer spanning de vleugels moeten weerstaan.

Vleugelkleppen en latten

Vleugelkleppen en lamellen zijn apparaten die worden gebruikt om de lift van een vliegtuig te vergroten. Flappen bevinden zich aan de achterrand van de vleugels, terwijl latten zich aan de voorrand bevinden.

Flappen en latten werken door de kromming van de vleugel te vergroten, wat op zijn beurt het drukverschil tussen de boven- en onderkant van de vleugel vergroot. Dit grotere drukverschil zorgt voor meer lift.

Flaps en latten worden doorgaans gebruikt tijdens het opstijgen en landen, wanneer het vliegtuig met lage snelheden vliegt. Ze helpen om voldoende lift te creëren om het vliegtuig in de lucht te houden.

Slepen

Drag is de kracht die de beweging van een vliegtuig door de lucht tegenwerkt. Luchtweerstand wordt veroorzaakt door verschillende factoren, waaronder de wrijving van de lucht tegen het oppervlak van het vliegtuig, de vorm van het vliegtuig en de wervelingen die door de vleugels worden gecreëerd.

De weerstand neemt toe met de snelheid. Hoe sneller een vliegtuig vliegt, hoe meer weerstand het ervaart. De weerstand neemt ook toe met de hoogte. Hoe hoger een vliegtuig vliegt, hoe minder dicht de lucht is en hoe meer weerstand het vliegtuig ervaart.

Om weerstand te overwinnen moet een vliegtuig voldoende stuwkracht hebben. Stuwkracht is de kracht die een vliegtuig voortstuwt. Stuwkracht wordt gecreëerd door de motoren van het vliegtuig.

De motoren van een vliegtuig bevinden zich doorgaans op de vleugels. De motoren zuigen lucht aan en mengen deze met brandstof, die vervolgens wordt verbrand. De brandende brandstof creëert hete gassen, die vervolgens via de motorsproeiers worden uitgestoten. De uitdrijving van hete gassen creëert stuwkracht.

Besturingsoppervlakken

Een vliegtuig heeft verschillende stuurvlakken waarmee de piloot de stand, koers en snelheid van het vliegtuig kan regelen. De primaire stuurvlakken zijn de rolroeren, hoogteroeren en roer.

De rolroeren bevinden zich op de achterrand van de vleugels. De rolroeren worden gebruikt om het vliegtuig te laten rollen, wat betekent dat de richting van de vleugels van het vliegtuig verandert.

De liften bevinden zich op de achterrand van de horizontale stabilisator. De liften worden gebruikt om het vliegtuig te kantelen, wat betekent dat de richting van de neus van het vliegtuig wordt veranderd.

Het roer bevindt zich op de achterrand van de verticale stabilisator. Het roer wordt gebruikt om het vliegtuig te gieren, wat betekent dat de richting van de staart van het vliegtuig verandert.

Een vliegtuig besturen

Het besturen van een vliegtuig is een complexe taak die veel vaardigheden en ervaring vereist. De piloot moet in staat zijn de stand, koers en snelheid van het vliegtuig te controleren en tegelijkertijd de systemen van het vliegtuig in de gaten te houden.

De piloot zit in de cockpit van het vliegtuig. De cockpit bevindt zich aan de voorkant van het vliegtuig en hier heeft de piloot alle bedieningselementen om het vliegtuig te besturen.

De piloot gebruikt het stuurjuk om de rolroeren en hoogteroeren te besturen. De piloot gebruikt de roerpedalen om het roer te besturen. De piloot gebruikt het gaspedaal ook om de motoren te besturen.

De piloot gebruikt de instrumenten in de cockpit om de systemen van het vliegtuig te monitoren. De instrumenten omvatten de luchtsnelheidsindicator, de hoogtemeter, het kompas en de motormeters.

Ook moet de piloot kunnen communiceren met de luchtverkeersleiding (ATC). ATC is verantwoordelijk voor het beheer van het luchtverkeer en het waarborgen van de veiligheid van vliegtuigen in de lucht.

Conclusie

Vliegtuigen zijn geweldige machines waarmee we snel en gemakkelijk de wereld rond kunnen reizen. Ze zijn een bewijs van de vindingrijkheid en creativiteit van de mens.