Nuolat keliaudami per saugias lubos ir įspūdžių skrydžius, mes dažnai pamirštame, ką iš tikrųjų slepia lėktuvo sparnų viršūnėse vykstantis sklandymas. Tarp faktų apie bernulių dėsnius, giroskopų precesijas, magnetinių daviklių trūkumus ir viso pasaulio navigacijos įtaisus slypi atsakymai į klausimą, kaip lėktuvas kadaise kilo į dangų ir kaip dabar tiksliai laikosi kurso net ir sudėtingiausiose oro sąlygose.
Skysčių mechanikos pagrindai ir keliamoji jėga
Skysčių mechanika yra pagrįsta skysčių tėkmės skirtumais. Skystimai - tai dujos, dervos, plazmos ar kiti medžiagų formos pavidalai. Norint lėktuvą pakelti į orą, reikia išnaudoti keturias pagrindines aerodinamines jėgas: keliamąją, sunkio, varomąją bei pasipriešinimo. Jos visos veikia skirtingomis kryptimis, todėl norint lėktuvą išlaikyti ore, tarp šių jėgų reikia išlaikyti tinkamą balansą. Traukos jėgą sukuria lėktuvo propeleris. Kadangi lėktuvas juda ne tuštumoje, atsiranda pasipriešinimo jėga. Visus daiktus Žemėje veikia gravitacijos jėga. Jai priešinga keliamoji jėga yra sukuriama lėktuvo sparnų.
Bernulio lygtis ir jėgų pasiskirstymas sparnuose
Orui aplink lėktuvo sparnus tekant vis greičiau, slėgis virš jų krenta. Po sparnais oras juda lėčiau, todėl ten išlieka didesnis slėgis. Dėl slėgių skirtumo lėktuvas yra keliamas į viršų. Dėl Bernulio principo kinetinis slėgis didesniu greičiu esančiose srauto dalyse didėja, o potenciinis slėgis mažėja, kur tai sukuria keliamąją jėgą. Lėktuvas juda horizontalių ir vertikalių stabilizatorių dėka; horizontalieji stabilizatoriai gali būti reguliuojami, kad būtų galima kilti ir leistis. Vertikalus stabilizatorius leidžia lėktuvui nusileisti švelniai, kai greitis mažėja. Tokiu būdu lėktuvas ore išsilaiko, nes po sparnu ir virš jo susidaręs skirtingas oro slėgis sukuria jėgą į viršų.
Spartusis sparnų paaiškinimas: srovės ir kampai
Oro srautas prie lėktuvo susiduria su sparnu ir pasiskirsto į dvi grupes: po sparnu besileidžianti srovė beveik nejaučia sparno įtakos, o virš sparno srovės lankstosi ir pakyla, kol susilieja su apačioje pratekančiu oru. Virš sparno srovė juda ilgesnį kelią, todėl ji dažnai šiek tiek greičiau. Paprastai tas kelio skirtumas yra apie 10 procentų, o kinetinio slėgio skirtumas apie 20 procentų. Šie skirtumai ir kuria keliamąją jėgą, dėl kurios lėktuvas gali kilti į viršų. Be to, akrobatiniai ir kariniai lėktuvai naudoja simetriškus sparnus ir reguliuojamą atakos kampą, kad galėtų kilti ir būti valdomi įvairiomis padėtimis.
Kurso matavimas: magnetiniai kompassai, indukciniai davikliai ir giroskopai
Magnetiniai kompasai ir indukciniai davikliai yra pagrindiniai įtaisai, kuriais matuojamas lėktuvo kursas. Magnetiniai kompasai yra paprasti, patikimi ir maži, tačiau turi rimtų trūkumų dėl kontaktų trinties ir skysčio srauto virpėjimo, todėl didesniuose orlaiviuose naudojami kaip atsarginiai, kai sugenda kitos kurso matavimo priemonės. Indukciniai davikliai yra tikslesni ir naudoja kelių porų šerdžių su ritėmis, įtaisytos tokiose vietose, kurios kuo mažiau iškraipo Žemės magnetinį lauką. Šios sistemos veikia per selsino apvijas ir signalinę ritę SR, kur jos srovė proporcinga pasukimo kampui. Toks daviklis veikia kaip magnetinis kompasas, tačiau turi visus kitus magnetinio kompaso trūkumus. Norint pasiekti didesnį tikslumą, indukciniai davikliai dažnai įrengiami trikampiu išdėstytose komplektuose, o magnetinis kursas ir jo korekcijos atliekamos valdyme. Jis gali būti naudojamas kartu su giroskopais, kur kursas gaunamas per indus ir giroskopo signalus. Tačiau kurso giroskopas negali rodyti magnetinio kurso; jo pagrindinė ašis išlieka inertinėje erdvėje. Kai lėktuvas keičia kursą, giroskopo korekcijos dažnai būtinos, o įrengimas su selsino statoriumi ir korekcijos varikliukais leidžia pasiekti tikslų kursą. Ortodrominis kursas dažnai vadinamas giropuskompasiniu, kai giroskopo azimuto korekcija atliekama automatiškai arba rankiniu būdu, o platumos korekcijos nustatomos atsižvelgiant į geografiją. Laikui bėgant, giroskopų precesija gali būti savaiminė, o priverstinė precesija reikalinga norint išlaikyti horizontalią arba vertikalią pagrindinę ašį. Tokie mechanizmai leidžia orlaiviui tiksliai pasukti norima kryptimi ir išlaikyti kursą net sudėtingose oro srovėse.
Giroskopai, aviacijos navigacija ir azimuto korekcijos
Kurso giroskopas - kuba konstrukcija su išoriniu rėmeliu, kurio ašis gali suktis, ir vidiniu rėmeliu, laikomu horizontalioje padėtyje. Paveikus orlaiviui pakeisti kursą, giroskopo ašis išlieka nepakitusi, o kurso davikliai surenka signalus, į kuriuos reaguoja korekcijos varikliai ir rodyklės. Tokių įtaisų dėka orlaivio kursas gali būti matuojamas nepriklausomai nuo magnetinių laukų, o azimuto korekcija atliekama tiek automatiškai, tiek rankiniu būdu. Plotas, kuriame giroskopas veikia tiksliau, reikalauja įrengti korekcijų variklius ir sujungti sensorinius daviklius su valdymo sistemomis, kurios atnaujina kursą. Kurso giroskopai taip pat gali būti naudojami kaip savarankiški prietaisai kursui matuoti, kada jie yra įrengiami su atitinkamais korekciniais mechanizmais.
Orlaivio navigacijos įranga ir jos ribos
Kurso giroskopas nepatogus lakūnams, nes jame negalima nustatyti su magnetiniu ar tikruoju dienovidiniu sutampančios atraminės kurso atskaitos krypties. Skrendant reikalinga azimuto ir horizontalumo korekcijos. Kintant orlaivio geografinei platumai, reikia rankiniu būdu valdymo pulte nustatinėti naujas platumos reikšmes, jei to automatiškai nedaro skrydžio valdymo sistema. Ilgiau skrendant prietaiso tikslumas blogėja. Indukcinis kompasas matuoja magnetinį kursą, bet jo rodmenys netikslūs orlaiviui atliekant manevrus, šis kompasas neveikia didesnėse kaip 70° geografinėse platumose. Taip pat svarbu pažymėti, kad kurso giroskopas naudojamas norint tiksliai pasukti orlaivį norimu kampu ir laikyti kursą, kai kita priemonė nepavyksta. Ortodrominis kursas gali būti pasiektas tik su tinkamu azimutiniu ir horizontalumo koregavimu, kuris kartais atliekamas rankiniu būdu, priklausomai nuo konkurencinių ir inercijos sistemų.
Kas slypi už turiningos aviacijos patirties
Kasdieniniai pasakojimai apie skrydžius parodo, kad skrydžiai yra daugiau nei tik mechanika. Lėktuvų įvairovė, įgulos darbų grafikai ir saugumo procedūros - visa tai sudaro kruopščiai suderintą sistemą, užtikrinančią jūsų apsaugą nuo pakilimo iki nusileidimo. Autopilotas laikosi aukštos kokybės, o įgula turi kelis pilotus, kurie rūpinasi skrydžiu ir saugumu. Nors kartais lėktuvų salonuose gali būti pritemdytos šviesos kilimui ir turbulencijai, visas procesas yra skirtas saugumui ir komfortui. Skrydžių sauga - nuo lėktuvo pakilimo iki nusileidimo - yra kruopščiai suderinta sistema, užtikrinanti jūsų apsaugą kiekviename etape.
„SKRENDAM“. Ultralengvieji orlaiviai | „Let's fly“: Ultra-light aircrafts
Atmosferos siaurymės - didelės aukštai esančios vėjo srovės, kurios per Atlantą visada pučia iš vakarų į rytus. Lėktuvai, judantys pastoviu oro greičiu, juda greičiau vakarų - rytų kryptimi, kai jie skrenda su vėju, o ne priešinga kryptimi. Kiekviena planeta turi susiformavusį globalų vėją, kuris daugiausia priklauso nuo planetos sukimosi ir to, kaip ją šildo Saulė. Dėl to šiltas oras susiformuoja poliuose ir sukuria cirkuliacines ląsteles.
Šiandien mes nuosekliai sekame kelionės veiklą: nuo tyrimų laboratorijų prie lėktuvo, nuo Bernulio dėsnių iki magnetinio kurso matavimo. Skrydžių patirtis nėra tik romantika virš debesų; ji - sudėtinga, užtikrinta sistema, kurią aptariame todėl, kad jūs galėtumėte ją geriau suprasti.
tags: #lektuvas #skrenda #zemes #magnetiniame #lauke