ПРИНЦИПЫ СОЗДАНИЯ ПОДЪЕМНОЙ СИЛЫ

ЛЕТАТЕЛЬНЫЕ АППАРАТЫ— ПОЧЕМУ И КАК ОНИ ЛЕТАЮТ

Летательные аппараты (ЛА) - это технические устройства, тяжелее или легче возду, предназначенные для выполнения определенных задач в воз­душной среде. На все типы ЛА в полете действует сила земного притяжения (сила тяжести). Для ее преодоления ЛА должны создавать во время полета подъемную силу. Способ создания подъемной силы определяет принцип полета ЛА и их классификацию.

По принципу полета Л А можно разделить на следующие группы:

- ЛА с аэростатическим принципом полета, в которых подъемная сила создается благодаря выталкивающей (архимедовой) силе, действующей на находящееся в воздухе тело, более легкое, чем воздух в объеме этого тела;

- Л А с аэродинамическим принципом полета, где подъемная сила созда­ется в результате силового воздействия воздуха на тело, которое в нем пере­мещается;

- Л А с ракетодинамическим принципом полета, где подъемная сила созда­ется силами реакции при отбрасыва­нии части массы летящего тела;

- Л А с баллистическим принципом полета, в которых подъемная сила определяется силой инерции, запа­сенной на начальном участке траек­тории полета.

Аэростатические ЛА (их часто на­зывают воздухоплавательными) ис­пользуют для полета подъемную си­лу газов, более легких, чем воздух.

Воздухоплавательный принцип соз­дания подъемной силы можно объяс­нить, используя закон Архимеда, одинаково справедливый как для жидкой, так и для воздушной среды:

«Сила, выталкивающая целиком по­груженное в жидкость или газ тело, равна весу жидкости или газа в объе­ме этого тела».

К летательным аппаратам, осно­ванным на аэростатическом принципе, принадлежат воздушные шары или аэростаты

а — аэростат свободный сферический, б - стратостат; в - дирижабль.

Аэростаты, предназначенные для полетов в стра­тосферу, называются стратостатами. Они отличаются от обычных аэро­статов наличием герметической ка­бины. Управляемые аэростаты, обо­рудованные двигателями, называ­ются дирижаблями. Оболочка дири­жабля обычно бывает удлиненной формы. Кроме гондолы, он имеет си­ловую установку, создающую силу тяги, необходимую для перемещения его в воздухе; органы устойчивости (вертикальное и горизонтальное оперение) для обеспечения устойчи­вости полета; рули, с помощью ко­торых можно по желанию летчика изменять направление движения.

Основные достоинства аппаратов легче воздуха заключаются в том, что они могут подниматься и спускать­ся вертикально и даже неподвижно «висеть» в воздухе (без дополни­тельных затрат энергии), достаточ­но грузоподъемны и экономичны. Недостатки этих аппаратов — пло­хая маневренность, малая скорость полета, необходимость надежных средств для швартовки на стоянке.

Летательные аппараты тяжелее воздуха, у которых подъемная сила создается по аэродинамическому принципу, составляют наиболее мно­гочисленную группу (рис. 2.2).

Прежде всего к ним относятся са­молеты различного типа и назначе­ния. Подъемная сила создается не­сущими поверхностями, в основном крылом, при перемещении самоле­та относительно воздуха в результа­те работы силовой установки. При этом сила тяги, создаваемая сило­вой установкой, позволяет самолету преодолевать сопротивление возду­ха. Планеры, в отличие от самолета, не имеют двигательной установки, но подъемная сила, так же как и у самолета, создается крылом при пе­ремещении планера в воздухе.

К этой же группе относятся вер­толеты и автожиры. У вертолетов подъемная сила создается несущим винтом, приводимым во вращение силовой установкой. У автожиров подъемную силу создает специаль­ный винт, который вращается от набегающего потока воздуха, а поступательное движение осуще­ствляется благодаря силовой ус­тановке.

К группе ЛА, использующих ра­кетодинамический принцип полета, относятся ракеты различного на­значения, к баллистическим Л А — в основном спутники Земли и меж­планетные корабли.

Авиационные модели — это то­же летательные аппараты. В умень­шенном виде они или копируют, прототип, или схематически воспро­изводят его.

Летающие модели по характеру полета делятся на свободнолетаю­щие, кордовые и радиоуправляемые.

Свободным называется полет, во время которого между летающей моделью и моделистом отсутствует всякая связь, кроме визуальной. Свободнолетающими являются мо­дели планеров, самолетов с рези­новыми и с поршневыми двига­телями (таймерные), вертолетов (рис. 2.3).

Полетом кордовой модели моде­лист, находящийся на земле, управ­ляет посредством нерастягивающихся нитей — тонкой стальной проволоки или тросиков.

Кордовы­ми моделями могут быть скорост­ные, гоночные, пилотажные моде­ ли «воздушного боя» и копии реальных самолетов (рис. 2.4).

Во время радиоуправляемого полета моделист, находящийся на земле, управляет моделью, подавая радиокоманды.

Управляемыми по радио могут быть летающие модели планеров, само­летов и вертолетов, а также модели-копии реальных летательных аппа­ратов (рис. 2.5).