ViewWiki

שיעור 4 מתוך 6

טיסה.

כ־25 דקות · 5 שאלות תרגול

כנף מרימה מטוס כי היא מטה אוויר כלפי מטה. כמה עילוי נותן כל מטר רבוע, למה הוא תלוי בריבוע המהירות, ומה קורה בזווית תלולה מדי.

שלב 1 מתוך 5 · מטים את האוויר

מטוס נוסעים שוקל מאות טונות, ובכל זאת האוויר מחזיק אותו. בסצנה חתך של כנף במנהרת רוח, וקווי עשן שמראים איך האוויר זורם סביבה. החוקים של ניוטון והאנרגיה הקינטית של האוויר מספיקים כדי להבין את רוב מה שקורה.

שלב 1 מתוך 5

מטים את האוויר

זווית התקפה היא הזווית בין הכנף לזרם האוויר שמגיע אליה. צפו בקווי העשן לפני הכנף ואחריה, ואז בחרו פועל תחת הצגת הלחץ.

לשאלה

שלב 2 מתוך 5

עילוי לכל מטר רבוע

כוח העילוי על כנף נכתב כך:

L=12ρv2 CL AL = \tfrac12 \rho v^2 \, C_L \, A⁠

12ρv2\tfrac12 \rho v^2⁠ הוא הלחץ הדינמי, האנרגיה הקינטית של מטר מעוקב אוויר. CLC_L⁠, מקדם העילוי, תלוי בצורת הכנף ובזווית ההתקפה, ו־AA⁠ הוא שטח הכנף. מהירות אווירית וזווית ההתקפה קבועות עכשיו.

לשאלה

שלב 3 מתוך 5

חצי מהירות

בנוסחה המהירות מופיעה בריבוע. נבאו מה יקרה לעילוי כשהמטוס מאט לחצי, ואז ראו את הלחץ על הכנף משתנה.

לשאלה

שלב 4 מתוך 5

הזדקרות

ככל שהזווית גדלה הכנף מטה יותר אוויר, אבל רק עד גבול מסוים. נבאו מה יקרה מעבר לו.

לשאלה

שלב 5 מתוך 5

בדרך לנחיתה

בנחיתה המטוס איטי, ולכן הטייס מגדיל את זווית ההתקפה כדי לשמור על עילוי. מהירות אווירית 30 m/s, כ־110 km/h, היא מהירות נחיתה של מטוס קל.

לשאלה

תמונה של הסצנה התלת־ממדית „טיסה”
סצנה אינטראקטיבית

הגרסה האינטראקטיבית נטענת…

כל שלב מכין לכם את הסצנה, ובקר שמסומן „קבוע” נשאר במקומו בשלב הזה.

לניסוי

תרגול · בחרו

מה גורם לכנף להתרומם?

לניסוי

תרגול · חשבו

מהירות אווירית 50 m/s וזווית התקפה של 5°5^\circ⁠, שבה מקדם העילוי של הכנף CL≈0.705C_L \approx 0.705⁠. צפיפות האוויר 1.225 kg/m³. מה כוח העילוי על כל מטר רבוע של כנף? (ניוטון למטר רבוע הם פסקל.)

לניסוי

תרגול · נבאו, ואז הסתכלו

מורידים את מהירות אווירית מ־50 m/s ל־25 m/s, וזווית התקפה נשארת 5°5^\circ⁠. מה יקרה לעילוי?

לניסוי

תרגול · נבאו, ואז הסתכלו

מעלים את זווית התקפה מ־14°14^\circ⁠ ל־18°18^\circ⁠ באותה מהירות. מה יקרה לעילוי?

לניסוי

תרגול · חשבו

בגישה לנחיתה: מהירות אווירית 30 m/s וזווית התקפה 10°10^\circ⁠, שבה CL≈1.21C_L \approx 1.21⁠. כמה קילוגרמים מחזיק כל מטר רבוע של כנף?