Come vola laereo nel cielo

Dinamica del volo

Che cos'è l'aria?

L'aria è una sostanza fisica che ha un peso. Ha molecole che si muovono costantemente. La pressione dell'aria è creata dalle molecole che si muovono. L'aria in movimento ha una forza che solleverà aquiloni e palloncini su e giù. L'aria è una miscela di gas diversi; ossigeno, anidride carbonica e azoto. Tutte le cose che volano hanno bisogno di aria. L'aria ha il potere di spingere e tirare gli uccelli, i palloncini, gli aquiloni e gli aerei.

Nel 1640, Evagelista Torricelli scoprì che l'aria ha un peso. Durante gli esperimenti con la misurazione del mercurio, scoprì che l'aria esercitava pressione sul mercurio.

Francesco Lana utilizzò questa scoperta per iniziare a progettare un dirigibile alla fine del 1600. Disegnò un dirigibile su carta che usava l'idea che l'aria ha un peso. La nave era una sfera cava da cui sarebbe stata tolta l'aria. Una volta rimossa l'aria, la sfera avrebbe avuto meno peso e sarebbe stata in grado di fluttuare nell'aria. Ognuna delle quattro sfere sarebbe stata attaccata a una struttura simile a una barca e poi l'intera macchina avrebbe galleggiato. Il progetto effettivo non è mai stato provato.

L'aria calda si espande e si diffonde e diventa più leggera dell'aria fredda. Quando un pallone è pieno di aria calda, si solleva perché l'aria calda si espande all'interno del pallone. Quando l'aria calda si raffredda e viene espulsa dal pallone, il pallone torna giù.

Come le ali sollevano l'aereo

Le ali dell'aereo sono sagomate per far muovere l'aria più velocemente sopra la parte superiore dell'ala. Quando l'aria si muove più velocemente, la pressione dell'aria diminuisce. Quindi la pressione sulla parte superiore dell'ala è minore rispetto alla pressione sul fondo dell'ala. La differenza di pressione crea una forza sull'ala che solleva l'ala in aria.

Ecco una semplice simulazione al computer che puoi usare per esplorare come le ali fanno portanza.

Leggi del moto

Sir Isaac Newton propose tre leggi del moto nel 1665. Queste leggi del moto aiutano a spiegare come vola un aereo.

1. Se un oggetto non si muove, non inizierà a muoversi da solo. Se un oggetto è in movimento, non si fermerà né cambierà direzione a meno che qualcosa non lo spinga.

numero arabo. Gli oggetti si muoveranno più lontano e più velocemente quando vengono spinti più forte.

3. Quando un oggetto viene spinto in una direzione, c'è sempre una resistenza della stessa dimensione nella direzione opposta.

Forze di Volo

Controllare il volo di un aereo

Come vola un aereo? Facciamo finta che le nostre braccia siano ali. Se posizioniamo un'ala in basso e un'ala in alto, possiamo usare il rollio per cambiare la direzione dell'aereo. Stiamo aiutando a girare l'aereo imbardando verso un lato. Se alziamo il muso, come un pilota può alzare il muso dell'aereo, stiamo alzando il beccheggio dell'aereo. Tutte queste dimensioni insieme si combinano per controllare il volo dell'aereo. Un pilota di un aereo ha controlli speciali che possono essere utilizzati per pilotare l'aereo. Ci sono leve e pulsanti che il pilota può premere per modificare l'imbardata, il beccheggio e il rollio dell'aereo.

Per far rotolare l'aereo a destra o a sinistra, gli alettoni vengono sollevati su un'ala e abbassati sull'altra. L'ala con l'alettone abbassato si alza mentre l'ala con l'alettone rialzato si abbassa.

Il beccheggio fa scendere o salire un aereo. Il pilota regola gli elevatori sulla coda per fare un piano scendere o salire. L'abbassamento degli ascensori ha causato l'abbassamento del muso dell'aereo, mandandolo in una caduta verso il basso. Sollevando gli ascensori si fa salire l'aereo.

L'imbardata è la virata di un aereo. Quando il timone viene girato da un lato, l'aereo si muove a sinistra o a destra. Il muso dell'aereo è puntato nella stessa direzione del timone. Il timone e gli alettoni vengono utilizzati insieme per effettuare una virata

In che modo un pilota controlla l'aereo?

Fare clic sul display radar , sul cercatore di direzione , sull'indicatore di altitudine e sulla console dell'acceleratore per una visione più dettagliata.

Per controllare un aereo un pilota utilizza diversi strumenti...

Il pilota controlla la potenza del motore utilizzando l'acceleratore. Spingendo il L'acceleratore aumenta la potenza e tirandolo diminuisce la potenza.

Gli alettoni alzano e abbassano le ali. Il pilota controlla il rollio dell'aereo sollevando un alettone o l'altro con una rotella di controllo. Ruotando la rotellina di controllo in senso orario si solleva l'alettone destro e si abbassa l'alettone sinistro, che fa rotolare l'aereo verso destra.

Immagine di un aereo in rollio

Il timone lavora per controllare l'imbardata dell'aereo. Il pilota muove il timone a destra e a sinistra, con i pedali sinistro e destro. Premendo il pedale destro del timone, il timone si sposta verso destra. Questo imbarda l'aereo a destra. Usati insieme, il timone e gli alettoni servono per far girare l'aereo.

Immagine dell'imbardata

dell'aereo

Gli elevatori che si trovano nella sezione di coda vengono utilizzati per controllare il beccheggio dell'aereo. Un pilota utilizza una rotella di controllo per alzare e abbassare gli elevatori, spostandola in avanti e indietro rione. L'abbassamento degli elevatori fa scendere il muso dell'aereo e consente all'aereo di scendere. Sollevando gli ascensori il pilota può far salire l'aereo.

Immagine del passo dell'aereo

Il pilota dell'aereo spinge la parte superiore dei pedali del timone per utilizzare i freni . I freni vengono utilizzati quando l'aereo è a terra per rallentare l'aereo e prepararsi a fermarlo. La parte superiore del timone sinistro controlla il freno sinistro e la parte superiore del pedale destro controlla il freno destro.

Se si osservano questi movimenti insieme, si può vedere che ogni tipo di movimento aiuta a controllare la direzione e il livello dell'aereo durante il volo.

Il

suono è costituito da molecole d'aria che si muovono. Spingono insieme e riunirsi insieme per formare onde sonore . Le onde sonore viaggiano alla velocità di circa 750 mph a livello del mare. Quando un aereo viaggia alla velocità del suono, le onde d'aria si raccolgono e comprimono l'aria davanti all'aereo per impedirgli di muoversi in avanti. Questa compressione provoca la formazione di un'onda d'urto davanti all'aereo.

Per viaggiare più veloce della velocità del suono, l'aereo deve essere in grado di sfondare l'onda d'urto. Quando l'aereo si muove attraverso le onde, fa sì che le onde sonore si diffondano e questo crea un forte rumore o boom sonico . Il boom sonico è causato da un improvviso cambiamento della pressione dell'aria. Quando l'aereo viaggia più veloce del suono, viaggia a velocità supersonica. Un aereo che viaggia alla velocità del suono viaggia a Mach 1 o circa 760 MPH. Mach 2 è il doppio della velocità del suono.

Regimi di volo

A volte chiamato velocità di volo , ogni regime è un diverso livello di velocità di volo.

Idrovolante

Aviazione Generale (100-350 MPH).

La maggior parte dei primi aerei erano in grado di volare solo a questo livello di velocità. I primi motori non erano così potenti come lo sono oggi. Tuttavia, questo regime è ancora oggi utilizzato da aerei più piccoli. Esempi di questo regime sono i piccoli spolverini usati dagli agricoltori per i loro campi, gli aerei passeggeri a due e quattro posti e gli idrovolanti che possono atterrare sull'acqua.

Boeing 747

Subsonic (350-750 MPH).

Questa categoria contiene la maggior parte dei jet commerciali che vengono utilizzati oggi per spostare passeggeri e merci. La velocità è appena inferiore alla velocità del suono. I motori oggi sono più leggeri e potenti e possono viaggiare rapidamente con grandi carichi di persone o merci.

Concorde

Supersonico (760-3500 MPH - Mach 1 - Mach 5).

760 MPH è la velocità del suono. È anche chiamato MACH 1. Questi aerei possono volare fino a 5 volte la velocità del suono. Gli aerei in questo regime hanno motori ad alte prestazioni appositamente progettati. Sono inoltre progettati con materiali leggeri per fornire meno resistenza. Il Concorde è un esempio di questo regime di volo.

Space Shuttle

ipersonico (3500-7000 MPH - da Mach 5 a Mach 10).

I razzi viaggiano a velocità da 5 a 10 volte superiori a quelle del suono quando entrano in orbita. Un esempio di veicolo ipersonico è l'X-15, che è alimentato a razzo. Anche lo space shuttle è un esempio di questo regime. Nuovi materiali e motori molto potenti sono stati sviluppati per gestire questa velocità.

Che cos'è l'aeronautica