O lataniu.

Prezentacja na temat: "O lataniu."— Zapis prezentacji:

1 O lataniu

2 Aerodynamika Aerodynamika – dział fizyki, zajmujący się badaniem zjawisk związanych z ruchem gazów, a także ruchu ciał stałych w ośrodku gazowym i sił działających na te ciała. Ze względu na metody badawcze wyróżnia się aerodynamikę teoretyczną i doświadczalną. W aerodynamice doświadczalnej stosuje się często tak zwany - tunel aerodynamiczny. Jest to komora zapewniająca symulację rzeczywistych procesów związanych z ruchem gazów.

3 Z uwagi na prędkości przepływów rozróżnia się aerodynamikę małych prędkości oraz aerodynamikę dużych prędkości. Dział aerodynamiki zajmujący się ruchem ciał w rozrzedzonych gazach, np. w górnych warstwach atmosfery, to aerodynamika molekularna. Z uwagi na zastosowania wyróżniamy aerodynamikę lotniczą, przemysłową i inne. Stosowana jest w technice lotniczej, przy projektowaniu pojazdów (np. samochodów), przy projektowaniu maszyn i urządzeń z elementami ruchomymi, a także przy projektowaniu wysokich budowli.

4 Napędy lotnicze Każdy zgodzi się ze stwierdzeniem, że od człowiek zaczął myśleć abstrakcyjnie, obserwować otaczającą go przyrodę, zwierzęta, dziwił się jednemu: dlaczego może tylko chodzić? Bo przecież ptaki latają! A on nie. Czemu? I drążąc tą myśl, stworzył legendę Ikara oraz jego syna Dedala. Obaj wznieśli się w powietrze w jedyny możliwy sposób: machając rękami, pokrytymi piórami, niczym ptaki skrzydłami. Przypłacili to życiem.

5 Ale ludzkość uczyła się szybko
Ale ludzkość uczyła się szybko. Odkryła, dlaczego latają ptaki: wytwarzają siłę nośną większą od swojego ciężaru za pomocą skrzydeł. Zbudował więc balon i na zasadzie wypornościowej uniósł się wreszcie w powietrze. Ale nie był to lot swobodny: gdzie zawiał wiatr, tam balon musiał lecieć…

6 Ale nadal brakowało mu jednego: swobodnego unoszenia się w powietrze - kiedy chce, szybować - jak długo chce i opadać bezpiecznie - kiedy i gdzie chce. Trzy warunki, do spełnienia których brakowało mu już tylko jednego elementu: napędu, który pozwoliłby na poruszanie się maszyny ze skrzydłami, które poruszając się wytworzyłyby siłę nośną.  I tak naprawdę zaczął swobodnie latać (tak jak ptaki, choć inaczej) wtedy dopiero, kiedy wynalazł napęd lotniczy: śmigło, paliwo, silnik, turbinę… odkrył prawa termodynamiki. Dzięki temu mógł wreszcie nadać rozpęd maszynie, którą nazwał samolotem, i unieść się w powietrze.

7 Przykład silnika samolotu

8 Samolot Samolot - statek powietrzny cięższy od powietrza, utrzymujący się w powietrzu dzięki wytwarzanej sile nośnej za pomocą nieruchomych, w danych warunkach względem statku, skrzydeł. Ciąg potrzebny do utrzymania prędkości w locie poziomym wytwarzany jest przez jeden lub więcej silników Wyróżnia się dwa rodzaje napędów: - śmigłowy, w którym moment obrotowy silnika zamieniany jest na ciąg za pomocą śmigła; do takiego napędu stosuje się silniki tłokowe lub turbinowe, - odrzutowy, w którym ciąg wytwarzany jest bezpośrednio w silniku; zwykle stosuje się silniki turboodrzutowe, silniki rakietowe wykorzystywane są głównie w konstrukcjach eksperymentalnych lub jako napęd pomocniczy przy starcie.

9

10 g – przyspieszenie ziemskie
Balon Balon na ogrzane powietrze – rodzaj balonu, w którym siła nośna wynika z różnicy gęstości ogrzanego powietrza wewnątrz i chłodniejszego na zewnątrz balonu. Najprostszym typem takiego balonu była historyczna montgolfiera. Zgodnie z prawem Archimedesa siła nośna balonu jest równa: F = gV (Pzewn –Pwewn) gdzie: V – objętość balonu (może być mniejsza, gdy balon nie jest całkowicie wypełniony) ρ – gęstość gazu g – przyspieszenie ziemskie

11

12 Siła ta jest równoważona przez wagę samego balonu oraz jego ładunku
Siła ta jest równoważona przez wagę samego balonu oraz jego ładunku. Należy zwrócić uwagę na to, że siła nośna balonu zmienia się z wysokością, gdyż z wysokością zmienia się gęstość powietrza. Jeżeli weźmiemy pod uwagę temperaturę T na zewnątrz i wewnątrz balonu, to zgodnie z równanie Clapeyrona dla tego samego ciśnienia (dla balonu otwartego – ten sam gaz wewnątrz i na zewnątrz):

13 Widać, że nawet przy bardzo silnym ogrzaniu wnętrza balonu (ograniczeniem jest wytrzymałość powłoki – musi być cienka i lekka aby ograniczyć masę balonu), ograniczeniem będzie gęstość powietrza silnie obniżająca się wraz ze wzrostem wysokości. Pokonanie dużych wysokości wymaga stosowania bardzo dużych objętości balonu i raczej innych gazów niż powietrze – ze względów bezpieczeństwa zamiast najlżejszego gazu, czyli wodoru stosuje się hel. Często też balon na gorące powietrze może zawierać wewnątrz mniejszy napełniony helem, co oszczędza paliwo, zwiększa siłę nośną, oraz pozwala łatwo sterować wysokością lotu balonu.

14 Napełnianie balonu ciepłym powietrzem

15 Współczesny balon

16 Koniec Tomasz Olejniczak Karolina Safian Damian Sierotko

17 Źródła http://www.zgapa.pl/zgapedia/Aerodynamika.html