Полет без двигателя
Полет без двигателя — это способность оставаться в воздухе в течение определенного периода времени без использования какого-либо источника энергии. Существует несколько типов полета без двигателя. Некоторые из них эксплуатировались природой, другие — человечеством, а некоторые — обоими.
Самолеты без двигателя — это летательные аппараты, которые могут летать без какой-либо двигательной установки.
Способность летать на короткие или большие расстояния без энергии много раз развивалась в природе. Многие существа, способные к продолжительному полету с помощью крыльев, также парят без двигателя большую часть времени, пока находятся в воздухе.
Полет без энергии
[ редактировать ]Классификация способов полета
[ редактировать ]Пенникуик [1] делит полет животных на три типа: парашютный, планирующий и моторный. Однако он отмечает, что они не имеют резких границ. Например, в какой-то момент он считает парашюты лишенными двигателя и примитивной формой парения, а само парение он считает приводящим в движение движение воздуха (ветра). Другие методы, такие как полет легче воздуха, используются только человеком.
В этой статье проводятся следующие различия между типами или методами полета без двигателя в зависимости от их характеристик:
- Легче воздуха - устойчивый полет, поддерживаемый плотностью меньше воздуха, без необходимости движения вперед.
- Дрифтинг - устойчивый свободный полет из-за медленной скорости снижения по сравнению со скоростью восходящего потока.
- Прыжки с парашютом - вертикальный спуск, замедленный из-за высокого сопротивления воздуха, хотя, возможно, с небольшим горизонтальным движением (или иногда определяемым как полет с углом планирования более 45 градусов),
- Планирование - полет вперед с плавным потоком воздуха (или иногда определяется как полет с углом планирования менее 45 градусов),
- Парящий – устойчивый свободный планирующий полет, черпающий энергию из поднимающегося воздуха.
- Кайтинг - полет на привязи с использованием наклонной плоскости для создания восходящей силы ветра.
Они сведены в таблицу:
| Режим полета | ||||
|---|---|---|---|---|
| Короткая продолжительность | Устойчивый свободный полет | привязанный | ||
| Движение вперед по воздуху |
Никто | Не классифицируется как полет | Легче воздуха Дрифтинг |
Легче воздуха |
| Медленнее, чем движение вниз |
Парашютный спорт | Парашютный спорт | Не классифицируется как полет | |
| Быстрее, чем движение вниз |
Скольжение | Парящий | Кайтинг | |
Методы полета и использование
[ редактировать ]Некоторые примеры использования показаны в следующей таблице:
| Самолет | Животные | Растения и грибы | |
|---|---|---|---|
| Легче воздуха | Воздушный шар | — | — |
| Дрифтинг | — | Мелкие насекомые | Споры, семена орхидеи |
| Парашютный спорт | Парашют | Змей-паук | Поворотные крылья (клен, платан) Волосы (одуванчик) |
| Скольжение | Планер |
Летяга | Крылатые семена ( Alsomitra macrocarpa ) |
| Парящий | Планер | Альбатрос | |
| Кайтинг | Видеть Роторный змей |
Легче воздуха
[ редактировать ]Легче воздуха полет используется только человеком. Летательный аппарат без двигателя, легче самолета, называется воздушным шаром.
Воздушные шары
[ редактировать ]Воздушный шар представляет собой мешок, наполненный газом с меньшей плотностью , чем окружающий воздух, для обеспечения плавучести . Газом может быть горячий воздух, водород , гелий или, в прошлом, угольный газ . Использование плавучих газов неизвестно в мире природы.
Воздушный шар может быть привязан, как воздушный змей, или дрейфовать по ветру в свободном полете. Пилот может контролировать высоту свободно летящего воздушного шара, нагревая газ или сбрасывая балластный груз. Направление ветра часто меняется с высотой, поэтому это может дать некоторую степень контроля направления.
Дрифтинг
[ редактировать ]Свободно падающий предмет без какого-либо приспособления к полету может быть удержан ветром только в том случае, если он очень легкий и падает медленнее, чем ветер уносит его вверх. Достаточно легкий объект может использовать восходящие потоки и дрейфовать по ветру таким образом в течение длительных периодов времени.
плесени и бактерий Многие споры , даже живые бактерии, достаточно малы, чтобы переноситься ветром на большие расстояния и на большую высоту.
Некоторые растения таким же образом используют ветер для распространения семян . Семена орхидеи очень мелкие и похожи на пыль.
Парашютный спорт
[ редактировать ]
Прыжок с парашютом – это, по сути, падение или дрейф, но с аэродинамической тормозной поверхностью. Высокое соотношение площади поверхности к весу снижает скорость спуска парашюта , позволяя ему оставаться в воздухе в течение более длительного времени. Аэродинамическая поверхность также может допускать небольшое движение вперед, но парашют всегда падает быстрее, чем может двигаться вперед. Воздушный поток вокруг парашюта обычно турбулентный.
Маленькие существа и семена, у которых развились парашюты, могут переноситься ветром на большие расстояния. Среди растений семена одуванчика , молочая и тополя имеют волоски, выполняющие роль парашютов. Некоторые пауки бросают парашюты из ниток. Хотя в основном это делают маленькие паучки, были замечены взрослые особи весом более 100 мг и размером тела до 14 мм, бросающие парашюты диаметром метр в сильный восходящий поток.
Более крупные существа и семена также используют парашютный спорт для преодоления более коротких расстояний. Семена клена , сосны и платана имеют одно или два крыла, которые действуют как парашюты и способствуют распространению семян . Летающие лягушки используют свои перепончатые лапы как парашюты.
Скольжение
[ редактировать ]Планирующий полет требует первоначального запуска, дающего объекту достаточно энергии для полета.
Аэродинамический лифт
[ редактировать ]Принципы аэродинамической подъемной силы присущи как природным, так и искусственным самолетам. Когда воздухоплаватель падает, расправленные крылья поворачиваются под углом к набегающему воздуху, создавая быстрый поток воздуха вперед над крылом. Этот поток создает аэродинамическую подъемную силу , которая замедляет скорость снижения. Результатом является планирующий полет, а не простой спуск на парашюте .
Если воздух поднимается быстрее, чем объект опускается, его унесет вверх. Таким образом, планирующий объект может получить дополнительную потенциальную энергию от таких источников, как потоки тепла и подъемная сила гребня.
Планерный самолет
[ редактировать ]К планерной авиации относятся планеры , дельтапланы и парапланы . Они должны получить первоначальную энергию движения в процессе запуска. Запуск может осуществляться путем подъема самолета в воздух с помощью буксирного троса, с помощью наземной лебедки или транспортного средства или с помощью самолета-буксира с двигателем. Для самолетов, запускаемых с ног, также существует возможность просто сойти с высокой точки. Как только планер отпускается, он летает свободно.
Планирующие животные
[ редактировать ]К существам, способным взлетать в воздух и планировать на короткие расстояния, относятся:
- Летяги
- петавра Сумчатые
- Летающие змеи
- Летающие ящерицы -драконы
- Летающая рыба
Парящий
[ редактировать ]Полеты без двигателя на большую продолжительность и расстояние возможны, если восходящий воздух используется для получения энергии. Это может еще больше снизить скорость спуска или даже увеличить высоту, что известно как парение .
Парение — это когда объект/животное получает дополнительную энергию от поднимающегося воздуха, не прилагая никаких усилий, чтобы оставаться в воздухе. Примером может служить альбатрос , крупная морская птица, известная своей способностью оставаться на высоте, паря над волнами в течение нескольких дней. Многие другие птицы, такие как хищники и аисты, также намеренно взлетают, чтобы продлить свое время в воздухе. Насекомые часто захватываются восходящим воздухом и могут рассеиваться им.
Многие типы планеров предназначены для использования восходящего воздуха и поэтому могут также парить.
Кайтинг
[ редактировать ]Воздушный поток над привязанным объектом может увеличить его высоту до максимальной, частично определяемой длиной троса, а затем позволить ему сохранять высоту, пока имеется достаточный поток воздуха. Такой привязанный летающий объект называется воздушным змеем.
Если дует ветер, трос можно прикрепить к фиксированной точке. Движение такого объекта, как катер, также можно использовать для создания воздушного потока или усиления ветра. Мобильным объектом может быть даже другой воздушный змей. [2]
Пилотируемые воздушные змеи использовались для самых разных целей.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Пенникуик (1972)
- ^ Система и метод полета с помощью ветра Дейл К. Крамер
Библиография
[ редактировать ]- Пенникуик, CJ; Бегство животных , Арнольд (1972).
Внешние ссылки
[ редактировать ]
СМИ, связанные с полетом без двигателя, на Викискладе?
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|
