Flug ist der Prozess, durch den sich ein Gegenstand, durch eine Atmosphäre (besonders die Luft) oder außer ihm (als im Fall von spaceflight), durch das Erzeugen aerodynamischen Hebens, treibenden Stoßes, aerostatically das Verwenden der Ausgelassenheit, oder durch die ballistische Bewegung ohne jede direkte feste mechanische Unterstützung vom Boden bewegt.

Die Technikaspekte des Flugs werden in der Raumfahrttechnik studiert, die in die Luftfahrt unterteilt wird, die die Studie von Fahrzeugen ist, die durch die Luft, und Raumfahrt, die Studie von Fahrzeugen reisen, die durch den Raum, und in der Ballistik, der Studie des Flugs von Kugeln reisen.

Typen des Flugs

Schwimmender Flug

Menschen haben geschafft, leichter zu bauen, als Luftfahrzeuge, die vom Boden und der Fliege, wegen ihrer Ausgelassenheit in Luft und Wasser erheben.

Ein Luftfahrzeug ist ein System, das oben in erster Linie durch den Gebrauch der Ausgelassenheit ein Flugzeug geben muss, das dieselbe gesamte Dichte wie Luft hat. Luftfahrzeuge schließen freie Ballons, Luftschiffe und vertäute Ballons ein. Ein Hauptstrukturbestandteil eines Luftfahrzeugs ist sein, eine Leichtgewichtshaut, die ein sich hebendes Benzin enthält, um Ausgelassenheit zur Verfügung zu stellen, der andere Bestandteile beigefügt werden.

Luftfahrzeuge werden so genannt, weil sie "Aerostatic"-Heben, eine schwimmende Kraft verwenden, die seitliche Bewegung durch die Umgebungsluftmenge nicht verlangt. Im Vergleich, aerodynes verwenden in erster Linie aerodynamisches Heben, das die seitliche Bewegung mindestens eines Teils des Flugzeuges durch die Umgebungsluftmenge verlangt.

Aerodynamischer Flug

Unangetriebener Flug gegen den angetriebenen Flug

Einige Dinge, dass Fliege treibenden Stoß durch die Luft, zum Beispiel, das fliegende Eichhörnchen nicht erzeugt. Das wird genannt gleitend. Einige andere Dinge können steigende Luft ausnutzen, um wie raptors zu klettern (wenn sie gleiten) und künstliche Segelflugzeuge. Das wird genannt aufsteigend. Jedoch brauchen die meisten anderen Vögel und das ganze angetriebene Flugzeug eine Quelle des Antriebs, um zu klettern. Das wird angetriebener Flug genannt.

Tier

Die einzigen Gruppen von Wesen, die angetriebenen Flug verwenden, sind Vögel, Kerbtiere und Fledermäuse, während viele Gruppen das Gleiten entwickelt haben. Erloschene Pterosaurs, eine Ordnung von mit den Dinosauriern gleichzeitigen Reptilien, waren auch sehr erfolgreiche fliegende Tiere. Jeder der Flügel dieser Gruppen hat sich unabhängig entwickelt. Die Flügel der fliegenden Wirbelgruppen werden alle auf dem forelimbs gestützt, aber unterscheiden sich bedeutsam in der Struktur; wie man Hypothese aufstellt, sind diejenigen von Kerbtieren hoch modifizierte Versionen von Strukturen, die Kiemen in den meisten anderen Gruppen von arthropods bilden.

Fledermäuse sind die einzigen Säugetiere, die dazu fähig sind, Horizontalflug zu stützen. Jedoch gibt es mehrere gleitende Säugetiere, die im Stande sind, vom Baum bis Baum mit fleischigen Membranen zwischen ihren Gliedern zu gleiten; einige können Hunderte von Metern auf diese Weise mit sehr wenig Verlust in der Höhe reisen. Fliegender Frosch-Gebrauch hat außerordentlich Schwimmfüße zu einem ähnlichen Zweck vergrößert, und dort fliegt Eidechsen, die ihre beweglichen Rippen in ein Paar von flachen gleitenden Oberflächen falten. "Fliegende" Schlangen verwenden auch bewegliche Rippen, um ihren Körper in eine aerodynamische Gestalt, mit hin und her Bewegung ziemlich dasselbe glatt zu machen, wie sie auf dem Boden verwenden.

Das Fliegen des Fisches kann damit gleiten hat einem Flügel ähnliche Flossen vergrößert und sind beobachtet worden, für Hunderte von Metern aufsteigend. Es wird gedacht, dass diese Fähigkeit durch die Zuchtwahl gewählt wurde, weil es ein wirksames Mittel der Flucht aus Unterwasserraubfischen war. Der längste registrierte Flug eines fliegenden Fisches war 45 Sekunden.

Der grösste Teil der Vogel-Fliege (sieh Vogel-Flug), mit einigen Ausnahmen. Die größten Vögel, der Strauß und der Emu, sind fantasielos, wie jetzt erloschener Dodos und Phorusrhacids waren, die die dominierenden Raubfische Südamerikas im Zeitalter von Cenozoic waren. Die nichtfliegenden Pinguine ließen Flügel an den Gebrauch unter Wasser anpassen und verwenden dieselben Flügel-Bewegungen, um zu schwimmen, den die meisten anderen Vögel für den Flug verwenden. Kleinste flugunfähige Vögel sind zu kleinen Inseln geboren, und führen einen Lebensstil, wo Flug wenig Vorteil zuteilen würde.

Unter lebenden Tieren, die fliegen, hat der Wandernde Albatros die größte Flügelspannweite, bis zu 3.5 Meter (11.5 ft); die Große Trappe hat das größte Gewicht, an 21 Kilogrammen (46 Pfunde) übersteigend.

Viele Arten von Kerbtieren fliegen auch (Sieh Kerbtier-Flug).

Mechanisch

Mechanischer Flug ist der Gebrauch einer Maschine, um zu fliegen. Diese Maschinen schließen Flugzeug wie Flugzeuge, Segelflugzeuge, Hubschrauber, autogyros, Luftschiffe, Ballons, ornithopters sowie Raumfahrzeug ein. Segelflugzeuge sind zum unangetriebenen Flug fähig. Eine andere Form des mechanischen Flugs segelt para, wo ein einem Fallschirm ähnlicher Gegenstand durch ein Boot gezogen wird. In einem Flugzeug wird Heben durch die Flügel geschaffen; die Gestalt der Flügel des Flugzeuges wird besonders für den Typ des gewünschten Flugs entworfen. Es gibt verschiedene Typen von Flügeln: gehärtet, halbgemildert, sweptback, rechteckig und elliptisch. Ein Flugzeugsflügel wird manchmal eine Tragfläche genannt, die ein Gerät ist, das Heben wenn Luftströme darüber schafft.

Überschall-

Überschallflug ist Flug schneller als die Geschwindigkeit des Tons. Überschallflug wird mit der Bildung von Stoß-Wellen vereinigt, die einen Schallboom bilden, der vom Boden gehört werden kann und oft erschreckend ist. Dieser shockwave nimmt ziemlich viel Energie zu schaffen, und das macht Überschallflug allgemein weniger effizient als Unterschallflug mit ungefähr 85 % der Geschwindigkeit des Tons.

Hyperschall-

Hyperschallflug ist sehr hoher Geschwindigkeitsflug, wo die Hitze, die durch die Kompression der Luft wegen der Bewegung durch die Luft erzeugt ist, chemische Änderungen zur Luft verursacht. Hyperschallflug wird durch das Wiedereingehen in Raumfahrzeug wie Space Shuttle und Soyuz erreicht.

Ballistisch

Atmosphärisch

Einige Dinge erzeugen wenig oder kein Heben und bewegen sich nur oder größtenteils unter der Handlung des Schwungs, des Ernstes, der Luftschinderei und stoßen in einigen Fällen. Das wird ballistischer Flug genannt. Beispiele schließen Bälle, Pfeile, Kugeln, Feuerwerk usw. ein.

Spaceflight

Im Wesentlichen ist eine äußerste Form des ballistischen Flugs, spaceflight der Gebrauch der Raumtechnologie, um den Flug des Raumfahrzeugs in und durch den Weltraum zu erreichen. Beispiele schließen ballistische Raketen, Augenhöhlenspaceflight usw. ein.

Spaceflight wird in der Raumerforschung, und auch in Handelstätigkeiten wie Raumtourismus und Satellitenfernmeldewesen verwendet. Der zusätzliche nichtkommerzielle Gebrauch von spaceflight schließt Raumsternwarten, Aufklärungssatelliten und andere Erdbeobachtungssatelliten ein.

Ein spaceflight beginnt normalerweise mit einem Rakete-Start, der den anfänglichen Stoß zur Verfügung stellt, um die Kraft des Ernstes zu überwinden, und das Raumfahrzeug von der Oberfläche der Erde antreibt. Einmal im Raum hat die Bewegung eines Raumfahrzeugs — sowohl wenn unangetrieben, als auch wenn unter dem Antrieb — durch das Gebiet der Studie bedeckt wird, astrodynamics genannt. Einige Raumfahrzeuge bleiben im Raum unbestimmt, einige lösen sich während des atmosphärischen Wiedereintritts auf, und andere erreichen eine planetarische oder Mondoberfläche für die Landung oder den Einfluss.

Geschichte

Luftfahrt

Leonardo da Vinci ist einer der am besten bekannten frühen Studenten des Flugs. Er hat viele Zeichnungen von Fallschirm-Flügeln, helicoptes und ornithopters gemacht.

Otto Lillienthal hat mehr als 200 gleitende Flüge gemacht und war einer der ersten, um Flug wissenschaftlich zu verstehen. Seine Arbeit wurde wiederholt und von den Brüdern von Wright erweitert, die gleitende Flüge und schließlich das erste kontrollierte und verlängerte gemacht haben, hat angetriebene Flüge besetzt.

Spaceflight

Spaceflight, besonders menschlicher spaceflight ist eine Wirklichkeit im 20. Jahrhundert im Anschluss an theoretische und praktische Durchbrüche durch Konstantin Tsiolkovsky und Robert H. Goddard geworden.

Physik

Es gibt verschiedene Annäherungen an den Flug. Wenn ein Gegenstand eine niedrigere Dichte hat als Luft, dann ist es schwimmend und ist im Stande, in der Luft zu schwimmen, ohne Energie zu verwenden. Ein schwererer als Lufthandwerk, bekannt als ein aerodyne, schließt flighted Tiere und Kerbtiere, Flugzeug des festen Flügels und rotorcraft ein. Weil das Handwerk schwerer ist als Luft, muss es Heben erzeugen, um sein Gewicht zu überwinden. Der Windwiderstand, der durch das Handwerk verursacht ist, das sich durch die Luft bewegt, wird Schinderei genannt und wird durch den treibenden Stoß außer im Fall vom Gleiten überwunden.

Einige Fahrzeuge verwenden auch Stoß für den Flug, zum Beispiel Raketen und Plünderer-Sprung-Strahlen.

Kräfte

Für den Flug wichtige Kräfte sind

• Treibender Stoß: (außer in Segelflugzeugen)
• Heben: geschaffen durch die Reaktion zu einem Luftstrom
• Schinderei: geschaffen durch die aerodynamische Reibung
• Gewicht: (geschaffen durch den Ernst)
• Ausgelassenheit: für leichter als Luftflug

Diese Kräfte müssen für den stabilen Flug erwogen werden, um vorzukommen.

Heben

Im Zusammenhang eines Luftstroms hinsichtlich eines fliegenden Körpers ist die Liftkraft der Bestandteil der aerodynamischen Kraft, die auf der Fluss-Richtung rechtwinklig ist. Es hebt sich von der Schinderei-Kraft ab, die der parallele Bestandteil der aerodynamischen Kraft ist. In allen Fällen wird aerodynamisches Heben mit dem Druck auf den Flügel vereinigt, der über das Gebiet der Flugoberflächen resümiert, um die Liftkraft zu schaffen, und es eine Nettobewegung von Luft in der entgegengesetzten Richtung von der Kraft gibt, die durch diesen Druck in Übereinstimmung mit dem dritten Gesetz von Newton der Bewegung indirekt geschaffen wird.

Heben wird mit dem Flügel eines Flugzeuges allgemein vereinigt, obwohl Heben auch durch Rotoren auf rotorcraft erzeugt wird. Während allgemeine Bedeutungen des Wortes "" darauf hinweisen, dass Heben Ernst entgegensetzt, kann aerodynamisches Heben in jeder Richtung sein. Wenn ein Flugzeug in der Vergnügungsreise zum Beispiel ist, setzt Heben wirklich Ernst entgegen, aber kommt in einem Winkel vor, wenn es klettert, hinuntersteigend oder Bankwesen.

Heben kann auch auf eine verschiedene Weise vorkommen, wenn die Luft nicht noch besonders ist, wenn es einen Aufwind gibt, der erwartet ist ("thermals") oder Wind zu heizen, der entlang dem schrägen Terrain oder den anderen meteorologischen Bedingungen bläst. Diese Form des Hebens erlaubt aufzusteigen und ist für das Gleiten besonders wichtig. Es wird von Vögeln und Segelflugzeugen verwendet, um in der Luft seit langen Zeiträumen mit wenig Anstrengung zu bleiben.

Schinderei

Für einen festen Gegenstand, der sich durch eine Flüssigkeit bewegt, ist die Schinderei der Bestandteil der hydrodynamischen oder aerodynamischen Nettokraft, die gegenüber der Richtung der Bewegung handelt. Die Teilsenkrechte zu dieser Richtung wird als Heben betrachtet. Deshalb setzt Schinderei der Bewegung des Gegenstands entgegen, und in einem angetriebenen Fahrzeug wird es durch den Stoß überwunden.

Verhältnis des Hebens zur Schinderei

Wenn Heben durch die Bewegung eines Gegenstands durch die Luft geschaffen wird, lenkt das die Luft ab, und das ist die Quelle des Hebens. Für den anhaltenden Horizontalflug muss Heben dem Gewicht gleich sein.

Jedoch verursacht dieses Heben unvermeidlich eine Schinderei auch, und es stellt sich heraus, dass die Leistungsfähigkeit der Liftentwicklung mit einem Verhältnis des Hebens zur Schinderei für ein Fahrzeug vereinigt werden kann; die Verhältnisse des Hebens zur Schinderei sind über eine breite Reihe von Geschwindigkeiten ungefähr unveränderlich.

Verhältnisse des Hebens zur Schinderei werden gewöhnlich mit einem Windkanal gefunden. Verhältnisse des Hebens zur Schinderei für das praktische Flugzeug ändern sich von ungefähr 4:1 bis zu 60:1 oder mehr. Die niedrigeren Verhältnisse sind allgemein für Fahrzeuge und Vögel mit relativ kurzen Flügeln, und die höheren Verhältnisse sind für Fahrzeuge mit sehr langen Flügeln wie Segelflugzeuge. Im Allgemeinen erlauben lange Flügel einem großen Betrag von Luft, abgelenkt und durch einen kleinen Betrag, aber nicht einen kleinen Betrag von Luft durch einen großen Betrag beschleunigt zu werden. Da Energie ein Quadratgesetz über die Ablenkungsgeschwindigkeit ist, wohingegen Heben eine geradlinige Beziehung ist, braucht man weniger Energie, und weniger liftveranlasste Schinderei wird mit längeren Flügeln geschaffen.

Stoß, um Verhältnis zu beschweren

Verhältnis des Stoßes zum Gewicht ist, wie sein Name, das Verhältnis des sofortigen Stoßes zum Gewicht darauf hinweist (wo Gewicht Gewicht bei der Standardbeschleunigung der Erde bedeutet). Es ist eine ohne Dimension Parameter-Eigenschaft von Raketen und anderen Düsenantrieben und Fahrzeuge, die durch solche Motoren (normalerweise Raumboosterraketen und Strahlflugzeug) angetrieben sind.

Wenn das Verhältnis des Stoßes zum Gewicht größer ist als die lokale Ernst-Kraft (ausgedrückt in gs), dann kann Flug ohne jede Vorwärtsbewegung oder jedes aerodynamische Heben vorkommen, das erforderliche.

Wenn die Verhältnis-Zeiten des Stoßes zum Gewicht das Verhältnis des Hebens zur Schinderei ist größer als lokaler Ernst dann Take-Off mit dem aerodynamischen Heben, möglich sind.

Flugdynamik

Flugdynamik ist die Wissenschaft von Luft und Raumfahrzeugorientierung und Kontrolle in drei Dimensionen. Die drei kritischen Flugdynamik-Rahmen sind die Winkel der Folge in drei Dimensionen über das Zentrum des Fahrzeugs der Masse, die als Wurf, Rolle und Gieren bekannt ist (Sieh Folgen von Tait-Bryan für eine Erklärung).

Die Kontrolle dieser Dimensionen kann einen horizontalen Ausgleicher einschließen (d. h. "ein Schwanz"), Querruder und andere bewegliche aerodynamische Geräte, die winkelige Stabilität d. h. Flugeinstellung kontrollieren (der der Reihe nach Höhe betrifft, gehend). Flügel werden häufig ein bisschen aufwärts umgebogen - sie haben "positiven zweiflächigen Winkel", der innewohnende Rollenstabilisierung gibt.

Energieeffizienz

Stoß zu schaffen, um im Stande zu sein, Höhe zu gewinnen, und die Luft durchzuführen, um die mit dem Heben vereinigte Schinderei zu überwinden, nimmt alles Energie. Verschiedene Gegenstände und zum Flug fähige Wesen ändern sich in der Leistungsfähigkeit ihrer Muskeln, Motoren, und wie gut das in den Vorwärtsstoß übersetzt.

Treibende Leistungsfähigkeit bestimmt, wie viel Energiefahrzeuge von einer Einheit des Brennstoffs erzeugen.

Reihe

Die Reihe, die Flugartikel angetrieben hat, kann erreichen wird durch ihre Schinderei schließlich beschränkt, sowie wie viel Energie sie an Bord versorgen können.

Für das angetriebene Flugzeug wird die nützliche Energie durch ihren Kraftstoffbruchteil bestimmt - welcher Prozentsatz des Take-Off-Gewichts Brennstoff, sowie die spezifische Energie des verwendeten Brennstoffs ist.

Verhältnis der Macht zum Gewicht

Alle Tiere und zum anhaltenden Flug fähige Geräte brauchen relativ hohe Verhältnisse der Macht zum Gewicht, um im Stande zu sein, genug Heben zu erzeugen und/oder zu stoßen, um zu erreichen, entfernen sich.

Take-Off und Landung

Fahrzeuge, die fliegen können, können verschiedene Wege zum Take-Off und Land haben. Herkömmliche Flugzeuge beschleunigen sich entlang dem Boden, bis genügend Heben für das Take-Off erzeugt wird, und kehren Sie den Prozess für die Landung um. Ein Flugzeug kann Take-Off mit der niedrigen Geschwindigkeit, das wird ein kurzes Take-Off genannt. Ein Flugzeug wie Hubschrauber und Plünderer-Sprung-Strahlen kann Take-Off und Land vertikal. Raketen auch gewöhnlich landet Take-Off und vertikal, aber einige Designs können horizontal landen.

Leitung, Navigation und Kontrolle

Leitung

Ein Leitungssystem ist ein Gerät, oder die Gruppe von Geräten hat gepflegt, ein Schiff, Flugzeug, Rakete, Rakete, Satelliten oder anderes Handwerk zu befahren. Gewöhnlich bezieht sich das auf ein System, das ohne direkte oder dauernde menschliche Kontrolle schifft. Systeme, die beabsichtigt sind, um einen hohen Grad der menschlichen Wechselwirkung zu haben, werden gewöhnlich ein Navigationssystem genannt.

Navigation

Im Flugzeug ist erfolgreiche Luftnavigation mit dem Steuern eines Flugzeuges von Ort zu Ort verbunden ohne, verloren zu werden, die Gesetze übertretend, die für das Flugzeug gelten, oder die Sicherheit von denjenigen an Bord oder auf dem Boden gefährden.

Die Techniken, die für die Navigation in der Luft verwendet sind, werden abhängen, ob das Flugzeug laut der Sichtflug-Regeln (VFR) oder der Instrument-Flugregeln (IFR) fliegt. Im letzten Fall wird der Pilot exklusiv Verwenden-Instrumente und Radionavigationshilfe wie Leuchtfeuer, oder wie geleitet, unter der Radarkontrolle durch die Flugsicherung befahren. Im VFR Fall wird ein Pilot Verwenden-Koppeln größtenteils befahren, das mit Sehbeobachtungen verbunden ist (bekannt als Lotsen), bezüglich passender Karten. Das kann mit der Radionavigationshilfe ergänzt werden.

Kontrolle

Flug

Ein herkömmliches Flugzeugsflugregelsystem des festen Flügels besteht aus Flugkontrolloberflächen, den jeweiligen Cockpit-Steuerungen, Verbindungen und die notwendigen Betriebsmechanismen verbindend, eine Richtung eines Flugzeuges im Flug zu kontrollieren. Flugzeugsmotorsteuerungen werden auch betrachtet, weil Flug kontrolliert, weil sie Geschwindigkeit ändern.

Verkehr

Im Fall vom Flugzeug wird Luftverkehr von Luftverkehr-Regelsystemen kontrolliert.

Kollisionsvermeidung ist der Prozess, Raumfahrzeug zu kontrollieren, um zu versuchen, Kollisionen zu verhindern.

Flugsicherheit

Luftsicherheit ist ein Begriff, der die Theorie, Untersuchung und Kategorisierung von Flugmisserfolgen und die Verhinderung solcher Misserfolge durch die Regulierung, Ausbildung und Ausbildung umfasst. Es kann auch im Zusammenhang von Kampagnen angewandt werden, die das Publikum betreffs der Sicherheit des Luftreisens informieren.

Siehe auch

• Aerodynamik
• Levitation
• Transvection, der (fliegt)

Links

• 'Vögel im Flug und den Flugzeugen' durch den Evoluntionary Biologen und erzogenen Ingenieur John Maynard-Smith Freeview

Video durch das Wissenschaftsvertrauen von Vega zur Verfügung gestellt.