Varför kan glidflygplan flyga så länge?

För att hålla ett flygplan som flyger måste du fortsätta att lägga till energi. I ett flygplan med en motor är energin främst i form av bränsle.

I en glidflygning kommer tilläggsenergin från lyftverkan av stigande luft. Gliderpiloter kommer att hitta områden med stigande luft (de har känsliga instrument för att hjälpa till med detta) och cirkla i det området för att öka höjden. När de har tillräcklig höjd, kommer de att flyga i en mer eller mindre rak linje mot destinationen, stoppa på vägen till cirkel igen och få högre höjd.

Större luft kan komma från "termiska" (varm luft bubblar upp genom atmosfären), "åslyft" (luft som stigar uppför en sluttning), "våglyft" (producerad av berg) och andra. Du kan läsa mer om hissen på Lyft (stigande) . Det finns olika flygtekniker som krävs för att bäst dra nytta av varje slags lift.

Glidflygplanet och ett pappersflygplan är utformade och drivna på olika sätt som påverkar deras stallningsegenskaper.

• Båda flygplanen handlar en form av energi (potentiell energi eller höjd) för att vinna en annan (kinetisk energi eller framåtriktad hastighet). I allmänhet är glidflygplanen i (en kontrollerad) nedstigning om de inte stöter på termiska eller stigande luft. Detta orsakar deras glidning. Samma sak händer med några unpowered flygplan; Glidflygplanen har dock mycket höjd att förbrukas jämfört med pappersflygplanet.
• Glidarna är konstruerade för att vara mycket aerodynamiskt effektiva, med extremt höga lyftdragningsförhållanden, vanliga inom området 50: 1 eller mer. Det betyder att de kan glida för extremt långa avstånd, lämnas till sina egna enheter. Pappersflygplanen är inte så här. Men med rätt design kan de göras för att flyga längre.
• Glidflygplanen flyger vanligtvis av (skickliga) piloter, som vet hur man hittar och utnyttjar de ovannämnda termalerna, uppåtriktade luftströmmar, etc. som hjälper till att öka höjden och hålla flyget i luft längre.
• De flesta glidflygplanen är extremt stabila jämfört med pappersflygplanet (som vanligtvis bara har en vinge och ingen stabilisator), vilket förhindrar att de stannar när de lämnas ensamma. Faktum är att i vissa glidflygplan är det bästa sättet att återhämta kontrollen att släppa av kontrollerna. Det betyder i grunden att glidaren återgår till nivåflyg när inga kontrollinmatningar ges.

Du jämför 2 olika saker, pappersplanet och glidbanan. Glider tar väder till fördel för att öka sin höjd och upprätthålla flygning. Pappersplanen upplever inte samma väderfenomen som glidflygplanen gör. Och naturligtvis saknar de pilot- och kontrollytor.

Wikipedia nämner 4 sätt att få energi:

• Thermals (where air rises due to heat),
• Ridge lift, where air is forced upwards by a slope,
• Wave lift, where a mountain produces a standing wave,
• Convergence, where two air masses meet

Många människor nämnde skillnaden i form av vingarna och flygbladet. Men även om du bara enkelt sköljer en riktig svängare till en 5 cm vingspets, kommer den inte att flyga lika bra som den stora.

Reynolds nummer för småskaliga planet är väldigt liten och det viskösa draget blir stort. Turbulens kommer inte att vara stark nog för att förhindra flödesskillnad vid angreppsvinklar som fortfarande är OK för det riktiga planet, eftersom det laminära gränskiktet är mer mottagligt för separation. Separationen minskar kraftigt den genererade hissen och kan leda till stall.

Det betyder inte att ditt pappersplan alltid stannar, men du måste vara försiktig med angreppsvinkeln och spela med tyngdpunkten.

Små modeller måste använda speciella låga Reynolds antal flygblad , men kommer aldrig att vara lika effektivt som större glidflygplan, eftersom hudfriktionsdragen är så viktig. Även typiska radiostyrda glidermodeller är vanligtvis mycket större än vanliga pappersplan.

I grund och botten arbetar den aerodynamiska formen och vingeformen tillsammans med lyftkraften för att hålla glidaren upp under långa perioder.

På ett eller annat sätt måste ett flygande objekt trycka på luften för att fortsätta flyga. Med tanke på att luften är flytande måste vi göra förändringen i luftens momentum åtminstone lika stor som flygplanets vikt. Nu:

• force = skillnad i (masshastighet)

Men förändringen i energi som krävs för att göra detta ensam går som

• energiändring = förändring i (masshastighet kvadrerad )

Så för effektiv flygning vill vi trycka ner en stor massa luft med liten förändring i vertikal hastighet, snarare än en liten massa luft med stor hastighet.

Glider, med sina långa, smala vingar, är optimerade för att göra det här: de flyger relativt långsamt och avlyser en relativt stor massa luft och trycker ner det försiktigt.

På andra sidan måste vertikala startdysor, som Harrier, ta det motsatta tillvägagångssättet. De behöver flyga snabbt, så i svävar skjuter de ner en relativt liten massa av luft mycket snabbt. Detta är fruktansvärt ineffektivt så att en Harrier inte kan sväva mycket länge innan bränslet är uttömt.

Förutom detta är en glider relativt lätt eftersom den inte behöver bära bränsle eller en motor. Det görs också en jämn och höjd som möjligt för att minska luftmotståndet.

Andra personer har redan nämnt användningen av väder för att hålla glidbanan flytande längre.

Jag tror att du frågar, "Hur fungerar vingarna?"

Flygplansvingar modelleras efter vad vi har sett i naturen. Den grundläggande formen är vingen är platt på botten och böjd på toppen. Denna kurva liknar en kurva som finns på en del av ett ägg med huvuddelen av bredden som ligger framför vingen. (Du kan google upp mer optimerade former.)

Vidarebefordran kommer att komprimera luften över den främre delen av vingen men kommer också att skapa lite drag i processen. Den följande delen av vingen smälter långsamt till bakkanten. Denna del av vingen är det område som har det negativa luftutrymmet (hissen). Det är detta negativa utrymme som alla flygplan bygger på. Helikopterbladen och motorns propellrar utnyttjar också denna grundläggande form.

En nybörjare är en släp, men efter det är de beroende av kraften för framdrivning och hissen som skapas av vingeformen, förutom att väder hjälper.

Jämfört med att [utan att använda specialiserade mätverktyg eller gå in i en högre matematisk förklaring, har flatnessen av] ett pappersflygplan [endast försumbar] lyfta [jämförs med en optimerad manslagad vinge eller vinge som finns i naturen] och åberopar enbart på dig för en gång framdrivning [om du inte har turen att hitta ett avgasrör eller liknande att flyga över].

Anledningen till att en Glider kan stanna upp är av enkla skäl att piloten är där för att läsa vädret och terrängen och att koaxera flygplanet längs områden och lyftlinjer.