Lot bez napędu

Lot bez zasilania to zdolność do pozostania w powietrzu przez pewien czas bez użycia jakiegokolwiek źródła zasilania. Istnieje kilka rodzajów lotu bez napędu. Niektóre zostały wykorzystane przez naturę, inne przez ludzkość, a niektóre przez obie.

Samoloty bez napędu to statki powietrzne, które mogą latać bez żadnego mechanizmu napędowego.

Zdolność do latania na krótkich lub długich dystansach bez zasilania ewoluowała wielokrotnie w przyrodzie. Wiele stworzeń zdolnych do długotrwałego lotu napędzanego skrzydłami również szybuje bez napędu przez większość czasu, gdy są w powietrzu.

Lot bez zasilania

Klasyfikacja metod lotu

Pennycuick dzieli lot zwierząt na trzy typy: spadochroniarstwo, szybownictwo i silnik. Zauważa jednak, że nie mają one ostrych granic. Na przykład w pewnym momencie postrzega spadochrony jako bezsilnikowe i jako prymitywną formę szybowania, podczas gdy samo szybowanie widzi jako napędzane ruchem powietrza (wiatrem). Inne metody, takie jak lot lżejszy od powietrza, są stosowane tylko przez człowieka.

W tym artykule dokonano następujących rozróżnień między typami lub metodami lotu bez napędu, w oparciu o ich cechy:

Lżejszy niż powietrze - Trwały lot, napędzany przez gęstość mniejszą niż powietrze bez konieczności ruchu do przodu,
Dryfowanie - Trwały swobodny lot dzięki małej prędkości opadania w porównaniu z prędkością prądu wstępnego,
Spadochroniarstwo - opadanie w pionie spowolnione przez duży opór powietrza, choć prawdopodobnie z niewielkim ruchem poziomym (lub czasami definiowane jako lot pod kątem schodzenia większym niż 45 stopni),
Szybowanie - lot do przodu z płynnym przepływem powietrza (lub czasami określany jako lot z kątem schodzenia mniejszym niż 45 stopni),
Szybowanie - Trwały swobodny lot szybowniczy, czerpiący energię z wznoszącego się powietrza,
Kiting - lot na uwięzi przy użyciu pochylonej płaszczyzny, aby wytworzyć siłę wiatru skierowaną do góry.

Zostały one podsumowane w tabeli:

Charakterystyka i metody lotu
		Tryb samolotowy
		Krótki czas trwania	Trwały swobodny lot	Na uwięzi
Ruch do przodu w powietrzu	Nic	Nie sklasyfikowany jako lot	Lżejszy od powietrza Dryfujący	Lżejszy od powietrza
	Wolniejszy niż ruch w dół	Spadochroniarstwo	Spadochroniarstwo	Nie sklasyfikowany jako lot
	Szybszy niż ruch w dół	Szybownictwo	Strzelisty	kitesurfing

Metody lotu i zastosowanie

Niektóre przykłady użycia przedstawiono w poniższej tabeli:

Metody lotu a użytkowanie
	Samolot	Zwierząt	Rośliny i grzyby
Lżejszy od powietrza	Balon	—	—
Dryfowanie	—	Małe owady	Zarodniki, nasiona orchidei
Spadochroniarstwo	Spadochron	Pająk latawiec	Obrotowe skrzydła (klon, jawor) Włosy (mniszek lekarski)
Szybownictwo	Szybowiec	Latająca wiewiórka	Skrzydlate nasiona ( Alsomitra macrocarpa )
Strzelisty	Szybowiec	Albatros
kitesurfing	Latawiec Rotor

Lżejszy od powietrza

Lżejszy od powietrza lot jest używany tylko przez człowieka. Niezasilany, lżejszy od powietrza statek powietrzny nazywa się balonem.

Balony

Balon to worek wypełniony gazem o mniejszej gęstości niż otaczające powietrze, aby zapewnić wypór . Gazem może być gorące powietrze, wodór , hel lub, w przeszłości, gaz węglowy . Wykorzystanie gazów wypornościowych nie jest znane w świecie przyrody.

Balon może być uwiązany jak latawiec lub dryfować z wiatrem w locie swobodnym. Pilot może kontrolować wysokość swobodnie latającego balonu, ogrzewając gaz lub uwalniając balast. Kierunek wiatru często zmienia się wraz z wysokością, więc może to zapewnić pewien stopień kontroli kierunku.

Dryfowanie

Swobodnie spadający obiekt, który nie jest przystosowany do lotu, może być utrzymywany przez wiatr tylko wtedy, gdy jest bardzo lekki i spada wolniej niż wiatr wieje go w górę. Wystarczająco lekki obiekt może wykorzystywać prądy wstępne i dryfować na wietrze w ten sposób przez długi czas.

zarodników pleśni i bakterii , nawet żywych bakterii, jest na tyle małych, że mogą dryfować na duże odległości i na duże wysokości z wiatrem.

Niektóre rośliny również wykorzystują wiatr do rozsiewania nasion w ten sposób. Nasiona orchidei są bardzo małe i przypominają pył.

Spadochroniarstwo

Brytyjski spadochroniarz ląduje

Spadochroniarstwo to zasadniczo spadanie lub dryfowanie, ale z aerodynamiczną powierzchnią hamowania. Wysoki stosunek powierzchni do masy zmniejsza prędkość opadania spadochronu , pozwalając mu pozostać w powietrzu przez dłuższy czas. Powierzchnia aerodynamiczna może również umożliwiać niewielki ruch do przodu, ale spadochron zawsze spada szybciej, niż może podróżować do przodu. Przepływ powietrza wokół spadochronu jest zwykle turbulentny.

Małe stworzenia i nasiona, które rozwinęły spadochrony, mogą być niesione przez wiatr na duże odległości. Wśród roślin nasiona mniszka lekarskiego , trojeści mlecznej i topoli mają włosy, które działają jak spadochrony. Niektóre pająki rzucają spadochrony z nici. Chociaż robią to głównie małe pająki, zaobserwowano, że dorosłe osobniki ważące ponad 100 mg i wielkości ciała do 14 mm rzucają spadochrony o średnicy metra w silny prąd wstępujący.

Spadochroniarstwo jest również używane przez większe stworzenia i nasiona do pokonywania krótszych odległości. Nasiona klonu , sosny i jaworu mają jedno lub dwa skrzydła, które działają jak spadochrony, pomagając w rozsiewaniu nasion . Latające żaby używają swoich płetwiastych stóp jako spadochronów.

Szybownictwo

Lot szybowcowy wymaga wstępnego startu, który daje obiektowi wystarczającą energię do latania.

Szybowiec tuż po starcie z Salève we Francji

Winda aerodynamiczna

Zasady siły nośnej są wspólne zarówno dla samolotów natury, jak i stworzonych przez człowieka. Gdy aeronauta spada, rozpostarte skrzydła są ustawiane pod kątem w stosunku do nadlatującego powietrza, aby wytworzyć szybki przepływ powietrza do przodu nad skrzydłem. Ten przepływ generuje siłę nośną , która spowalnia prędkość opadania. Rezultatem jest lot szybowcowy , w przeciwieństwie do prostego opadania jak na spadochronie .

Jeśli powietrze unosi się szybciej niż obiekt opada, zostanie uniesione do góry. W ten sposób ślizgający się obiekt może uzyskać dodatkową energię potencjalną ze źródeł takich jak termika i podnoszenie grzbietu.

Szybowiec

Szybowce obejmują szybowce , lotnie i paralotnie . Muszą uzyskać początkową energię ruchu z procesu startu. Start może odbywać się poprzez wciągnięcie statku powietrznego w powietrze za pomocą liny holowniczej, za pomocą naziemnej wciągarki lub pojazdu lub za pomocą napędzanego samolotu typu „holownik”. W przypadku samolotów wystrzeliwanych z nóg istnieje również możliwość zwykłego zejścia z wysokiego miejsca. Po zwolnieniu szybowiec leci swobodnie.

Szybujące zwierzęta

Do stworzeń zdolnych do wystrzelenia się w powietrze i szybowania na krótkie odległości należą:

Strzelisty

Loty bez napędu o dłuższym czasie trwania i na odległość są możliwe, jeśli w celu uzyskania energii wykorzystuje się wznoszące się powietrze . Może to dodatkowo zmniejszyć prędkość opadania lub nawet zwiększyć wysokość, co jest znane jako szybowanie .

Szybowanie ma miejsce, gdy obiekt / zwierzę uzyskuje dodatkową energię z unoszącego się powietrza bez wywierania jakiejkolwiek siły, aby pozostać w powietrzu. Przykładem jest albatros , który jest dużym ptakiem morskim znanym ze swojej zdolności do utrzymywania się w powietrzu poprzez szybowanie nad falami przez wiele dni. Wiele innych ptaków, takich jak drapieżne i bociany , również celowo szybuje, aby wydłużyć czas przebywania w powietrzu. Owady są często łapane przez unoszące się powietrze i dlatego mogą być przez nie rozpraszane.

Wiele typów szybowców jest zaprojektowanych do wykorzystywania wznoszącego się powietrza i dlatego może również szybować.

kitesurfing

Przepływ powietrza nad uwiązanym obiektem może podnieść go do maksymalnej wysokości określonej częściowo przez długość uwięzi, a następnie umożliwić mu utrzymanie wysokości, gdy przepływ powietrza jest wystarczający. Taki uwiązany obiekt latający nazywa się latawcem.

Jeśli wieje wiatr, linkę można przymocować do stałego punktu. Ruch obiektu, takiego jak łódź motorowa, może być również wykorzystany do wytworzenia przepływu powietrza lub wzmocnienia wiatru. Ruchomym obiektem może być nawet kolejny latawiec.

Latawce załogowe były puszczane w różnych celach.

Zobacz też

Bibliografia

Pennycuick, CJ; Lot zwierząt , Arnold (1972).

Linki zewnętrzne

Media związane z lotem Unpowered w Wikimedia Commons