Як літає літак?

Всякий раз перед посадкою літака в салоні можна почути: «Ну як така махина взагалі злітає?» Сам дивуюся, хоча вивчав механіку суцільних середовищ.

Справа в тому, що нас обманює інтуїція. Здається, що літак піднімає вгору натиск зустрічного повітря, а причина зовсім в іншому.

Загадка підйомної сили крила літака спочатку була вирішена на практиці. У 1876 році контр-адміралом російського флоту Олександром Можайским була побудована модель літака - «летучка» - з трьома гвинтами, приводиться в рух заведеної часовий пружиною. У 1903 році брати Уілбур і Орвілл Райт побудували справжній літак з бензиновим двигуном, вирішивши головну проблему - управління польотом, а в 1906 році російський професор Микола Жуковський теоретично пояснив виникнення підйомної сили крила і дав формулу її розрахунку.

Підйомна сила крила пояснюється тим, що при русі літака струменя повітря обтікають крило і тиск повітряного середовища на нього змінюється. На верхній стороні завдяки опуклості крила і наявності позитивного кута атаки (нахилу площини крила по відношенню до напрямку руху літака) повітря в струмені рухається з більшою швидкістю, ніж на нижній, зазвичай плоскій стороні. В результаті тиск повітря на нижньому боці крила виявляється більше, ніж на верхній. Це і означає виникнення підйомної сили.

Якщо взяти смужку паперу і подути уздовж неї зверху, то тиск повітря на верхній стороні знизиться і смужка підніметься вгору. Так діє підйомна сила, така ж, як і на крилі літака. І так само, як при обтіканні крила, уздовж верхньої поверхні смужки повітря рухається швидко, а під нижньою практично завмирає. Від цього і виникає різниця тисків.

При розбігу і польоті літак повинен досягти певної швидкості, щоб підйомна сила зрівнялася з його вагою.

Треба зауважити, що різниця тисків на сторонах крила не так велика. Наприклад, новітній аеробус А-380 при повному завантаженні і заправці має вагу не більше 560 тонн, а площа його крил трохи менше 1700 м2. Поділивши одне на інше, одержуємо, що для підйому цього гіганта середня різниця тисків на крило повинна бути всього 0,033 атмосфери, тобто 33 г / см2. Приблизно таку ж величину становить нормальний тиск в легенях людини.

Найменший літак в світі BD-5T має довжину менше 4,5 м. Він коштує близько 45 000 доларів, і його можна зібрати з поставляються деталей. Злітна вага BD-5 дорівнює 413 кг, а площа крил становить приблизно 8 м2. Виходить, що для його злету досить перепаду тисків між нижньою і верхньою поверхнею крила всього 0,005 атмосфери. Це в сім разів менше, ніж для аеробуса, але ж той і важить в 1500 разів більше. Будь ласка, самі вирішите, чому дивуватися.

Вивчаючи принципи польоту, я натрапив на самовчитель для вертолітників і прочитав таку фразу: «У той же самий час ви повинні використовувати вашу іншу руку на важелі контролю, який знаходиться прямо перед вами, щоб перемістити вертоліт вперед, назад або в будь-яку іншу сторону, як ніби ви керуєте звичайним літаком ».

Владимир Антонец
Простые вопросы. Книга, похожая на энциклопедию

Зміст