V akom uhle lietadlo letí. Prečo lietadlá nemôžu vzlietnuť v extrémnych horúčavách
Pravdepodobne neexistuje človek, ktorý by si pri pohľade na letiace lietadlo nepoložil otázku: "Ako to robí?"
Ľudia vždy snívali o lietaní. Ikara možno pravdepodobne považovať za prvého aeronauta, ktorý sa pokúsil vzlietnuť pomocou krídel. Potom, v priebehu tisícročí, mal veľa nasledovníkov, ale skutočný úspech padol na bratov Wrightovcov. Sú považovaní za vynálezcov lietadla.
Vidieť na zemi obrovské osobné parníky, napríklad dvojposchodové boeingy, je úplne nemožné pochopiť, ako sa tento niekoľkotonový kovový kolos vznáša do vzduchu, pôsobí to tak neprirodzene. Navyše aj ľudia, ktorí celý život pracovali v odvetviach súvisiacich s letectvom a samozrejme, ktorí poznajú teóriu letectva, niekedy úprimne priznávajú, že nerozumejú tomu, ako lietadlá lietajú. Ale aj tak sa to pokúsime zistiť.
Lietadlo sa drží vo vzduchu vďaka naň pôsobiacemu „vztlaku“, ktorý nastáva iba v pohybe, ktorý zabezpečujú motory pripevnené na krídlach alebo trupe.
- Prúdové motory vrhajú späť prúd kerozínu alebo iných produktov spaľovania leteckého paliva, čím tlačia lietadlo dopredu.
- Lopatky vrtuľového motora sa zdajú byť priskrutkované do vzduchu a ťahajú lietadlo za sebou.
Zdvíhacia sila
Vztlak nastáva, keď prúd vzduchu prúdi okolo krídla. Vďaka špeciálnemu tvaru časti krídla má časť prúdenia nad krídlom vyššiu rýchlosť ako prúdenie pod krídlom. Horná plocha krídla je totiž konvexná, na rozdiel od plochého dna. Výsledkom je, že vzduch prúdiaci okolo krídla zhora musí prekonať väčšiu vzdialenosť, a teda aj vyššiu rýchlosť. A čím vyšší je prietok, tým nižší je tlak v ňom a naopak. Čím nižšia rýchlosť, tým väčší tlak.
V roku 1838, keď aerodynamika ako taká ešte neexistovala, opísal tento jav švajčiarsky fyzik Daniel Bernoulli, ktorý sformuloval zákon pomenovaný po ňom. Bernoulli však opísal prúdenie tekutín, no so vznikom a rozvojom letectva sa jeho objav ukázal ako veľmi príhodný. Tlak pod krídlom prevyšuje tlak zhora a tlačí krídlo a s ním aj lietadlo nahor.
Ďalšou zložkou zdvihu je takzvaný „uhol nábehu“. Krídlo je umiestnené v ostrom uhle k prichádzajúcemu prúdu vzduchu, vďaka čomu je tlak pod krídlom vyšší ako nad ním.
Ako rýchlo lietajú lietadlá?
Pre vznik zdvíhacej sily je potrebná určitá a pomerne vysoká rýchlosť pohybu. Rozlišujte medzi minimálnou rýchlosťou, je potrebné zdvihnúť sa od zeme, maximálnou a cestovnou, pri ktorej lietadlo letí väčšinu trasy, je to asi 80% maximálnej. Cestovná rýchlosť moderná vložky pre cestujúcich 850-950 km za hodinu.
Existuje aj pojem pozemná rýchlosť, čo je súčet rýchlosti vlastného lietadla a rýchlosti prúdov vzduchu, ktoré musí prekonať. Práve z nej sa vypočítava trvanie letu.
Rýchlosť potrebná na vzlet závisí od hmotnosti lietadla a pre moderné osobné lode sa pohybuje od 180 do 280 km za hodinu. Pristátie prebieha približne rovnakou rýchlosťou.
Výška
Nadmorská výška letu sa tiež nevyberá svojvoľne, ale je určená veľkým množstvom faktorov, spotrebou paliva a bezpečnostnými úvahami.
Na povrchu zeme je vzduch hustejší, preto má veľkú odolnosť voči pohybu, čo spôsobuje zvýšenú spotrebu paliva. S rastúcou nadmorskou výškou sa vzduch viac vypúšťa a odpor klesá. Za optimálnu výšku letu sa považuje asi 10 000 metrov. Zároveň je spotreba paliva minimálna.
Ďalšou významnou výhodou lietania vo vysokých nadmorských výškach je tu absencia vtákov, ktorých kolízie opakovane viedli ku katastrofám.
Civilné lietadlá nemôžu stúpať nad 12 000 - 13 000 metrov, pretože príliš silné vákuum narúša normálnu činnosť motorov.
Ovládanie lietadla
Lietadlo sa ovláda zvyšovaním alebo znižovaním ťahu motora. V tomto prípade sa mení rýchlosť, respektíve výška zdvihu a letu. Pre jemnejšie riadenie procesov zmeny výšky a obratov slúžia prostriedky mechanizácie krídla a kormidla umiestnené na zostave chvosta.
Vzlet a pristátie
Aby bol zdvih dostatočný na zdvihnutie lietadla zo zeme, musí vyvinúť dostatočnú rýchlosť. Na to slúžia dráhy. Pre ťažké osobné alebo dopravné lietadlá sú potrebné dlhé dráhy, 3-4 kilometre.
Stav vzletových a pristávacích dráh je starostlivo monitorovaný letiskovými službami, ktoré ich udržiavajú v dokonale čistom stave, pretože cudzie predmety, ktoré sa dostanú do motora, môžu viesť k nehode a sneh a ľad na dráhe predstavujú veľké nebezpečenstvo počas vzletu a pristátia.
Keď lietadlo vzlietne, príde okamih, po ktorom už nie je možné vzlet zrušiť, pretože rýchlosť sa zvýši tak, že lietadlo už nebude môcť zastaviť na dráhe. Tomu sa hovorí „rýchlosť rozhodovania“.
Pristátie je veľmi zásadným momentom letu, piloti postupne spomaľujú, v dôsledku čoho klesá vztlak a klesá lietadlo. Tesne pred zemou je rýchlosť už taká nízka, že na krídlach sú vysunuté klapky, ktoré trochu zvyšujú vztlak a umožňujú lietadlu jemne pristáť.
Bez ohľadu na to, aké zvláštne sa nám to môže zdať, lietadlá lietajú a v prísnom súlade s fyzikálnymi zákonmi.
Pri pohľade na lietadlo letiace na oblohe sa často čudujeme, ako lietadlo vzlietne. Ako lieta? Lietadlo je predsa oveľa ťažšie ako vzduch.
Prečo vzducholoď stúpa
Vieme, že balóny a vzducholode sa dvíhajú do vzduchu Archimedova sila ... Archimedov zákon pre plyny hovorí: „ Na teleso ponorené do plynu pôsobí ako vztlaková sila rovnajúca sa gravitačnej sile plynu vytlačenej týmto telesom. ... Táto sila má opačný smer ako gravitačná sila. To znamená, že sila Archimeda smeruje nahor.
Ak sa gravitačná sila rovná sile Archimeda, potom je telo v rovnováhe. Ak je Archimedova sila väčšia ako gravitačná sila, telo stúpa vo vzduchu. Keďže balóny balónov a vzducholodí sú naplnené plynom, ktorý je ľahší ako vzduch, Archimedesova sila ich tlačí nahor. Archimedova sila je teda zdvíhacou silou pre lietadlá ľahšie ako vzduch.
Ale sila gravitácie lietadla výrazne prevyšuje silu Archimeda. Preto nemôže zdvihnúť lietadlo do vzduchu. Tak prečo to napokon vzlietne?
Zdvih krídla lietadla
Nárast vztlaku sa často pripisuje rozdielu v statických tlakoch prúdov vzduchu na hornom a dolnom povrchu krídla lietadla.
Uvažujme o zjednodušenej verzii vzhľadu zdvihu krídla, ktorý je umiestnený rovnobežne s prúdom vzduchu. Konštrukcia krídla je taká, že horná časť jeho profilu je konvexná. Prúdenie vzduchu okolo krídla je rozdelené na dva: horné a spodné. Rýchlosť podbehu zostáva prakticky nezmenená. Rýchlosť toho najvyššieho sa však zvyšuje, pretože musí za rovnaký čas prejsť dlhšiu vzdialenosť. Podľa Bernoulliho zákona platí, že čím vyšší je prietok, tým je v ňom nižší tlak. V dôsledku toho sa tlak nad krídlom zníži. Vzhľadom na rozdiel v týchto tlakoch, zdvíhacia sila, ktorý tlačí krídlo nahor a lietadlo stúpa spolu s ním. A čím väčší je tento rozdiel, tým väčšia je zdvíhacia sila.
Ale v tomto prípade nie je možné vysvetliť, prečo sa objaví zdvih, keď má profil krídla konkávne-konvexný alebo bikonvexný symetrický tvar. Koniec koncov, prúdy vzduchu tu prechádzajú rovnakou vzdialenosťou a neexistuje žiadny tlakový rozdiel.
V praxi je profil krídla lietadla v uhle k prúdeniu vzduchu. Tento uhol sa nazýva uhol nábehu ... A prúd vzduchu, ktorý sa zrazí so spodným povrchom takéhoto krídla, sa skosí a získa pohyb smerom nadol. Podľa zákon zachovania hybnosti na krídlo bude pôsobiť sila smerujúca opačným smerom, teda nahor.
Ale tento model, ktorý popisuje výskyt vztlaku, neberie do úvahy prúdenie okolo hornej plochy profilu krídla. Preto je v tomto prípade veľkosť zdvihu podhodnotená.
V skutočnosti je všetko oveľa komplikovanejšie. Vztlak krídla lietadla neexistuje ako nezávislá veličina. Toto je jedna z aerodynamických síl.
Prichádzajúci prúd vzduchu pôsobí na krídlo silou tzv plná aerodynamická sila ... A zdvíhacia sila je jednou zo zložiek tejto sily. Druhá zložka je ťahová sila. Celkový vektor aerodynamickej sily je súčtom vektorov vztlakovej sily a odporovej sily. Vektor zdvihu je nasmerovaný kolmo na vektor rýchlosti prúdenia vzduchu. A vektor sily čelného odporu je rovnobežný.
Celková aerodynamická sila je definovaná ako integrál tlaku okolo obrysu profilu krídla:
Y - zdvíhacia sila
R - ťah
dΩ - okraj profilu
R - hodnota tlaku okolo obrysu profilu krídla
n - normálne k profilu
Žukovského teorém
Ako vzniká krídlový vztlak ako prvý vysvetlil ruský vedec Nikolaj Jegorovič Žukovskij, ktorý je označovaný za otca ruského letectva. V roku 1904 sformuloval vetu o zdvíhacej sile telesa, ktoré je v rovinnom paralelnom prúdení ideálnej kvapaliny alebo plynu.
Zhukovsky predstavil koncept cirkulácie rýchlosti prúdenia, ktorý umožnil zohľadniť sklon prúdenia a získať presnejšiu hodnotu zdvíhacej sily.
Vztlaková sila nekonečného rozpätia krídla sa rovná súčinu hustoty plynu (kvapaliny), rýchlosti plynu (kvapaliny), rýchlosti prúdenia a dĺžky zvoleného segmentu krídla. Smer pôsobenia zdvíhacej sily sa získa otočením vektora rýchlosti prichádzajúceho prúdu v pravom uhle proti cirkulácii.
Zdvíhacia sila
Hustota média
Prietok v nekonečne
cirkulácia rýchlosti prúdenia (vektor je nasmerovaný kolmo na rovinu profilu krídla, smer vektora závisí od smeru cirkulácie),
Dĺžka segmentu krídla (kolmá na rovinu profilu).
Veľkosť vztlaku závisí od mnohých faktorov: uhol nábehu, hustota a rýchlosť prúdenia vzduchu, geometria krídla atď.
Žukovského teorém tvorí základ modernej teórie krídel.
Lietadlo môže vzlietnuť len vtedy, ak je vztlak väčší ako jeho hmotnosť. Rýchlosť rozvíja pomocou motorov. So zvyšujúcou sa rýchlosťou sa zvyšuje aj zdvíhacia sila. A lietadlo stúpa.
Ak sú zdvih a hmotnosť lietadla rovnaké, letí vodorovne. Letecké motory vytvárajú ťah - silu, ktorej smer sa zhoduje so smerom pohybu lietadla a je opačný ako smer odporu. Ťah tlačí lietadlo vzduchom. Pri vodorovnom lete konštantnou rýchlosťou sú ťah a odpor vyvážené. Ak zvýšite ťah, lietadlo začne zrýchľovať. Zvýši sa však aj odpor. A čoskoro budú opäť bilancovať. A lietadlo bude lietať konštantnou, ale vyššou rýchlosťou.
Ak sa rýchlosť zníži, zdvih sa zníži a lietadlo začne klesať.
Lietadlo patrí k lietadlám ťažším ako vzduch. To znamená, že na jeho let sú potrebné určité podmienky, kombinácia presne vypočítaných faktorov. Let lietadla je výsledkom pôsobenia vztlaku, ku ktorému dochádza, keď vzduch prúdi smerom ku krídlu. Otáča sa pod presne vypočítaným uhlom a má aerodynamický tvar, vďaka čomu sa pri určitej rýchlosti začína pohybovať nahor, ako hovoria piloti - „stojí vo vzduchu“.
Motory zrýchľujú lietadlo a udržujú jeho rýchlosť. Tryskové pohonné látky tlačia lietadlo vpred kvôli spaľovaniu petroleja a prúdu plynov unikajúcom z trysky veľkou silou. Vrtuľové motory „ťahajú“ lietadlo za sebou.
Krídlo moderného lietadla je statická konštrukcia a samo o sebe nemôže vytvárať vztlak. Schopnosť zdvihnúť viactonové vozidlo do vzduchu nastáva až po doprednom pohybe (zrýchlení) lietadla pomocou elektrocentrály. V tomto prípade krídlo umiestnené v ostrom uhle k smeru prúdenia vzduchu vytvára iný tlak: bude menej nad železnou doskou a viac pod produktom. Je to tlakový rozdiel, ktorý spôsobuje aerodynamickú silu, ktorá prispieva k stúpaniu.
Výťah lietadla pozostáva z nasledujúcich faktorov:
- Uhol nábehu
- Nesymetrický profil krídla
Sklon kovovej platne (krídla) voči prúdu vzduchu sa nazýva uhol nábehu. Zvyčajne pri zdvíhaní lietadla uvedená hodnota nepresahuje 3-5°, čo je dostatočné na vzlet väčšiny modelov lietadiel. Faktom je, že dizajn krídel prešiel od vzniku prvého lietadla veľkými zmenami a dnes ide o asymetrický profil s vypuklejším vrchným plechom. Spodná vrstva produktu sa vyznačuje plochým povrchom pre prakticky neobmedzené prúdenie vzduchu.
zaujímavé:
Gravitácia a gravitácia - Zaujímavosti, popis, foto a video
Schematicky proces generovania vztlaku vyzerá takto: horné prúdy vzduchu musia prejsť dlhšiu vzdialenosť (kvôli konvexnému tvaru krídla) ako spodné, pričom množstvo vzduchu za doskou by malo zostať rovnaké. V dôsledku toho sa horné pramienky budú pohybovať rýchlejšie, čím sa vytvorí oblasť zníženého tlaku podľa Bernoulliho rovnice. Priamy rozdiel tlaku nad a pod krídlom, spojený s činnosťou motorov, pomáha lietadlu získať potrebnú výšku. Malo by sa pamätať na to, že hodnota uhla nábehu by nemala prekročiť kritickú značku, inak zdvih klesne.
Krídla a motory nestačia na kontrolovaný, bezpečný a pohodlný let. Lietadlo je potrebné riadiť, pričom pri pristávaní je najviac potrebné presné ovládanie. Piloti nazývajú riadené pristátie pádom – rýchlosť lietadla sa zníži tak, že začne strácať výšku. Pri určitej rýchlosti môže byť tento pád veľmi hladký, výsledkom čoho je jemný dotyk kolies podvozku s pásom.
Ovládanie lietadla je úplne iné ako riadenie auta. Pilotov volant je navrhnutý tak, aby sa vychyľoval nahor a nadol a vytváral rolu. „Na seba“ je stúpanie. „Od seba“ je zostup, ponor. Aby ste mohli zatočiť, zmeniť kurz, musíte stlačiť jeden z pedálov a nakloniť lietadlo v smere zákruty volantom ... Mimochodom, v jazyku pilotov sa tomu hovorí „otočka“, resp. „otočte sa“.
Na otáčanie a stabilizáciu letu je v chvoste lietadla umiestnený vertikálny kýl. A malé „krídla“ pod a nad ním sú horizontálne stabilizátory, ktoré neumožňujú obrovskému stroju nekontrolovateľne stúpať a klesať. Na stabilizátoroch na ovládanie sú pohyblivé roviny - výťahy.
zaujímavé:
Prečo nepadajú hviezdy? Popis, foto a video
Na ovládanie motorov sú medzi sedadlami pilotov páčky – pri vzlete sú posunuté úplne dopredu, na maximálny ťah, to je režim vzletu potrebný na získanie vzletovej rýchlosti. Pri pristávaní sa páky stiahnu úplne dozadu – do režimu minimálneho ťahu.
Mnoho pasažierov so záujmom sleduje, ako zadná časť obrovského krídla pred pristátím náhle klesá. Ide o klapky, „mechanizáciu krídla“, ktorá plní niekoľko úloh. Pri klesaní plne vysunutá mechanizácia spomaľuje lietadlo, aby sa zabránilo jeho nadmernému zrýchleniu. Pri pristávaní, keď je rýchlosť veľmi nízka, vytvárajú klapky dodatočný zdvih pre hladkú stratu výšky. Počas vzletu pomáhajú hlavnému krídlu udržať lietadlo vo vzduchu.
Čoho sa pri lete netreba báť?
Momentov letu, ktoré môžu pasažiera vydesiť, je niekoľko - sú to turbulencie, prechod cez mraky a jasne viditeľné kmity krídlových konzol. Ale to nie je vôbec nebezpečné - konštrukcia lietadla je navrhnutá pre enormné zaťaženie, oveľa väčšie ako tie, ktoré vznikajú pri "hrboľatosti". Trasenie konzol by sa malo brať pokojne - to je prípustná flexibilita dizajnu a let v oblakoch zabezpečujú prístroje.
Prečo vtáky lietajú?
Krídlo vtáka je navrhnuté tak, aby vytváralo silu, ktorá je proti sile gravitácie. Koniec koncov, vtáčie krídlo nie je ploché ako doska, ale zakrivené ... To znamená, že prúd vzduchu obiehajúci krídlo musí prejsť po hornej strane dlhšiu dráhu ako po konkávnej spodnej. Aby sa oba prúdy vzduchu dostali na špičku krídla súčasne, musí prúdenie vzduchu nad krídlom postupovať rýchlejšie ako pod krídlom. Preto sa rýchlosť prúdenia vzduchu cez krídlo zvyšuje a tlak klesá.
Tlakový rozdiel pod a nad krídlom vytvára vztlak nahor, ktorý pôsobí proti gravitácii.
Pre niekoho je to aktuálne teraz, pre niekoho potom - kúpiť lacná letenka online. Môžete to urobiť tu! (Kliknite na obrázok!)
Po vstupe na stránku nastavte smer, dátum odletu (príletu), nastavte počet leteniek a počítač vám automaticky poskytne tabuľku s letmi pre tento dátum a pre ďalšie lety, možnosti, ich cenu.
Ak je to možné, musíte si lístok zarezervovať čo najskôr a uplatniť si ho rýchlejšie, kým je rezervácia platná. V opačnom prípade lacné letenky odplávajú. Všetky podrobnosti, zistite obľúbené destinácie z Ukrajiny si môžete objednať letenky a železničné lístky odkiaľkoľvek na ľubovoľné miesto na uvedenom obrázku - na webovej stránke http://711.ua/cheap-flights/.
Lietadlá sú veľmi zložité zariadenia, ktoré niekedy odstrašujú vo svojej zložitosti obyčajných ľudí, ľudí, ktorí nie sú oboznámení s aerodynamikou.
Hmotnosť moderných leteckých vložiek môže dosiahnuť 400 ton, ale pokojne sa vznášajú vo vzduchu, rýchlo sa pohybujú a dokážu prekonať obrovské vzdialenosti.
Prečo lietadlo letí?
Pretože on, ako vták, má krídlo!
Ak zlyhá motor, je to v poriadku, lietadlo poletí na druhom. Ak zlyhajú oba motory, história vie o prípadoch, že za takýchto okolností pristáli. Podvozok? Lietadlu nič nebráni pristáť na brucho, pri dodržaní určitých protipožiarnych opatrení sa ani nevznieti. Ale lietadlo nikdy nemôže lietať bez krídla. Pretože práve to vytvára zdvíhaciu silu.
Lietadlá nepretržite „prebiehajú“ vzduch s krídlami nastavenými v miernom uhle k vektoru rýchlosti prúdenia vzduchu. Tento uhol v aerodynamike sa nazýva „uhol nábehu“. "Uhol nábehu" je uhol sklonu krídla k neviditeľnému a abstraktnému "vektoru rýchlosti prúdenia". (pozri obr. 1)
Veda hovorí, že lietadlo letí, pretože na spodnej ploche krídla vzniká zóna zvýšeného tlaku, vďaka ktorej vzniká na krídle aerodynamická sila smerujúca kolmo na krídlo nahor. Pre lepšie pochopenie procesu letu sa táto sila rozloží podľa pravidiel vektorovej algebry na dve zložky: silu aerodynamického odporu X
(je nasmerovaný pozdĺž prúdu vzduchu) a zdvih Y (kolmý na vektor rýchlosti vzduchu). (pozri obr. 2)
Pri vytváraní lietadla sa veľká pozornosť venuje krídlu, pretože na ňom bude závisieť bezpečnosť letov. Pri pohľade cez okno si cestujúci všimne, že sa ohýba a chystá sa rozbiť. Nebojte sa, vydrží len kolosálne zaťaženie.
Za letu aj na zemi je krídlo lietadla „čisté“, má minimálny odpor vzduchu a dostatočný vztlak na udržanie lietadla vo výške letiacej veľkou rýchlosťou.
Keď však príde čas vzletu alebo pristátia, lietadlo musí letieť čo najpomalšie, aby na jednej strane nezmizol vztlak a na druhej strane kolesá vydržali dotyk so zemou. Na tento účel sa plocha krídla zväčší: klapky(lietadlo vzadu) a lamely(pred krídlom).
Ak je potrebné ďalej znížiť rýchlosť, potom sa v hornej časti krídla uvoľnia spojlery, ktoré pôsobia ako vzduchová brzda a znižujú vztlak.
Lietadlo sa stáva ako naježená šelma pomaly sa približujúca k zemi.
spolu: klapky, lamely a spojlery- nazývaná mechanizácia krídla. Mechanizáciu piloti manuálne vypúšťajú z kabíny pred štartom alebo pristátím.
Tento proces spravidla zahŕňa hydraulický systém (menej často elektrický). Mechanizmus vyzerá veľmi zaujímavo a zároveň je veľmi spoľahlivý.
Na krídle sú kormidlami (v leteckých krídelkách), podobne ako lodné (nie nadarmo sa lietadlu hovorí lietadlo), ktoré sa vychyľujú a nakláňajú lietadlo do požadovaného smeru. Zvyčajne sa vychyľujú synchrónne na ľavú a pravú stranu.
Tiež na krídle sú letecké svetlá , ktoré sú navrhnuté tak, aby zboku (zo zeme alebo inej roviny) bolo vždy viditeľné, ktorým smerom lietadlo letí. Faktom je, že červená je vždy vľavo a zelená vpravo. Niekedy sú vedľa nich umiestnené biele "blikajúce svetlá", ktoré sú v noci veľmi dobre viditeľné.
Väčšina charakteristík lietadla priamo závisí od krídla, jeho aerodynamickej kvality a ďalších parametrov. Vnútri krídla sú palivové nádrže (maximálne množstvo paliva na tankovanie veľmi závisí od veľkosti krídla), elektrické ohrievače sú umiestnené na nábežnej hrane, aby sa tam netvoril ľad pri daždi, podvozok je pripevnený ku koreňovej časti...
Rýchlosť lietadla je dosiahnutá pomocou elektrárne alebo turbíny... Vďaka elektrárni, ktorá vytvára ťah, je lietadlo schopné prekonať odpor vzduchu.
Lietadlá lietajú podľa fyzikálnych zákonov
Aerodynamika ako veda vychádza z t teorém Nikolaja Egoroviča Žukovského, vynikajúci ruský vedec, zakladateľ aerodynamiky, ktorý bol formulovaný dokonca v roku 1904... O rok neskôr, v novembri 1905, Žukovskij na stretnutí matematickej spoločnosti predstavil svoju teóriu o vytvorení zdvihu krídla lietadla.
Prečo lietajú lietadlá tak vysoko?
Letová výška moderných prúdových lietadiel je v rámci od 5000 do 10000 metrov nad morom... Dá sa to vysvetliť veľmi jednoducho: v tejto nadmorskej výške je hustota vzduchu oveľa menšia, a teda aj menší odpor vzduchu. Lietadlá lietajú vo veľkých výškach, pretože pri lete vo výške 10 kilometrov spotrebuje lietadlo o 80 % menej paliva ako pri lete vo výške jeden kilometer.
Prečo však potom nelietajú ešte vyššie, vo vyšších vrstvách atmosféry, kde je hustota vzduchu ešte menšia?
Faktom je, že na vytvorenie potrebného ťahu leteckým motorom je potrebný určitý minimálny prívod vzduchu... Preto má každé lietadlo najvyšší limit bezpečnej nadmorskej výšky, ktorý sa nazýva aj servisný strop. Napríklad praktický strop lietadla Tu-154 je asi 12 100 metrov.
Je dosť zvláštne pozorovať, ako sa niekoľkotonové vozidlo ľahko dvíha z dráhy a postupne naberá výšku. Zdalo by sa, že zdvihnúť takú ťažkú konštrukciu do vzduchu je nemožná úloha. Ale ako vidíme, nie je to tak. Prečo lietadlo nespadne a ako letí?
Odpoveď na túto otázku spočíva v tých fyzikálnych zákonoch, ktoré umožňujú zdvihnúť lietajúce vozidlá do vzduchu. Platí to nielen pre klzáky a ľahké športové lietadlá, ale aj pre viactonové dopravné parníky, ktoré sú schopné niesť dodatočný náklad. A vôbec sa fantasticky javí let helikoptéry, ktorá sa dokáže nielen pohybovať po priamke, ale aj vznášať sa na jednom mieste.
Let lietadiel sa stal možným vďaka kombinovanému použitiu dvoch síl - zdvíhacej sily a ťažnej sily motorov. A ak je všetko viac-menej jasné s prítlačnou silou, potom so zdvíhacou silou je všetko o niečo komplikovanejšie. Napriek tomu, že tento výraz všetci poznáme, nie každý si ho vie vysvetliť.
Aká je teda povaha vzhľadu výťahu?
Pozrime sa zblízka na krídlo lietadla, vďaka ktorému sa dokáže udržať vo vzduchu. Zospodu je úplne plochý a zhora má guľovitý tvar s vydutím smerom von. Počas pohybu lietadla prúdenie vzduchu pokojne prechádza pod spodnú časť krídla bez toho, aby došlo k zmenám. Aby však mohol prejsť cez horný povrch krídel, musí byť prúd vzduchu stlačený. V dôsledku toho dostaneme efekt stlačeného potrubia, cez ktoré musí prechádzať vzduch.
Bude trvať dlhšie, kým vzduch obíde guľový povrch krídla, ako by to bolo pri prechode pod spodný rovný povrch. Z tohto dôvodu sa pohybuje rýchlejšie cez krídlo, čo zase vedie k rozdielu tlaku. Pod krídlom je oveľa väčší ako nad krídlom, preto vzniká vztlak. V tomto prípade platí Bernoulliho zákon, ktorý pozná každý z nás zo školy. Najdôležitejšie je, že čím vyššia je rýchlosť objektu, tým väčší bude tlakový rozdiel. Ukazuje sa teda, že zdvih môže nastať iba vtedy, keď sa lietadlo pohybuje. Zatlačí na krídlo a prinúti ho zdvihnúť sa.
Keď sa lietadlo zrýchľuje pozdĺž dráhy, zvyšuje sa aj tlakový rozdiel, čo vedie k vztlaku. So stúpaním rýchlosti sa postupne zvyšuje, porovnáva sa s hmotnosťou lietadla a keď ju prekročí, vzlietne. Po stúpaní piloti znížia rýchlosť, vztlak sa porovnáva s hmotnosťou lietadla, vďaka čomu letí v horizontálnej rovine.
Aby sa lietadlo mohlo pohybovať vpred, je vybavené výkonnými motormi, ktoré poháňajú prúd vzduchu v smere krídel. S ich pomocou je možné regulovať intenzitu prúdenia vzduchu a tým aj prítlačnú silu.