Чому літак тримається в повітрі аеродинаміка «на пальцях» - світ навколо нас

Один мій дуже хороший товариш, авіаційний інженер-експлуатаційник (теж, до речі, непоганий), любить повторювати, дивлячись на стрімко злітає літак і напівжартома-напівсерйозно штовхаючи мене вбік: «Слухай! Ну, я все розумію: закони природи, фізика, там, подьемная сила. Але ти мені все-таки скажи, як ця «дура» тримається в повітрі, та ще й літає. Адже в ній же сорок тонн ваги ?! »

Так, враження на цьому грунті можуть бути дуже глибокими. Але, як би там не було, емоції тут зовсім ні при чому. Фізика. Одна гола фізика. Саме підкоряючись її законам, піднімаються в повітря всі літальні апарати, починаючи з легких спортивних літаків і закінчуючи важкими транспортниками і, здавалося б, вже зовсім безформними вертольотами, незрозуміло як утримувати в повітрі. І відбувається все це за рахунок підйомно сили та ще сили тяги двигуна.

Обтікання профілю Словосполучення «подьемная сила» знайоме практично будь-якій людині, але дивно те, що далеко не кожен може сказати, звідки ж вона все-таки береться, ця сама сила. А між тим пояснити її походження можна просто, буквально «на пальцях», не звертаючись до математичні нетрі.

Як відомо, головна несуча поверхня літака - це крило. Воно практично завжди має певний профіль, у якого нижня частина плоска, а верхня опукла (за певним законом). Повітряний потік, проходячи під нижньою частиною профілю, майже не змінює своєї структури і форми. Зате, проходячи над верхньою частиною, він звужується, адже для нього верхня поверхня профілю - це як увігнута стінка в трубі, по якій цей самий потік як би протікає.

«Продавлені труби» Тепер, щоб через цю «продавлені» трубу прогнати за певний час той же об'єм повітря, його потрібно рухати швидше, що і відбувається насправді. Залишилося згадати закон Бернуллі з улюбленого шкільного курсу фізики, який свідчить, що чим вище швидкість потоку, тим нижче його тиск. Таким чином, тиск над профілем (а значить і над всім крилом) нижче тиску під ним.

Виникає сила, яка намагається «видавити» крило, а значить і весь літальний апарат вгору. Це і є та сама вищезгадана подьемная сила. Як тільки вона стає більше ваги - ура! Ми в повітрі! Ми летимо! І, до речі, чим вище наша швидкість, тим більше подьемная сила. Якщо ж надалі подьемная сила і вага зрівняються по величині, то літак перейде в горизонтальний політ. А гарну швидкість нам додасть потужний авіаційний двигун або, точніше, сила тяги, яку він створює.

Розподіл тиску повітря на профіль крила Використовуючи цей принцип можна, теоретично, змусити злетіти (і успішно літати) предмет будь-якої маси і форми. Головне - точно все розрахувати з точки зору аеродинаміки та інших авіаційних наук і правильно виготовити цей самий предмет. Згадуючи про форму, я маю на увазі, головним чином, вертоліт. Апарат, зовсім не схожий зовні на літак, в повітрі тримається з тієї ж причини. Адже кожна лопать його головного, кажучи авіаційним мовою, що несе (дуже характерне слово, вище вже зустрічалося) гвинта - це те ж крило з аеродинамічним профілем.

Рухаючись в повітряному потоці при обертанні гвинта, лопать створює підйомно силу, яка, до речі, не тільки піднімає вертоліт, але і рухає його вперед. Для цього вісь обертання гвинта трохи нахиляється (створюється «перекіс» гвинта), і з'являється горизонтальна складова підйомно сили, яка виконує роль сили тяги літакового двигуна. Гвинт як би тягне одночасно вгору і вперед. В результаті отримуємо впевнений і дуже надійний політ такого, вобщем-то, «дивного» апарату, як вертоліт. І, між іншим, досить гарний політ. Я неодноразово спостерігав з землі пілотаж бойового вертольота МІ-24 - видовище просто зачаровує.

Вертоліт Мі-24 До речі, хочу зауважити, що гвинти літаків з гвинтовими двигунами (турбо або поршневими) те саме вертолітним і використовують той же принцип (здогадалися який?). Тільки подьемная сила тут повністю «перекваліфікувалася» в силу тяги. Говорячи по-вертолітному, «перекіс» гвинта - 90 градусів.

Так, авіація - це дуже красиво. Слова захоплення застосовні в розмові про політ будь-якого досить досконалого літального апарату. Будь то зовні неквапливий гігант «Мрія», трудяга-штурмовик СУ-25 або в'юнкий спортивний пілотажнік. Вся ця краса є результатом часом багаторічної копіткої роботи вчених і авіаційних інженерів, аеродинаміків, двигателистов, міцністів і т.д.

І авіаційна наука насправді настільки ж складна, як і цікава. Але в основі її лежить, вобщем-то, простий фізичний принцип утворення підйомно сили, суть якого, при бажанні, можна дуже легко пояснити, і який, тим не менш, допомагає здійснити вікового прагнення людства до польоту. Щоб знайти відповідь на Ваше запитання скористайтеся формою - Пошук по сайту.

Інші матеріали по темі: Чому літак тримається в повітрі? Аеродинаміка «на пальцях»