Що дозволяє літаку літати догори ногами?
Що дозволяє літаку літати догори ногами?
Повітряному транспорту довелося зазнати безліч змін, перш ніж він набув сучасного вигляду. Для кожної задачі тепер є свої моделі літаків. Одні возять пасажирів, інші транспортують вантажі, треті беруть участь у спеціальних військових місіях або спортивних змаганнях. Кожна різновид літака викликає подив. Але особливо – їх можливість літати в перевернутому положенні і здійснювати різні маневри.
Принцип польоту
Щоб успішно злетіти, літак повинен набрати достатню швидкість. Наприклад, великі пасажирські «боїнги» перед зльотом розганяються до 270 км/год. Секрет польоту зосереджений в конструкції крила. Побачити форму можна, якщо умовно відпиляти крило. Особливість його профілю забезпечує підйомну силу літака. Авіаційна термінологія не передбачає використання поняття «крила». У вузькій літературі використовується термін крило, який складається з лівої і правої консолі.
Профіль має асиметричний вид, оскільки верхня його частина відрізняється більшою площею. Також нижня і верхня поверхні мають різні форми. Коли літак знаходиться в польоті, повітря рухається йому назустріч. Таким чином, він проходить уздовж верхньої частини крила швидше порівняно з нижньою поверхнею. Тут застосуємо закон Бернуллі: чим вище швидкість рідини або газу, тим нижчий показник тиску. Виходить, що вгорі крила утворюється менш високий тиск, ніж внизу, відповідно, воно прагне піднятися вгору. Так повітряний транспорт долає силу тяжіння і піднімається в повітря, незважаючи на значну вагу.
Як виникає підйомна сила?
Однак закон Бернуллі – це не єдиний фактор, від якого залежить підйомна сила. Наприклад, літаки, на яких виконуються фігури пілотажу або маневри для атаки противника, коли мова йде про військових літаках. У них зовсім інша, симетрична конструкція крила. Однак це не заважає зльоту, завдяки наявності позитивного кута.
Принцип злету
Що це таке? Простіше зрозуміти принцип злету на простому прикладі. Якщо людина, що сидить всередині рухомого на досить великій швидкості автомобіля, виставить руку у вікно з невеликим нахилом долоні, то зможе відчути цей ефект на собі. Справа в тому, що рука почне помітно підніматися вгору. Так само відбувається і під час польоту: якщо пілот направить літак вгору, то повітряний тиск підвищиться. За рахунок цього транспорт почне набирати висоту, незалежно від своєї ваги.
При цьому для успішного польоту необхідно дотримуватися одна умова – повітряні потоки повинні рівномірно оточувати крило літака. У цього явища є свій термін – ламінарна обтікання. Якщо відбувається порушення кута підйому, правильні потоки повітря зникають, точніше, вони стають вихорами. В таких умовах літак моментально втрачає підйомну силу, і саме це явище вважається частою причиною авіакатастроф.
Цікавий факт: кожна модель літака має власний показник підйомної сили. Він залежить від площі крила, на якій утворюється підйомна сила. Чим більше площа, тим вище цей показник. Наприклад, розмах крила «боїнга» – 68,5 м. Літак може злетіти при вазі 442 тонни (з огляду на його власну вагу і багаж, паливо, інші компоненти). Крило повітряного судна Євростар СЛ має розмах 8,15 м. При цьому його злітна вага становить 470 кг
Секрет польоту вгору ногами
Здавалося б, згідно теорії освіти підйомної сили, повітряне судно не може літати в перевернутому положенні. Теоретично розгорнуті крила будуть давати негативну підйомну силу і прискорювати падіння літака. Але, виявляється, що існує вектор тяги, яким можна керувати. Також у конструкції передбачені закрилки, елерони. Таким чином, крило служить лише допоміжним фактором польоту.
Головне – створити правильний кут між площиною крила, а також напрямком польоту транспортного засобу. Коли літак набирає швидкість, повітряний потік під крилами стає щільніше, в ньому підвищується тиск. У той же час, над площиною крил рівень тиску падає – утворюється тяга. Правильний кут називається кутом атаки.
Обидва крила спеціально розташовуються в конструкції літака таким чином, щоб вони були злегка повернені вперед. Якщо спробувати повернути такий літак під час польоту догори ногами, він почне швидко падати вниз. Однак правильний (позитивний) кут атаки дозволить утримати його на колишній висоті. Для цього йому потрібно направити ніс конструкції вгору, щоб він «дивився в небо.
Великі пасажирські лайнери з подібним завданням не впораються з-за своєї ваги, а також недостатньої міцності. Легко можуть пересуватися в звичайному і перевернутому положенні літаки спортивного типу. Як раз для таких маневрів вони оснащуються симетричними крилами. При цьому має значення їх розташування – паралельно по відношенню до осі корпусу. Коли літак іде на зліт, його передня частина завжди задирається вище до неба, ніж у пасажирських лайнерів.
У звичайному положенні літак набирає висоту, тому що над крилом утворюється низький тиск повітря, а під ним – висока. Це обумовлено асиметричною формою крила і особливостями його розташування. Також необхідно дотримуватися позитивний кут атаки. Це кут, який утворюється між напрямком руху літака і поверхнею крила. Літати вгору ногами можуть літаки, які, завдяки своїй конструкції, здатні змінювати даний кут.