? ЧОМУ літаки літають

Взагалі-то, це схоже на диво. Крилата машина, що важить десятки і навіть сотні тонн, долаючи земне тяжіння, легко злітає вгору і ширяє в небі подібно до птаха. Яка сила тримає її в повітрі?

Інструкція

Трохи історії

У 1738 р швейцарський вчений данини Бернуллі вивів закон, названий його ім'ям. Згідно з цим законом при зростанні швидкості потоку рідини чи газу статичний тиск в них падає і навпаки, при зниженні швидкості - зростає.

У 1904 році російський вчений Н.Є. Жуковський розробив теорему про підйомної силі, що діє на тіло, обтічне плоскопаралельним потоком газу або рідини. Відповідно до цієї теореми, на тіло (крило), що знаходиться в рухомій рідинної або газовому середовищі, діє підйомна сила, значення якої залежить від параметрів середовища і тіла. Головним результатом роботи Жуковського стала формула коефіцієнта підйомної сили.

Підйомна сила

Профіль крила літака несиметричний, верхня його частина є більш опуклою, ніж нижня. При русі літака швидкість повітряного потоку, що проходить зверху крила, виявляється вище швидкості потоку, що проходить знизу. В результаті цього (по теоремі Бернуллі) тиск повітря під крилом літака стає вище тиску над крилом. Внаслідок різниці цих тисків виникає підйомна сила (Y), що штовхає крило вгору. Її значення дорівнює:
Y = Cy * p * V? * S / 2, де:
- Cy - коефіцієнт підйомної сили-
- p - щільність середовища (повітря) в кг / м? -
- S - площа в м? -
- V - швидкість потоку в м / с.

Під дією різних сил

На літак, який рухається в повітряному просторі, діють декілька сил:
- сила тяги двигуна (гвинтового або реактивного), що штовхає літак вперед-
- лобове опір, спрямоване назад-
- сила тяжіння Землі (вага літака), спрямована вниз-
- підйомна сила, що штовхає літак вгору.

Значення підйомної сили і лобового опору залежить від форми крила, кута атаки (кута, під яким потік зустрічає крило) і від щільності повітряного потоку. Остання в свою чергу залежить від швидкості руху літака і від атмосферного тиску повітря.

При розгоні літака і збільшенні його швидкості, підйомна сила зростає. Як тільки вона перевищує вагу літака, він злітає вгору. При горизонтальному русі літака з постійною швидкістю всі сили є врівноваженими, їх результуюча (сумарна сила) дорівнює нулю.
Форма крила підбирається такий, щоб лобове опір було якомога менше, а підйомна сила - якомога більше. Підйомну силу можна збільшувати, підвищуючи швидкість руху і площа крил. Чим вище швидкість руху, тим меншою може бути площа крил і навпаки.