Сучасної людини складно здивувати літаючим літаком в небі. Але якщо ви хоч раз знаходилися поблизу цієї багатотонної техніки, то переймались питанням – за рахунок чого злітає літак і як повітря його утримує?
З шкільних підручників з фізики всім відомо, що головними інструментами польоту виступають сила тяги двигуна і підйомна сила.
За рахунок чого злітає літак: що йому допомагає?
- Ключовою поверхневої конструкцій літака є крила з опуклою верхньою частиною і плоскою нижньою. Завдяки їх особливій формі рух літака на великій швидкості перетворює повітряний потік в несучу силу. Нижня частина профілю літака залишає повітряний потік незмінним. При контакті з верхньою частиною потік повітря звужується.
- Конструкція крил має найважливіше значення для літака. Від їх здатності витримувати велике навантаження залежить безпечний переліт людини.
- Згідно із законом Бернуллі з фізики – велика швидкість повітряного потоку призводить до низького тиску і навпаки. Якщо застосувати це правило до літака, то отримуємо що під крилом тиск повітря значно вище, ніж над його поверхнею. За рахунок чого і злітає літак.
- Початок руху літака починається за рахунок авіаційного двигуна. З допомогою сили тяги розвивається певна швидкість. В результаті утворюється підйомна сила, яка впливає на крило, а слідом і весь літак.
- Як тільки сила починає перевищувати вагу літака, він починає злітати в повітря. При рівнозначному значення даних параметрів літальний апарат вирівнюється в горизонтальне положення.
- Піднятися літака в повітря допомагає закон фізики. Щоб крила запарили в повітрі, необхідно створити різницю тисків. Для зльоту пасажирського лайнера необхідно розвинути швидкість понад 180 км/год.
- Для повноцінного розбігу вантажного літака потрібно довга злітно-посадкова смуга. Авіалайнер повинен набрати максимальну злітну швидкість. Як тільки досягається потрібна швидкість, відбувається відрив від землі і піднімається в повітря літак.
Чим легше літаюче засіб, тим менша швидкість потрібна для зльоту, наприклад, для зльоту пасажирського літака Ту-154М необхідно розвинути швидкість 210 км/ч, для важкого літака Boeing 737 – 220 км/год. Від швидкості зльоту залежить безпека і надійність польоту.
- Для відриву літака від землі важливі такі показники як форма і профіль крила, кут атаки, щільність і швидкість повітряного потоку. Важливе значення має висота польоту, яка для різних літаків складає від 5 до 12 тисяч метрів. На великій висоті опір повітря значно знижується і літак витрачає менше палива, ніж на висоті до 1000 м.
- Співвідношення між металевим крилом і повітряним потоком називають кутом атаки. Для відриву літака від землі необхідний показник 3-5°. Конструкція крила являє собою непропорційне металевий профіль з опуклою верхньою частиною і рівним листом знизу. Пряма нижня поверхня забезпечує повноцінний рух повітряної маси.
Якщо кут атаки перевищить критичну позначку, літак почне падати.
За рахунок чого злітає літак: прінціп переміщення літака в повітрі
Питання як злітає літак залежить від можливостей і характеристик 4 основних частин:
- Площину крила
- Передкрилки і закрилки
- Спойлери
- Гвинтовий і реактивний двигун
Крила літака допомагають зафіксувати апарат в горизонтальному положенні. Для керування на висоті передбачені рухливі крайки.
- При зльоті літака пілоти спеціальними важелями встановлюють положення для максимальної тяги. За допомогою рухливих кромок підйомна сила крила зростає. При посадці літака пасажири можуть побачити, як на задній частині крила опускаються закрилки. Відбувається плавна втрата висоти.
- Опукла форма крила створює верхнім потокам повітря більш довгий шлях, ніж під крилом. Так як за крилом кількість повітря повинне бути однаковим, подовження верхнього маршруту призводить до прискорення руху. Як наслідок – зниження тиску повітря над крилом. Нерівномірний тиск зверху і знизу крила допомагає утримати величезну конструкцію у повітрі.
- Крила авіалайнера самостійно не формують підйомну силу. Рух літака вперед здійснюється з допомогою реактивних двигунів. Їх робота забезпечує викид великої кількості повітря. Реактивна сила забезпечує літаку рух вперед, і в процесі набору швидкості виникає підйомна сила.
- Пілот літака керує польотом за допомогою штурвалу. За допомогою натискання педалей і вирівнювання штурвала в певне положення відбувається набір висоти або зниження.
- Щоб розвернути літак, в хвостовій частині передбачений вертикальний кіль і горизонтальні стабілізатори. Маленькі хвостові крила допомагають утримати фіксоване положення.
- При піднятті літака вгору пілоти трохи опускають хвіст. При такому положенні зростає кут атаки крила.
- Штурвал тягнеться на себе, і літак набирає висоту. Натискання на ліву педаль дуже плавно нахиляє літак вліво, на праву – вправо.
- Для додаткового гальмування на крилах літака передбачені спойлери. Їх управління здійснюється пілотами вручну.
За рахунок чого злітає, піднімається в повітря літак: способи зльоту
Забезпечити конкретну швидкість для зльоту літака можна кількома способами:
- Зліт літального апарату з гальм – найпоширеніший спосіб. Двигуни літака роздмухують до необхідної швидкості при утриманні літака на гальмах.
- Як тільки досягається потрібний показник, літальний апарат спускається з гальм і приступає до прискореного розгону.
- Зліт літака з проміжним гальмуванням на злітній смузі – швидкість набирається при розбігу по довгій смузі.
- Зліт в період вирулювання на смугу – на аеродромі з обмеженою кількістю вільного простору відрив літака проводиться сходу, що дозволяє прискорити зліт і задіяти мінімум злітної смуги.
- Зліт за допомогою трамплінів і систем для гальмування коліс – застосовується для зльоту бойових літаків з поверхні авіаносців. Для створення потужної тяги літаки оснащуються ракетними двигунами.
- Зліт по вертикалі – застосовується для бойової техніки на обмеженому злітному просторі.
Кожен літак злітає з чітко прописаним інструктажу, в якому вказані швидкість відриву, допустима маса при зльоті, рівень шуму та інші показники.
Як злітає літак: безпечний рух
- Після того, як злітає літак, в процесі польоту він долає зону турбулентності, пролітає через хмари, зустрічається з непередбачуваними погодними умовами. У цей момент людину охоплює занепокоєння.
- Проглядається коливання консолей є нормальним навантаженням для конструкції авіалайнера.
- Удар блискавки не здатний вивести літак з рівноваги. Можливе відхилення – короткочасне відключення приладів. А ось в грозових хмарах сконцентровані великої потужності потоки повітря, здатні порушити рівновагу.
- Автоматизоване управління літаком знаходиться під постійним контролем з землі. Завдяки цьому літаки дотримуються певні маршрути і не перетинаються.
- Під час польоту від пілота потрібна максимальна увага. Він зобов’язаний контролювати роботу двигунів, стежити за висотою і обраним курсом, за власним напрямком і рухом інших літаків.
- Злагоджена робота техніки і добре навчений пілот — дозволяють забезпечити пасажирам безпечний політ.
Відео: Як літають літаки?
<
