За счет чего взлетает, поднимается в воздух самолет: физика

Самолет — это невероятная сила и красота, особенно в полете. Но как такую огромную машину можно поднять?

Современного человека сложно удивить летающим самолетом в небе. Но если вы хоть раз находились вблизи этой многотонной техники, то озадачивались вопросом – за счет чего взлетает самолет и как воздух его удерживает?

Из школьных учебников по физике всем известно, что главными инструментами полета выступают сила тяги двигателя и подъемная сила.

За счет чего взлетает самолет: что ему помогает?

• Ключевой поверхностной конструкций самолета являются крылья с верхней выпуклой частью и плоской нижней. Благодаря их особенной форме движение самолета на большой скорости превращает воздушный поток в несущую силу. Нижняя часть профиля самолета оставляет воздушный поток неизменным. При контакте с верхней частью поток воздуха сужается.
• Конструкция крыльев имеет самое важное значение для самолета. От их способности выдерживать большую нагрузку зависит безопасный перелет человека.
• Согласно закону Бернулли из физики – большая скорость воздушного потока приводит к низкому давлению и наоборот. Если применить данное правило к самолету, то получаем что под крылом давление воздуха значительно выше, чем над его поверхностью. За счет чего и взлетает самолет.
• Начало движения самолета начинается за счет авиационного двигателя. С помощью силы тяги развивается определенная скорость. В результате образуется подъемная сила, которая влияет на крыло, а следом и на весь самолет.

• Как только сила начинает превосходить вес самолета, он начинает взлетать в воздух. При равнозначном значении данных параметров летательный аппарат выравнивается в горизонтальное положение.
• Подняться самолету в воздух помогает закон физики. Чтобы крылья запарили в воздухе, необходимо создать разницу давлений. Для взлета пассажирского лайнера необходимо развить скорость свыше 180 км/час.
• Для полноценного разбега большегрузного самолета требуется длинная взлетно-посадочная полоса. Авиалайнер должен набрать максимальную взлетную скорость. Как только достигается нужная быстрота, происходит отрыв от земли и поднимается в воздух самолет.

Чем легче летающее средство, тем меньшая скорость нужна для взлета, к примеру, для взлета пассажирского самолета Ту 154М необходимо развить скорость 210 км/ч, для тяжелого самолета Boeing 737 – 220 км/ч. От скорости взлета зависит безопасность и надежность полета.

• Для отрыва самолета от земли важны такие показатели как форма и профиль крыла, угол атаки, плотность и скорость воздушного потока. Важное значение имеет высота полета, которая для разных самолетов составляет от 5 до 12 тысяч метров. На большой высоте сопротивление воздуха значительно снижается и самолет расходует меньше топлива, чем на высоте до 1000 м.
• Соотношение между металлическим крылом и воздушным потоком называют углом атаки. Для отрыва самолета от земли необходим показатель 3-5°. Конструкция крыла представляет собой непропорциональный металлический профиль с выпуклой верхней частью и ровным листом снизу. Прямая нижняя поверхность обеспечивает полноценное движение воздушной массы.

Если угол атаки превысит критическую отметку, самолет начнет падать.

За счет чего взлетает самолет: принцип перемещения самолета в воздухе

Вопрос как взлетает самолет зависит от возможностей и характеристик 4 основных частей:

• Плоскость крыла
• Предкрылки и закрылки
• Спойлеры
• Винтовой и реактивный двигатель

Крылья самолета помогают зафиксировать аппарат в горизонтальном положении. Для управления на высоте предусмотрены подвижные кромки.

• При взлете самолета пилоты специальными рычагами устанавливают положение для максимальной тяги. С помощью подвижных кромок подъемная сила крыла возрастает. При посадке самолета пассажиры могут увидеть, как на задней части крыла опускаются закрылки. Происходит плавная потеря высоты.
• Выпуклая форма крыла создает верхним потокам воздуха более длинный путь, чем под крылом. Так как за крылом количество воздуха должно быть одинаковым, удлинение верхнего маршрута приводит к ускорению движения. Как следствие – понижение давления воздуха над крылом. Неравномерное давление сверху и снизу крыла помогает удержать огромную конструкцию в воздухе.
• Крылья авиалайнера самостоятельно не формируют подъемную силу. Движение самолета вперед осуществляется с помощью реактивных двигателей. Их работа обеспечивает выброс большого количества воздуха. Реактивная сила обеспечивает самолету движение вперед, и в процессе набора скорости возникает подъемная сила.
• Пилот самолета управляет полетом с помощью штурвала. С помощью нажатия педалей и выравнивания штурвала в определенное положение происходит набор высоты или снижение.
• Чтобы развернуть самолет, в хвостовой части предусмотрен вертикальный киль и горизонтальные стабилизаторы. Маленькие хвостовые крылья помогают удержать фиксированное положение.

• При поднятии самолета вверх пилоты немного опускают хвост. При таком положении возрастает угол атаки крыла.
• Штурвал тянется на себя, и самолет набирает высоту. Нажатие на левую педаль очень плавно наклоняет самолет влево, на правую – вправо.
• Для дополнительного торможения на крыльях самолета предусмотрены спойлеры. Их управление осуществляется пилотами вручную.

За счет чего взлетает, поднимается в воздух самолет: способы взлета

Обеспечить конкретную скорость для взлета самолета можно несколькими способами:

• Взлет летательного аппарата с тормозов – самый распространенный способ. Двигатели самолета раскочегаривают до требуемой скорости при удержании самолета на тормозах.
• Как только достигается нужный показатель, летательный аппарат спускается с тормозов и приступает к ускоренному разбегу.

• Взлет самолета с промежуточным торможением на взлетной полосе – скорость набирается при разбеге по длинной полосе.
• Взлет в период выруливания на полосу – на аэродроме с ограниченным количеством свободного пространства отрыв самолета производится сходу, что позволяет ускорить взлет и задействовать минимум взлетной полосы.
• Взлет при помощи трамплинов и систем для торможения колес – применяется для взлета боевых самолетов с поверхности авианосцев. Для создания мощной тяги самолеты оснащаются ракетными двигателями.
• Взлет по вертикали – применяется для боевой техники на ограниченном взлетном пространстве.

Каждый самолет взлетает по четко прописанному инструктажу, в котором указаны скорость отрыва, допустимая масса при взлете, уровень шума и другие показатели.

Как взлетает самолет: безопасное движение

• После того, как взлетает самолет, в процессе полета он преодолевает зону турбулентности, пролетает через облака, встречается с непредвиденными погодными условиями. В этот момент человека охватывает беспокойство.
• Просматриваемое колебание консолей является нормальной нагрузкой для конструкции авиалайнера.
• Удар молнии не способен вывести самолет из равновесия. Возможное отклонение – кратковременное отключение приборов. А вот в грозовых облаках сконцентрированы потоки воздуха большой мощности, способные нарушить равновесие.
• Автоматизированное управление самолетом находится под постоянным контролем с земли. Благодаря этому самолеты соблюдают определенные маршруты и не пересекаются.

• Во время полета от пилота требуется максимальное внимание. Он обязан контролировать работу двигателей, следить за высотой и выбранным курсом, за собственным направлением и движением других самолетов.
• Слаженная работа техники и хорошо обученный пилот — позволяют обеспечить пассажирам безопасный полет.

Видео: Как летают самолеты?