Защо самолетите летят и защо толкова високо? От Мануел Пейнадо - Новини от Alcalá de Henares e
Няма нищо като двадесет и седемчасово пътуване със самолет, което да се върти по света, което е приблизително колко време ми отне да се върна от Нова Зеландия. Там горе, в удобните седалки на Qatar Airways, се чудех как успяхме да летим толкова богато, без да се сривам, както „здравият разум“ би казал М. Рахой. Това са отговорите.
Самолетите летят, защото няма получена сила. И когато тялото не е подложено на никаква сила, то ще продължи да стои неподвижно или с постоянна скорост. Исак Нютон вече го заяви в първия си закон. Но това не означава, че върху самолета не действа сила. Самолетът има една тежест, пътниците и техният багаж - друга, а всички молекули във въздуха, изтласкани от двигателите или удрящи се във фюзелажа, генерират сила. Това, което се случва, е, че инженерите са успели така, че някои от тези удари да се използват за противодействие на теглото и устойчивостта на въздуха.
За да обобщим, може да се каже, че самолетите летят основно на основата на две теории, които научихме в гимназията, въпреки че по това време всъщност не знаехме за какво, по дяволите, бяха те: от една страна, в ефекта на Вентури и от друга, още по-важна, в третия закон на Нютон, известен още като "закон за действие и реакция".
Нека започнем със силите във вертикална посока. Този, който дърпа надолу, е силата на гравитацията, а този, който сочи нагоре, е тласъкът. Но откъде идва последното? Въпреки че излиза от целия фюзелаж, т.е. от цялото тяло на самолета (Фигура 1), по-голямата част от него възниква от крилата и в двата случая това се случва благодарение на ефекта на Вентури (Фигура 2).
Ефектът на Вентури е, че когато течността увеличи скоростта си, налягането й намалява. За да се възползват от това, крилата на самолетите са проектирани по такъв начин, че горната им част да е по-извита от долната, което означава, че разстоянието за пътуване през въздуха е по-голямо в горната част и следователно, че е видимо принуден да увеличи скоростта си. Поради ефекта на Вентури това намалява налягането над крилото (колкото по-висока е скоростта, толкова по-ниско е налягането). Накратко, долната част на крилото се постига с по-голямо налягане от горната и това упражнява тяга нагоре, която помага на самолета да остане във въздуха.
Обаче силата, упражнявана от ефекта на Вентури, сама по себе си не е достатъчна, за да може самолетът да остане във въздуха и тук се появява третият закон на Нютон, който установява, че в лицето на определена сила или действие, произведени върху обект, това от своя страна генерира реакция с еднаква интензивност, но в обратна посока (опитайте се да удряте стената и ще разберете за какво говорим).
И как тази теория се използва в самолетите? Е, отново благодарение на формата и разположението на крилата, които са проектирани така, че въздухът, който преминава през тях, да се движи надолу, като по този начин се генерира сила на действие надолу, която поради гореспоменатия закон на Нютон поражда сила на реакция върху крило в посока нагоре. Разбира се, колкото по-бързо получавате по-голяма сила и следователно самолетите трябва първо да достигнат много висока скорост, за да излетят и по-късно да останат във въздуха.
Един лесен начин да проверите това, което казвам, е да поставите едната си ръка през прозореца на колата. Ако вместо да поставим ръката в профил, ние я наклоним малко с лице към вятъра, ще движим въздуха надолу и ще забележим възходяща сила, която има тенденция да повдига не ръката, а цялата ръка.
Третият закон на Нютон се подпомага и от така наречения ефект на Коанда, физическо явление, благодарение на което течността има тенденция да се придържа и да следва пътя на обект, с който се удря. В случай на самолети, въздухът (течността) има тенденция да се придържа към крилото на самолета (обект, с който се удря) и да следва траекторията на това (т.е. да следва посока надолу). Можете да видите практически пример в лъжицата на снимката или, още по-добре, в това видео.