Prečo sa lietadlo nezrúti, keď letí. Sila odmietnutia pozemského výcviku na pilota a na to, ako lietadlo letí. Prečo lietadlá lietajú tak vysoko

Ľudstvo už dlho zaujíma otázka, ako sa stane, že niekoľkotonové lietadlo ľahko stúpa do neba. Ako prebieha štart a ako lietajú lietadlá? Keď sa dopravné lietadlo pohybuje vysokou rýchlosťou po dráhe, krídla vyvíjajú zdvih a pracujú zdola nahor.

Keď sa lietadlo pohybuje, vzniká tlakový rozdiel medzi spodnou a hornou stranou krídla, čo má za následok vztlakovú silu, ktorá drží lietadlo vo vzduchu. Tie. vysoký tlak vzduchu zdola tlačí krídlo nahor, zatiaľ čo nízky tlak vzduchu zhora ťahá krídlo k sebe. V dôsledku toho sa krídlo zdvihne.

Na vzlietnutie dopravného lietadla potrebuje dostatočný vzlet. Vztlak krídel sa zvyšuje so zvyšujúcou sa rýchlosťou., ktorý by mal prekročiť limit vzletu. Potom pilot zväčší uhol vzletu, potiahnutím volantu smerom k sebe. Prova vložky sa zdvihne a auto sa vznesie do vzduchu.

Potom zaťahovací podvozok a výfukové svetlá. Aby sa znížil vztlak krídla, pilot postupne zasúva mechanizáciu. Keď dopravné lietadlo dosiahne požadovanú úroveň, pilot nastaví štandardný tlak a motory - nominálny režim. Ak chcete vidieť, ako lietadlo vzlieta, odporúčame vám pozrieť si video na konci článku.

Loď štartuje pod uhlom. Z praktického hľadiska sa to dá vysvetliť nasledovne. Výškovka je pohyblivá plocha, ktorej ovládaním môžete spôsobiť vychýlenie lietadla.

Výškovka môže ovládať uhol sklonu, t.j. zmeniť rýchlosť stúpania alebo straty nadmorskej výšky. Je to spôsobené zmenou uhla nábehu a sily zdvihu. Zvýšením otáčok motora sa vrtuľa začne točiť rýchlejšie a zdvihne dopravné lietadlo. Naopak, nasmerovaním výškoviek dole ide nos lietadla dole, pričom otáčky motora by sa mali znížiť.

Chvostová časť dopravného lietadla vybavené kormidlom a brzdami na oboch stranách kolies.

Ako lietajú lietadlá

Pri odpovedi na otázku, prečo lietadlá lietajú, treba pamätať na fyzikálny zákon. Tlakový rozdiel ovplyvňuje vztlakovú silu krídla.

Prietok bude väčší, ak je tlak vzduchu nízky a naopak.

Preto, ak je rýchlosť dopravného lietadla vysoká, jeho krídla získajú zdvih, ktorý tlačí lietadlo.

Vztlakovú silu krídla dopravného lietadla ovplyvňujú aj niektoré okolnosti: uhol nábehu, rýchlosť a hustota prúdenia vzduchu, plocha, profil a tvar krídla.

Moderné vložky majú minimálna rýchlosť od 180 do 250 km/h, pri ktorej sa vykonáva vzlet, plánuje na oblohe a nespadne.

Výška letu

Aká je maximálna a bezpečná výška lietadla.

Nie všetky lode majú rovnakú výšku letu, "vzduchový strop" môže kolísať vo výške od 5000 do 12100 metrov. Vo vysokých nadmorských výškach je hustota vzduchu minimálna, pričom vložka dosahuje najnižší odpor vzduchu.

Motor vložky potrebuje na spaľovanie fixné množstvo vzduchu, pretože motor nevytvorí potrebný ťah. Taktiež pri lete vo veľkej výške šetrí lietadlo palivo až 80% na rozdiel od výšky do kilometra.

Čo drží lietadlo vo vzduchu

Na zodpovedanie toho, prečo lietadlá lietajú, je potrebné postupne analyzovať princípy jeho pohybu vo vzduchu. Prúdové dopravné lietadlo s pasažiermi na palube dosahuje niekoľko ton, no zároveň ľahko vzlietne a vykoná tisíckilometrový let.

Pohyb vo vzduchu ovplyvňujú aj dynamické vlastnosti aparátu, konštrukcia jednotiek, ktoré tvoria letovú konfiguráciu.

Sily ovplyvňujúce pohyb lietadla vo vzduchu

Prevádzka dopravného lietadla začína naštartovaním motora. Malé plavidlá sú poháňané piestovými motormi, ktoré otáčajú vrtuľami a vytvárajú ťah, ktorý pomáha lietadlu pohybovať sa vzduchom.

Veľké dopravné lietadlá sú poháňané prúdovými motormi, ktoré počas prevádzky vypúšťajú veľa vzduchu, pričom prúdová sila poháňa lietadlo vpred.

Prečo lietadlo vzlietne a zostane dlho vo vzduchu? Pretože tvar krídel má inú konfiguráciu: zaoblené na vrchu a ploché na spodku, potom prúdenie vzduchu na oboch stranách nie je rovnaké. Na vrchu krídel sa vzduch kĺže a stáva sa redším a jeho tlak je menší ako vzduch pod krídlom. Preto nerovnomerným tlakom vzduchu a tvarom krídel vzniká sila, ktorá vedie k vzletu lietadla nahor.

Aby však lietadlo ľahko vzlietlo zo zeme, musí vzlietnuť vysokou rýchlosťou pozdĺž dráhy.

Z toho vyplýva záver, že na to, aby bolo dopravné lietadlo pri lete bez prekážok, potrebuje pohybujúci sa vzduch, ktorý prerezáva krídla a vytvára vztlak.

Vzlet a rýchlosť lietadla

Mnoho cestujúcich sa zaujíma o otázku, akú rýchlosť vyvíja lietadlo pri štarte? Existuje mylná predstava, že rýchlosť vzletu pre každé lietadlo je rovnaká. Ak chcete odpovedať na otázku, aká je rýchlosť lietadla počas vzletu, mali by ste venovať pozornosť dôležitým faktorom.

1. Dopravné lietadlo nemá striktne pevnú rýchlosť. Zdvíhacia sila vzduchovej vložky závisí od jej hmotnosti a dĺžky krídel.. Vzlet sa uskutoční, keď sa v prichádzajúcom prúde vytvorí zdvíhacia sila, ktorá je oveľa väčšia ako hmotnosť lietadla. Preto vzlet a rýchlosť lietadla závisí od smeru vetra, atmosférického tlaku, vlhkosti, zrážok, dĺžky dráhy a stavu.
2. Na vytvorenie vztlaku a úspešného zdvihnutia zo zeme to lietadlo potrebuje získať maximálnu rýchlosť vzletu a dostatočný rozbeh. To si vyžaduje dlhé dráhy. Čím väčšie lietadlo, tým dlhšia je potrebná dráha.
3. Každé lietadlo má svoju vlastnú stupnicu vzletových rýchlostí, pretože všetky majú svoj vlastný účel: pasažier, šport, náklad. Čím je lietadlo ľahšie, tým je rýchlosť vzletu nižšia a naopak.

Vzlet osobného lietadla Boeing 737

• Vzlet dopravného lietadla na dráhe začína, keď motor dosiahne 800 ot./min za minútu pilot pomaly uvoľní brzdy a podrží riadiacu páku v neutrálnej polohe. Lietadlo potom pokračuje na troch kolesách;
• Pred vzletom zo zeme rýchlosť vložky by mala dosiahnuť 180 km za hodinu. Potom pilot zatiahne za páku, čím dôjde k vychýleniu klapiek – klapiek a zdvihnutiu nosa lietadla. Ďalšie zrýchlenie sa vykonáva na dvoch kolesách;
• Potom, so zdvihnutou poklonou, dopravné lietadlo zrýchli na dvoch kolesách na 220 km za hodinu a potom vzlietnuť zo zeme.

Preto, ak chcete vedieť podrobnejšie, ako lietadlo štartuje, do akej výšky a akou rýchlosťou, ponúkame vám tieto informácie v našom článku. Dúfame, že sa vám cesta lietadlom bude páčiť.

Lietadlo je lietadlo, ktoré má hmotnosť väčšiu ako hmotnosť vzduchu a vztlakovú silu vytvorenú podľa aerodynamického princípu (zhadzovanie časti vzduchu v dôsledku prúdenia okolo krídla). Výťah je odpoveďou na otázku, prečo lietadlá lietajú. Vzniká nosnými plochami (hlavne krídel) pri pohybe k prúdu vzduchu lietadla vyvíjajúceho rýchlosť pomocou elektrárne alebo turbíny. Vďaka elektrárni, ktorá vytvára ťažnú silu, je lietadlo schopné prekonať odpor vzduchu.

Lietadlá lietajú podľa fyzikálnych zákonov.

Aerodynamika ako veda je založená na teoréme Nikolaja Egoroviča Žukovského, vynikajúceho ruského vedca, zakladateľa aerodynamiky, ktorý bol sformulovaný už v roku 1904. O rok neskôr, v novembri 1905, Žukovskij predstavil svoju teóriu vytvárania vztlakovej sily krídla lietadla na stretnutí matematickej spoločnosti.

Na to, aby vztlaková sila dokázala zdvihnúť do vzduchu moderné lietadlo aj s hmotnosťou desiatky ton, musí mať jeho krídlo dostatočnú plochu. Vztlaková sila krídla je ovplyvnená mnohými parametrami, ako je profil, plocha, pôdorys krídla, uhol nábehu, rýchlosť a hustota prúdenia vzduchu. Každé lietadlo má svoju minimálnu rýchlosť, pri ktorej môže vzlietnuť a letieť bez pádu. Minimálna rýchlosť moderných osobných lietadiel je teda v rozmedzí 180 až 250 km/h.

Prečo lietadlá lietajú rôznymi rýchlosťami?

Veľkosť lietadla závisí od požadovanej rýchlosti lietadla. Plocha krídel pomalého dopravného lietadla musí byť dostatočne veľká, pretože vztlaková sila krídla a rýchlosť vyvinutá lietadlom sú priamo úmerné. Veľká plocha krídel pomalého lietadla je spôsobená skutočnosťou, že pri dostatočne nízkych rýchlostiach je vztlaková sila malá.

Vysokorýchlostné lietadlá majú tendenciu mať oveľa menšie krídla, pričom stále poskytujú dostatočný vztlak. Čím nižšia je hustota vzduchu, tým nižší je vztlak krídel, preto vo veľkej výške musí byť rýchlosť lietadla vyššia ako pri lietaní v nízkej výške.

Prečo lietajú lietadlá tak vysoko?

Výška letu moderných prúdových lietadiel je v rozmedzí od 5000 do 10000 metrov nad morom. To je vysvetlené veľmi jednoducho: v takej výške je hustota vzduchu oveľa menšia, a teda aj odpor vzduchu je menší. Lietadlá lietajú vo veľkých výškach, pretože pri lete vo výške 10 kilometrov spotrebuje lietadlo o 80 % menej paliva ako pri lete vo výške jeden kilometer. Prečo však potom nelietajú ešte vyššie, vo vyšších vrstvách atmosféry, kde je hustota vzduchu ešte menšia? Faktom je, že na vytvorenie potrebného ťahu leteckým motorom je potrebný určitý minimálny prísun vzduchu. Preto má každé lietadlo maximálnu bezpečnú hranicu nadmorskej výšky letu, nazývanú aj „strop služby“. Napríklad praktický strop lietadla Tu-154 je asi 12 100 metrov.

Aby sa lietadlá dostali do vzduchu, potrebujú vyvinúť obrovskú silu. Letecké motory vytvárajú ťah, ktorý ich tlačí dopredu, zatiaľ čo špeciálny tvar trupu a krídel im pomáha stúpať nahor.

Gravitácia ťahá lietadlá dole ako každé iné teleso. Lietadlám sa však darí udržať sa vo vzduchu práve vplyvom vzduchu samotného. Normálne vzduch tlačí na telo zo všetkých strán, ale ak sa pohybuje, tlačí silnejšie ako vzduch, ktorý sa pohybuje rýchlo.

Krídla lietadla sú tvarované tak, aby sa vzduch pohyboval pod nimi pomalšie ako nad nimi. Keď lietadlo dosiahne určitú rýchlosť, „pomalý“ vzduch pod jeho krídlami na ne začne tlačiť viac ako ten nad ním – a lietadlo stúpa k oblohe. Výsledná sila sa nazýva zdvih.

Pri výstrele zo zbrane strelec cíti návrat – stlačenie pažby do ramena. Táto sila pôsobí na pažbu pištole veľmi krátko - asi 0,002 sekundy. Ale na guľometnom stroji táto sila pôsobí takmer neustále, zatiaľ čo guľky vyletujú z hlavne.

Rovnakým spôsobom môže lietadlo dostať konštantný zdvih, ak neustále vrhá vzduch dole. Na to slúžia krídla lietadla. Ak sa krídlo pohybuje horizontálne a zároveň je nastavené pod uhlom k smeru pohybu (tento uhol sa nazýva uhol nábehu), vrhá prichádzajúci vzduch dole a tým vytvára vztlak smerujúci nahor.

Krídlo, nastavené pod uhlom nábehu, pri pohybe vrhá vzduch dole a to vytvára vztlak.

Vznik zdvíhacej sily je založený na zákone mechaniky o hybnosti (druhý Newtonov zákon):

m * (v 2 -v 1) \u003d P * t

• m je hmotnosť telesa (v našom prípade je to hmotnosť vytlačeného vzduchu);
• v 2 - v 1 - zmena rýchlosti telesa (v našom prípade vertikálna rýchlosť vyfukovaného vzduchu);
• P je sila pôsobiaca na teleso (v našom prípade pôsobí na vzduch a smeruje nadol),
• t je čas.

teda

P \u003d m / t * (v 2 -v 1)

Pretože každá akcia sa vždy stretne s rovnakou a opačne smerujúcou protiakciou (tretí Newtonov zákon), zdvíhacia sila Y sa bude rovnať sile P, pôsobiacej na krídlo lietadla a smerujúcej nahor: Y = - P.

Veľkosť vztlaku závisí od hmotnosti vzduchu vrhaného každú sekundu m / t a závisí od hustoty vzduchu p, rýchlosti letu v a plochy krídla S; vertikálna rýchlosť vzduchu v 2 - v 1 závisí od uhla nábehu krídla a rýchlosti letu. Potom veľkosť zdvíhacej sily možno vyjadriť vzorcom:

Y=C y *pv2/2*S

kde C y je koeficient, ktorý závisí od tvaru krídla a uhla nábehu.

Vztlak sa dá teda vytvoriť celkom jednoducho, ale na to je nevyhnutné, aby sa krídlo pohybovalo vo vzduchu. Toto sa rieši rôznymi spôsobmi: napríklad vtáky mávajú krídlami; vetrone využívajú klesanie – odpor vzduchu prekonáva gravitácia. Lietadlo potrebuje špeciálny motor. Možno by však bolo výhodnejšie tento motor natočiť tak, aby jeho ťah kompenzoval hmotnosť aparátu? Nie je to potrebné, pretože vztlaková sila krídla je mnohonásobne väčšia ako odpor vzduchu. Pomer výsledného zdvihu k odporu sa nazýva pomer zdvihu k odporu. V súčasnosti pre podzvukové lietadlá tento pomer dosahuje 25 a pre nadzvukové lietadlá - 7.

Rozvoj letectva do značnej miery závisí od objavov a vynálezov v rôznych oblastiach vedy a techniky a predovšetkým od rozvoja vedy o prúdení plynov okolo telies – aerodynamiky. Začiatky tejto vedy položili štúdie ruských vedcov N.E. Zhukovsky, S.A. Chaplygin, SA Khristianovich, nemeckí vedci R. Prandtl, T. Karman a i. Okrem toho veda o mechanike letu, náuka o materiáloch, vynálezy v priemysle, ktorý vyrába motory, a vo výrobe nástrojov zohrávajú dôležitú úlohu pri vývoji letectva.

Prezradíme vám, prečo je dôležité prejsť pilotný výcvik vedieť čo je pilotovanie lietadiel a ako lieta lietadlo.

Pre kadeta, ktorý začína s výcvikom pilota lietadla, to nemusí byť najpríjemnejšie prekvapenie. Je najvyšší čas vrátiť sa na zem, no lietadlo stále letí.

V 20. rokoch minulého storočia sa leteckí konštruktéri stretli so zvláštnym javom. Lietadlá postavené podľa všetkých zákonov klasickej aerodynamiky sa zrazu ukázali ako nevhodné na použitie s existujúcou infraštruktúrou. Zdalo by sa, že všetko je už stokrát vypočítané a vypočítané, no na rozdiel od čísel a zdravého rozumu sa lietadlo „nevmestí“ do dĺžky dráhy. Neskôr, na boj proti tomuto javu, boli vynájdené spojlery (sú to tiež spojlery) a samotný efekt sa nazýval „obrazovka“.

Vedeckí autori príručiek o aerodynamike ponúkajú komplexnú definíciu efektu obrazovky. Oni, vedci, to majú robiť podľa svojho postavenia. Skutoční piloti vysvetľujú všetko oveľa jednoduchšie:
"Pristávaciu obrazovku cítite ako piaty bod." Keď je režim motora odstránený, rýchlosť je minimálna a lietadlo „z nejakého dôvodu“ nechce pristáť.

Zvonku to vyzerá tak, že lietadlo si predstavovalo, že je klzák, alebo sa pilot rozhodol hrať na parašutistu: majú takú disciplínu, v ktorej je ten, kto letí vodorovne nad zemou, najlepší.

Samozrejme, každý pilot lietadla vedieť čo je pilotovanie lietadiel a ako lieta lietadlo v leteckej škole veľmi dobre vie, že v takzvanej „zóne vplyvu zeme“ je možný prízemný efekt (v angličtine sa používa oveľa zrozumiteľnejší výraz ground effect). Ale často sa mylne nazýva „vzduchový vankúš“. V skutočnosti účinok kĺzania v ultra nízkej výške súvisí so vzduchovým vankúšom iba v jednom prípade. Ak lietate takto:

Ale prečo sa to deje v letectve, pozrime sa na to.

Výcvik pilotov: najskôr teória

Ak by úlohou bolo v skratke vysvetliť efekt obrazovky, boli by to slová víry na konci krídel. Doslova - víry na koncoch krídla. V súčasnej fáze vývoja leteckého priemyslu sú hlavným problémom dizajnérov.

Práve koncové víry vyvolávajú odpor, ktorý sa nazýva „indukčný“ a na boj s ktorým musíte míňať palivo navyše. Práve oni zanechávajú za letiacim lietadlom brázdu, do ktorej môže spadnúť ďalšie lietadlo, ktoré sa neraz stalo príčinou leteckých nešťastí. Nakoniec sú to oni, kto vytvára efekt obrazovky a pridáva pilotovi problémy s pristávaním.
Zostáva pochopiť, odkiaľ pochádzajú.

Ako lieta lietadlo

Ako to už býva, všetko začína základmi. Vďaka špeciálnemu tvaru profilu prúdi prichádzajúci vzduch okolo krídla rôznymi spôsobmi. Dole je rýchlejšie, hore pomalšie. Vzniká tlakový rozdiel, v dôsledku ktorého hustejší vzduch zospodu akoby „stláča“ krídlo nahor. Toto je najprimitívnejšie vysvetlenie pôvodu výťahu.

Ale krídlo (na veľkú ľútosť leteckých konštruktérov) nie je nekonečné, takže niekde nevyhnutne vzniká oblasť, v ktorej prichádza do styku hustý vzduch zdola a riedky vzduch zhora. Je ľahké uhádnuť, že sa to stane tam, kde krídlo končí.

Teraz si pripomíname školský kurz fyziky a princíp komunikovania plavidiel. Ak je v jednej časti väčší tlak a v druhej menší, molekuly plynu sa budú správať tak, že tlak je vyrovnaný. Inými slovami, vzduch má tendenciu unikať z oblasti s vysokým tlakom do oblasti s nízkym tlakom. Ako to dokáže? Samozrejme, cez ten istý koniec krídla (v skutočnosti sa proces vyskytuje v iných častiach krídla, ale tu je najvýraznejší). Vzduch spod spodnej roviny krídla sa pohybuje nahor a vytvára turbulencie smerujúce nahor na koncoch krídel.

Ale lietadlo v tomto čase pokračuje v lete vpred! V dôsledku toho je každý takýto tok skrútený do špirály. Toto je terminálny vír (je to tiež zväzok vírov, je to tiež bdelý vír alebo brázda).

Niekedy je možné takéto víry pozorovať aj voľným okom. Napríklad počas leteckej šou, keď nadzvukové stíhačky predvádzajú akrobaciu a počasie je dosť vlhké, je za nimi jasne viditeľná brázda. Toto je ono.

Môžete bojovať, ale je to ťažké

Špičkové víry v zásade vyhasnú za pár minút, no za veľkým ťažkým lietadlom sa dokážu natiahnuť na kilometre. Pilot lietadla letiaceho za ním riskuje, že sa dostane do takých silných turbulencií, ktoré sú spojené s úplnou stratou kontroly.

Zatiaľ čo letiská nalievajú milióny dolárov do vývoja systémov na rozptýlenie brázdiaceho víru, konštruktéri lietadiel už prišli na spôsoby, ako minimalizovať vznik brázdiaceho víru. Na tento účel sú moderné dopravné lietadlá pre cestujúcich vybavené špeciálnymi tvarovanými koncovkami - wingletmi alebo sharkelettemi. Ohýbajú sa nahor, čím zbavujú vzduch možnosti voľne prúdiť zdola nahor.

Letiská to potrebujú na minimalizáciu intervalov medzi vzletmi a pristátiami a letecké spoločnosti na zníženie nákladov. Čím slabší je koncový vír, čím nižší je indukčný odpor, tým nižšia je spotreba paliva.

Nedávno bol dokonca aj remortizovaný „starec“ An-2 vybavený wingletmi. Ale okrem výhod majú winglety aj nevýhody: spotreba paliva sa vyskytuje hlavne pri jazde vysokou rýchlosťou na veľké vzdialenosti. Malé lietadlá s častými štartmi a pristávaniami a krátkymi trasami teda v blízkej budúcnosti pravdepodobne nečelia technologickej revolúcii. Musím učiť sa lietať s tým, čo je.

Letecká škola: ešte teória

Všetko vyššie uvedené platí pre lietanie vo výške. Teraz si predstavme, že pristáva lietadlo so stopou koncových vírov rozprestierajúcich sa na oboch stranách.
Obrázky nižšie ani nepotrebujú veľa vysvetľovania.

V prvom variante (vo výške) sa vírivé prúdy otáčajú pozdĺž trajektórie, ktorá vytvára dodatočný tlak smerom nadol. To znamená, že zdvíhacia sila krídla sa zníži. Ale keď sa lietadlo priblíži k zemi (alebo vode), špička víru sa rozbije o prekážku. Vztlaková sila krídla sa teda zväčší, hoci ostatné podmienky (rýchlosť, uhol nábehu atď.) sa nezmenili.
To však nie je všetko.

Vo výške vytvárajú vrcholové víry dodatočný tlak na hornú rovinu krídla. Inými slovami, vertikálna rýchlosť smerom nadol sa zvyšuje. Kvôli tomu mení svoj smer aj vzduch, ktorý obteká krídlo zhora. Existuje takzvaný skosený tok.

Pri zemi sa na povrchu „lámu“ koncové víry. Tlak na hornú rovinu krídla sa oslabuje, respektíve, sklon prúdenia sa zmenšuje:

Riadenie lietadla: kde prúdi seká

Ak hovoríme o menšom skosení prúdenia, máme na mysli, že vzduch obteká hornú rovinu krídla rovnomernejšie. Smer jeho pohybu sa stáva jemnejší, bližšie k horizontále. A ako viete, zdvíhacia sila je vždy kolmá na prichádzajúci tok. Čím je prúdenie horizontálnejšie, tým zreteľnejšie je vektor zdvihu nasmerovaný nahor - na rozdiel od gravitácie.

Vo výške je sklon prúdenia výraznejší, takže vektor zdvihu sa odchyľuje dozadu. Ale lietadlo musí letieť dopredu! Tento rozpor je možné vyriešiť zvýšením ťahu motorov, pričom výmenou za zvýšený odpor. Zjednodušene povedané, čím hladší (vodorovnejší) prichádzajúci prúd, tým menej odoláva krídlu, ktoré ho strihá. Aby ste si predstavili, ako to všetko funguje, môžete pozorne zvážiť vyššie uvedený obrázok alebo si len zapamätať:

Čím menší je sklon toku -> tým menší odpor -> tým väčší zdvih.

A čím väčší vztlak a menší odpor, tým ďalej lietadlo plánuje, nechcúc klesnúť na smrteľnú zem.

Nie vysoko, nie nízko, nie ďaleko, nie blízko

Aerodynamika je exaktná veda a abstraktné pojmy tu nie sú úplne vhodné. Čo vlastne znamená „efekt obrazovky sa javí blízko zeme“? Ako blízko?

Je zrejmé, že ak sú koncové víry primárnym zdrojom obrazovky, potom všetko závisí od rozmerov lietadla. Čím je väčší a ťažší, tým väčší je priemer vírov odlamujúcich sa z jeho koncov. Preto veľké lietadlo pocíti vplyv zeme vo väčšej výške.

Ale prečo je potom najobľúbenejšie lietadlo prechádzať pilotný výcvik- Cessna 172 a povedzme Piper Warrior, ktoré sú približne v rovnakej váhovej kategórii, plánujú inak? Pri rovnakej rýchlosti a poveternostných podmienkach pristane Tsesna výrazne bližšie.

Odpoveď je v umiestnení krídel. Piper – takzvané dolnokrídlo. Jeho krídla sú umiestnené v spodnej časti trupu. To znamená, že sú oveľa bližšie k zemi. A ak áno, potom je účinok vplyvu zeme pociťovaný silnejšie.

Všeobecne sa uznáva, že k nemu dochádza, keď sa vzdialenosť od zeme rovná rozpätiu krídiel alebo je menšia. Ale efekt obrazovky je najvýraznejší vo výške rovnajúcej sa 20 % rozpätia. V tomto bode krídlo indukuje iba 60% svojho normálneho odporu. Bez príkladov je to však stále nepresvedčivé.

Povedzme, že sme sa dali dokopy učiť sa lietať lietadlo Cessna 172. Jeho rozpätie krídel je 11 metrov. 20% je asi 2 metre. Inými slovami, keď je Cessna (presnejšie jej krídlo) vo výške 2 metre alebo viac, nemusí byť ľahké prekonať zostávajúcu vzdialenosť k zemi.

Piper má takmer rovnaké rozpätie (10,5 m), no na rozdiel od Cessny má krídla doslova meter nad zemou. Efekt obrazovky následne pilot pocíti približne v rovnakej výške (2 metre), no v tom momente budú jeho krídla takmer dvakrát nižšie ako krídla jeho kolegu z Cessny. V súlade s tým bude sklon toku menší a odpor bude iba 40% zvyčajného. Je jasné, že bez zmeny rýchlosti takéto lietadlo poletí oveľa ďalej.

Urobiť čo?

Niekto by mohol nadobudnúť dojem, že vplyv Zeme na obrazovku je neustály problém. Ale niekedy je to stále užitočné. Počas 2. svetovej vojny americké bombardéry B-29 leteli z leteckej základne na Mariánach do Japonska na veľmi dlhé vzdialenosti. Výpadky motorov sa vtedy považovali za samozrejmosť a veľmi často boli posádky nútené vrátiť sa s jedným motorom. Spôsobovalo to veľa problémov - nutnosť manévrovania prudko zúžila možnosti, zvýšila sa spotreba paliva a piloti museli často opúšťať pilotovanie lietadiel katapultovať do nekonečných vôd Tichého oceánu. Potom sa piloti prispôsobili letu v nízkej nadmorskej výške, pričom využívali ochranný účinok vody na odľahčenie motorov.

V malých lietadlách môže byť efekt obrazovky užitočný pri pristávaní na pásoch nečistôt, najmä počas jesenného a jarného topenia. Uvedomenie si ako lieta lietadlo a čo sa s ním stane, môžete po vzore pilotov vetroňov zámerne zväčšiť vzdialenosť horizontálneho letu výberom pevniny na pristátie.

Na druhej strane, ak ste sa v čase pristátia ocitli v lete tam, kde ste už podľa všetkých výpočtov mali jazdiť, možno by stálo za to to obísť a postaviť si prístup zohľadňujúci efekt obrazovky.

Pravdepodobne neexistuje človek, ktorý by si pri pohľade na to, ako lieta lietadlo, nepoložil otázku: „Ako to robí?

Ľudia vždy snívali o lietaní. Za prvého aeronauta, ktorý sa pokúsil vzlietnuť pomocou krídel, možno považovať pravdepodobne Ikara. Potom, po tisíce rokov, mal veľa nasledovníkov, ale skutočný úspech padol na bratov Wrightovcov. Sú považovaní za vynálezcov lietadiel.

Pri pohľade na obrovské pasažierske lode na zemi, napríklad dvojposchodové boeingy, je absolútne nemožné pochopiť, ako sa tento mnohotonový kovový kolos vznáša do vzduchu, pôsobí to tak neprirodzene. Navyše aj ľudia, ktorí celý život pracovali v odvetviach súvisiacich s letectvom a samozrejme, ktorí poznajú teóriu aeronautiky, niekedy úprimne priznávajú, že nerozumejú tomu, ako lietadlá lietajú. Ale aj tak sa to pokúsime zistiť.

Lietadlo je držané vo vzduchu vďaka „vztlakovej sile“, ktorá naň pôsobí, ku ktorej dochádza iba pri pohybe, ktorý zabezpečujú motory namontované na krídlach alebo trupe.

• Prúdové motory vrhajú späť prúd produktov spaľovania petroleja alebo iného leteckého paliva, čím tlačia lietadlo dopredu.
• Lopatky vrtuľového motora sa zdajú byť priskrutkované do vzduchu a ťahajú lietadlo za sebou.

zdvíhacia sila

Vztlak vzniká, keď vzduch prúdi cez krídlo. Vďaka špeciálnemu tvaru časti krídla má časť prúdenia nad krídlom väčšiu rýchlosť ako prúdenie pod krídlom. Je to preto, že horná plocha krídla je konvexná, na rozdiel od plochého dna. Výsledkom je, že vzduch prúdiaci okolo krídla zhora musí prekonať väčšiu vzdialenosť, a teda aj vyššiu rýchlosť. A čím vyšší je prietok, tým nižší je tlak v ňom a naopak. Čím pomalšia rýchlosť, tým väčší tlak.

V roku 1838, keď aerodynamika ako taká ešte neexistovala, opísal tento jav švajčiarsky fyzik Daniel Bernoulli formulovaním po ňom pomenovaného zákona. Bernoulli však opísal prúdenie tekutín, no so vznikom a rozvojom letectva sa jeho objav ukázal ako veľmi vítaný. Tlak pod krídlom prevyšuje tlak zhora a tlačí krídlo a s ním aj lietadlo nahor.

Ďalším výrazom pre zdvih je takzvaný "uhol nábehu". Krídlo je umiestnené v ostrom uhle k prichádzajúcemu prúdu vzduchu, vďaka čomu je tlak pod krídlom vyšší ako na vrchu.

Ako rýchlo lietajú lietadlá

Pre vznik zdvíhacej sily je potrebná určitá a pomerne vysoká rýchlosť pohybu. Je tam minimálna rýchlosť, treba sa odlepiť od zeme, maximálna a pri cestovnej, pri ktorej lietadlo letí väčšinu trasy, je to asi 80% maxima. Cestovná rýchlosť moderných osobných parníkov je 850 – 950 km za hodinu.

Existuje aj pojem pozemná rýchlosť, čo je súčet rýchlosti vlastného lietadla a rýchlosti prúdov vzduchu, ktoré musí prekonať. Práve na jej základe sa vypočítava trvanie letu.

Rýchlosť potrebná na vzlet závisí od hmotnosti lietadla a pre moderné osobné lode sa pohybuje od 180 do 280 km za hodinu. Približne rovnakou rýchlosťou sa uskutoční pristátie.

Výška

Nadmorská výška letu sa tiež nevyberá svojvoľne, ale je určená veľkým množstvom faktorov, spotrebou paliva a bezpečnostnými úvahami.

Na povrchu zeme je vzduch hustejší, respektíve má veľký odpor voči pohybu, čo spôsobuje zvýšenú spotrebu paliva. Ako sa zvyšuje nadmorská výška, vzduch sa stáva redším a odpor sa znižuje. Za optimálnu výšku pre let sa považuje asi 10 000 metrov. Spotreba paliva je minimálna.

Ďalšou významnou výhodou lietania vo vysokých nadmorských výškach je tu absencia vtákov, ktorých kolízie opakovane viedli ku katastrofám.

Civilné lietadlá nemôžu stúpať nad 12 000 - 13 000 metrov, pretože príliš veľké vákuum narúša normálnu činnosť motorov.

Riadenie lietadla

Riadenie lietadla sa vykonáva zvyšovaním alebo znižovaním ťahu motora. Tým sa mení rýchlosť, respektíve zdvíhacia sila a výška letu. Pre jemnejšie riadenie procesov zmeny výšky a obratov slúžia prostriedky mechanizácie krídla a kormidiel umiestnené na chvostovej jednotke.

Vzlet a pristátie

Aby sa vztlaková sila stala dostatočnou na zdvihnutie lietadla zo zeme, musí vyvinúť dostatočnú rýchlosť. Na to slúžia pristávacie dráhy. Pre ťažké osobné alebo dopravné lietadlá sú potrebné dlhé dráhy, 3-4 kilometre.

Letiskové služby starostlivo monitorujú stav pristávacích dráh a udržiavajú ich v dokonale čistom stave, pretože cudzie predmety, ktoré sa dostanú do motora, môžu viesť k nehode a sneh a ľad na dráhe predstavujú veľké nebezpečenstvo počas vzletu a pristátia.

Keď lietadlo vzlietne, nastane moment, po ktorom už nie je možné vzlet zrušiť, pretože rýchlosť je taká vysoká, že lietadlo už nebude môcť zastaviť na dráhe. Tomu sa hovorí – „rýchlosť rozhodovania“.

Pristátie je veľmi zásadným momentom letu, piloti postupne spomaľujú, v dôsledku čoho klesá vztlak a klesá lietadlo. Tesne pred zemou je rýchlosť už taká nízka, že sa na krídlach uvoľňujú klapky, ktoré trochu zvyšujú vztlak a umožňujú lietadlu jemne pristáť.

Bez ohľadu na to, aké zvláštne sa nám to môže zdať, lietadlá lietajú a v prísnom súlade s fyzikálnymi zákonmi.