Чому літаки літають?
Літак - це літальний апарат, що має масу більше маси повітря, і підйомну силу, створену за аеродинамічному принципом (відкидання вниз частини повітря за рахунок обтікання крила). Підйомна сила - це і є відповідь на питання про те, чому літаки літають. Її створюють несучі поверхні (в основному, крила) при русі назустріч повітряному потоку літака, що розвиває швидкість за допомогою силової установки або турбіни. За рахунок силової установки, що створює силу тяги, літак здатний долати опір повітря.
Літаки літають по законам фізики
В основі аеродинаміки як науки закладено теорема Миколи Єгоровича Жуковського, видатного російського вченого, засновника аеродинаміки, яка була сформульована ще в 1904 році. Через рік, у листопаді 1905 року Жуковський виклав свою теорію створення підйомної сили крила літального апарату на засіданні Математичного товариства.
Для того щоб підйомна сила змогла підняти в повітря сучасний літак, навіть вагою в десятки тонн, його крило повинно мати достатню площу. На підйомну силу крила впливає безліч параметрів, таких як профіль, площа, форма крила в плані, кут атаки, швидкість і щільність повітряного потоку. Кожен літак має свою мінімальну швидкість, при якій він може злітати і летіти, не падаючи. Так, мінімальна швидкість сучасних пасажирських літаків знаходиться в межах від 180 до 250 км / год.
Чому літаки літають з різною швидкістю?
Від необхідної швидкості літака залежить і його розмір. Площа крил повільних транспортних літаків повинна бути досить великою, так як підйомна сила крила і швидкість, що розвивається літаком, прямо пропорційні. Велика площа крил у повільних літаків обумовлена тим, що при досить малих швидкостях підйомна сила невелика.
Швидкісні літаки, як правило, мають набагато менші за розмірами крила, що володіють при цьому достатньою підйомної силою. Чим менше щільність повітря, тим меншою стає підйомна сила крила, тому на великій висоті швидкість літака повинна бути вище, ніж при польоті на малій висоті.
Чому літаки літають так високо?
Висота польоту сучасних реактивних літаків знаходиться в межах від 5000 до 10000 метрів над рівнем моря. Це пояснюється дуже просто: на такій висоті щільність повітря набагато менше, а, отже, менше і опір повітря. Літаки літають на великих висотах, тому що при польоті на висоті 10 кілометрів літак витрачає на 80% менше пального, ніж при польоті на висоті в один кілометр. Однак чому ж тоді вони не літають ще вище, в верхніх шарах атмосфери, де щільність повітря ще менше? Справа в тому, що для створення необхідної тяги двигуном літака необхідний певний мінімальний запас повітря. Тому у кожного літака є найбільший безпечна межа висоти польоту, званий також «практична стеля». Наприклад, практична стеля літака Ту-154 становить близько 12100 метрів.
