Как взлетает и летает самолет

На каких местах больше всего шансов выжить при падении самолета?

Исследователи провели эксперимент. На каждое пассажирское место они посадили по манекену, установили специальные датчики и видеокамеры, и смоделировали аварию: на скорости 230 км/ч Boeing 727 «упал» на поверхность озера, проехал сотню метров, а затем развалился на несколько кусков. Самым опасным местом оказалась носовая часть самолета — места бизнес-класса. Основная мощь удара при падении пришлась на этот участок, вследствие чего произошел разлом, отделивший нос самолета. А минимальный «урон» получили манекены, сидевшие в хвосте. При такой же аварии в жизни пассажиры этой части судна, вероятно, выжили бы. Но удар мог прийтись на любую часть самолета, поэтому нельзя делать вывод, исходя только из этого эксперимента.
Но есть статистика: были взяты и проанализированы все крушения пассажирских самолетов, в которых выжили люди. На местах бизнес-класса выживаемость составила 50 %, в центральной части салона — 55 %, в хвостовой части — 70 %. Так что сильно не расстраивайтесь, если в следующий раз у вас будет место у туалета в конце самолета.

Понятие минимальной, максимальной и идеальной высоты полета воздушного судна

Набор высоты — один из самых важных этапов для успешного полета воздушного судна. Нередко внутри современных пассажирских лайнеров установлены табло, на которых производится демонстрация расстояния, отделяющего самолет от поверхности земли. Чем обусловлена высота полета пассажирского самолета? Как пилот понимает, на каком удалении от земли двигаться?

Все самолеты имеют перечень технических характеристик, который определяется назначением воздушного судна, его модификацией и моделью. Соотношение характеристик определяет для самолета его коридор следования, т. е. уровень воздушного пространства, оптимальный для перемещения.

Границы коридора определяются такими величинами, как максимальная высота и минимальная. В этих пределах самолет может осуществлять перемещение без угрозы утраты контроля над управлением и без повреждения систем машины. Для современных пассажирских самолетов доступные для перемещения уровни находятся в пределах от 9 до 12 км над землей.

Если максимальная высота полета пассажирского самолета определяется техническими возможностями судна и должна соблюдаться для безопасности полета, то и другая характеристика — идеальная — большей степени касается эргономики перемещения.

Идеальное значение также рассчитывается из характеристик конкретного воздушного судна. Это высота, при которой воздушное судно испытывает наименьшее сопротивление воздуха. В первую очередь, при снижении такого сопротивления снижается и расход топлива. Также испытывая минимальное трение о воздух, самолет дольше сохраняет невредимость корпуса и систем.

Кто устанавливает ограничения и какие они

Как правило, допустимая максимальная сила ветра определяется для каждого самолета индивидуально в зависимости от специфики его конкретных характеристик и технических возможностей. Устанавливает максимальную скорость ветра, при которой можно осуществлять взлет или посадку, производитель авиалайнера. Точнее, производитель устанавливает две максимальные скорости: попутную и боковую. Попутная скорость для большинства современных авиалайнеров одинакова. При взлете и посадке попутная скорость не должна превышать 5 м/с. Что касается боковой скорости, то для каждого авиалайнера она различна:

  • для самолетов ТУ-154 – 17 м/с;
  • для АН-24 – 12 м/с;
  • для ТУ-134 – 20 м/с.

В среднем для авиалайнеров устанавливается максимальная боковая скорость 17 м/с. При большей скорости подавляющее большинство самолетов не взлетают. Если в зоне прилета наблюдается резкое усиление ветра, скорость которого превышает допустимые показатели, самолеты не садятся в этом аэропорту, а совершают аварийную посадку на другой ВПП, где условия позволяют авиалайнеру безопасно приземлиться.

Отвечая на вопрос, при каком ветре не летают самолеты, можно с уверенностью сказать, что при скорости более 20 м/c, если ветер дует перпендикулярно ВПП, взлет не может быть осуществлен. Такой сильный ветер связан с прохождением мощных циклонов. Ниже вы можете посмотреть видео посадки самолета при сильном боковом ветре, чтобы увидеть, насколько это сложно сделать даже профессиональному опытному летчику с большим стажем. Особую опасность в данном случае представляет порывистый ветер в нижних слоях атмосферы. Он может начать дуть в самый неподходящий момент, образовав большой крен, который представляет огромную опасность для самолета.

Боковой ветер опасен тем, что требует от летчика определенных действий, которые совершить очень сложно. В авиации есть такое понятие, как «угол сноса». Этот термин означает величину угла, на который авиалайнер отклоняется от заданного направления из-за ветра. Чем сильнее ветер, тем больше этот угол. Соответственно, тем больше усилий требуется приложить пилоту, чтобы развернуть авиалайнер на этот угол в обратную сторону. Пока воздушное судно находится в полете, даже такой сильный ветер не вызывает никаких проблем. Но как только самолет соприкасается с поверхностью взлетно-посадочной полосы, авиалайнер обретает сцепление и начинает двигаться в направлении, параллельном своей оси. В этот момент летчик должен резко изменить направление движения авиалайнера, что очень непросто.

Что касается проблемы сильного попутного ветра, она легко решается сменой рабочего порога взлетно-посадочной полосы. Однако такая возможность есть не у каждого аэровокзала. Например, Сочи и Геленджик лишены такой возможности. Если сильный ветер дует в сторону моря, посадка может быть осуществлена, а вот взлет при таких условиях небезопасный. То есть посадка самолета при сильном ветре возможна, но далеко не во всех случаях.

Что такое эшелон в авиации?

Эшелонирование воздушного пространства — это задача диспетчеров, которые планируют рассредоточение самолетов таким образом, чтобы не допустить их критического сближения и возникновения аварийных ситуаций. Выделяют вертикальное эшелонирование, продольное и боковое, которые соответствуют тому или иному положению воздушных судов относительно друг друга.

Эшелоны полета — это своеобразные схемы, которых придерживается пилот, чтобы сохранить безопасность пассажиров и не сбиться с заданного курса. Для начала движения по эшелону используется эшелон перехода, т. е. условное значение, по которому движутся самолеты в определенном воздушном пространстве (например, над территорией аэропорта).

Таблица эшелонов различается в разных странах, в зависимости от того, какая схема используется в гражданской авиации на конкретной территории. Пилоты и диспетчеры переходят с одной схемы на другую при совершении международных и, особенно, межконтинентальных рейсов.

На какой высоте летают разные самолеты

Выше мы уже отмечали тот факт, что оптимальный уровень эшелона рассчитывается на основе технических характеристик воздушного судна. Ниже мы предлагаем рассмотреть перечень различных видов лайнеров и узнать, на какой высоте они летают:

  1. Пассажирские воздушные лайнеры. Данная категория самолетов летает на эшелоне, варьирующимся от девяти до двенадцати километров. Подъем на более высокую точку может стать причиной повышенного расхода топлива.
  2. Военные воздушные судна. В данном случае нужно учитывать не только технические характеристики судна, но и его предназначение. Самолеты разведки и истребители могут подниматься на отметку в двадцать пять километров от уровня земной поверхности.
  3. Грузовые лайнеры. Данная категория самолетов летает на том же эшелоне, что и пассажирский транспорт. Расчет данного показателя строится с учетом максимального сокращения сопутствующих расходов.
  4. Легкие самолеты. Этот вид самолетов развивает скорость триста километров в час и летает в двух километрах над уровнем земной поверхности.


Самый большой расход топлива происходит на взлете, ведь чтобы поднять такую «махину» вверх быстро и плавно, требуется колоссальная энергия

Давайте разберемся!

Пассажиры со стажем наверняка помнят ритуал, повторяющийся практически в каждом взлете советского лайнера — самолет останавливается в начале полосы, затем некоторое время стоит — пилоты дают пассажирам помолиться.. да чего скрывать — они и сами в это время «молились» — так в шутку называют чтение карты контрольных проверок. После чего двигатели резко начинают сильно реветь, самолет — дрожать, пассажиры креститься… пилот отпускает тормоза и неведомая сила начинает вжимать притихших пассажиров в их кресла. Все трясется, полки открываются, у проводников что-то падает…

И вдруг, разумеется совершенно случайно, самолет взлетает. Становится немного тише, можно перевести дух… Но вдруг самолет начинает падать вниз!

В последний момент пилоты как правило «выравнивают лайнер», после этого еще пару раз «выключаются турбины» в наборе высоты, ну а потом все становится обычно. Стюардессы с каменными лицами разносят соки-воды, для тех, кто плохо молился — кислородную маску. А затем начинается главное, ради чего и летают пассажиры — разносят еду.

Ничего не упустил? Вроде такие отзывы о полетах я читал неоднократно на непрофильных форумах.

Скорость в полете

Скорость полета самолета зависит от модели и особенностей конструкции. Обычно указывается максимально возможная скорость, однако на практике такие показатели достигаются редко и самолеты летают на крейсерской скорости, которая, как правило, составляет около 80% от максимального значения.

К примеру, скорость пассажирского самолета Эйрбас А380 составляет 1020 км/ч, это значение указано в технических характеристиках самолета и является максимально возможной скоростью полета. Полет же осуществляется на крейсерской скорости, которая для этой модели самолета составляет около 900 км/ч.

Боинг 747 рассчитан на полет со скоростью 988 км/ч, но полеты совершаются на крейсерской скорости, которая варьируется в пределах 890-910 км/ч.

Интересно. Компания Boeing занимается разработкой самого быстрого пассажирского авиалайнера, максимальная скорость которого будет достигать 5000 км/ч.

Почему самолеты не летают через Индийский океан?

Действительно, если открыть любую карту полетов, можно обнаружить, что маршрут воздушных судов, следующих над водами Индийского океана, всегда выстраивается вдоль суши, даже если такой путь кажется более длинным.

После нескольких авиапроисшествий последних лет, стало набирать популярность мистическое околонаучное объяснение катастроф и исчезновений летательных аппаратов в этом географическом регионе. Причем особенности карты полетов воздушных судов сторонники этой теории приводят, как доказательство своей правоты. Конечно, истинный ответ далек от мистики.

Современные пассажирские самолеты летают в соответствии с нормами ETOPS – сводом требований к полетам двухмоторных воздушных судов над местностью без ориентиров. Эти нормы были разработаны Международной организацией гражданской авиации.

Согласно ETOPS, маршруты составляются так, чтобы воздушное судно всегда находилось в пределах установленного максимального времени полета до ближайшего аэропорта, куда можно было бы дотянуть в случае отказа одного их двигателей.

В настоящее время максимальный интервал по этим нормам составляет 180 минут, в зависимости от конструкции самолеты также сертифицируют на 60 и 120 минут предельного удаления от ближайшего аэродрома. Вот почему через безлюдные просторы Индийского Океана почти не проходят маршруты гражданской авиации.

Почему самолет поднимается в воздух?

Если посмотреть на крыло, то вы увидите, что оно не плоское. Нижняя его поверхность гладкая, а верхняя имеет выпуклую форму. За счет этого при повышении скорости воздушного судна меняется давление воздуха на крыло. Снизу крыла скорость потока меньше, поэтому давление больше. Сверху скорость потока больше, а давление меньше. Именно за счет этого перепада давления крыло и тянет самолет вверх. Данная разница между нижним и верхним давлением называется подъемной силой крыла. По сути, при разгоне воздушное судно выталкивает вверх при достижении определенной скорости (разницы давлений).

Воздух обтекает крыло с разной скоростью, выталкивая самолет вверх

Данный принцип был обнаружен и сформулирован родоначальником аэродинамики Николаем Жуковским еще в 1904 году, и уже через 10 лет был успешно применен во время первых полетов и испытаний. Площадь, форма крыла и скорость полета рассчитаны таким образом, чтобы без проблем поднимать в воздух многотонные самолеты. Большинство современных лайнеров летают со скоростями от 180 до 260 километров в час — этого вполне достаточно для уверенного держания в воздухе.

Самые высотные пассажирские самолеты

Самые высотные самолеты среди гражданских строились не для того, чтобы кого-то удивить. Набор высоты позволяет этим самолетам избегать штормов и следовать по воздушным коридорам, недоступным другим моделям. Среди самых высотных моделей выделяют следующие:

  • Ту-154. Советский надежный пассажирский авиалайнер. Максимальная высота полета — 11 100 метров;
  • Боинг 737. Самый массовый пассажирский борт за всю историю. Максимальная крейсерская высота — 11 300 м;
  • А 380. Рекордсмен по максимальной высоте среди пассажирских воздушных судов: 13 115 м.

Таким образом, уровень следования пассажирских судов все равно значительно уступает техническим возможностям военных самолетов.

Как происходит взлет

Аэродинамика авиалайнера обеспечивается особой конфигурацией крыла, которая практически одинакова у всех самолетов. Нижняя часть профиля крыла всегда плоская, а верхняя – выпуклая, независимо от типа самолета.

Воздух, проходящий под крылом, не изменяет своих свойств. Одновременно с этим, поток воздуха, проходящий через выпуклую верхнюю часть крыла, сужается. Таким образом, через верхнюю часть крыла проходит меньшее количество воздуха. Поэтому чтобы за единицу времени прошел тот же поток воздуха, необходимо увеличить скорость его движения.

В результате наблюдается разница давления воздуха в нижней и верхней части крыла авиалайнера. Это объясняется законом Бернулли: увеличение скорости потока воздуха приводит к снижению его давления.

Физика взлета

Из разницы давления образуется подъемная сила. Ее действие словно толкает крыло вверх, а вместе с этим и весь самолет. Самолет отрывается от земли в тот момент времени, когда подъемная сила превосходит вес авиалайнера. Это достигается путем набора скорости (увеличение скорости движения самолета приводит к увеличению подъемной силы).

Интересно. Горизонтальный полет обеспечивается тогда, когда подъемная сила равна весу авиалайнера.

Таким образом, при какой скорости самолет оторвется от земли, зависит от подъемной силы, величина которой определяется в первую очередь массой авиалайнера. Сила тяги авиационного двигателя обеспечивает набор скорости, необходимой для увеличения подъемной силы и взлета авиалайнера.

По этому же принципу аэродинамики летает вертолет. Внешне кажется, что винт вертолета и крыло самолета имеют мало общего, однако каждая лопасть винта имеет такую же конфигурацию, обеспечивающую разницу показателей давления воздушного потока.

Процесс посадки

Для того чтобы приземлить воздушный транспорт, пилоту также необходимо набрать определенную скорость. Величина этого показателя зависит от следующих факторов:

  1. Особенности конструкции и площади крыла.
  2. Силы встречного воздушного потока.
  3. Массы лайнера.

Помимо этого, нужно учитывать иные показатели, о которых знают только опытные пилоты. Средняя скорость посадки варьируется от двухсот двадцати до двухсот пятидесяти километров в час

Следует обратить внимание на тот факт, что при перемещении в воздухе учитывается скорость не относительно земной поверхности, а относительно самого воздуха. Именно поэтому системы «ГЛОНАСС» и «GPS» часто показывают неправильное значение

Вышеуказанные приборы могут показать скорость в районе ста восьмидесяти километров в час, однако реальная скорость составит более двухсот километров.

Давайте разберемся.

Прямо сразу расставим точки над ё по поводу остановки лайнера на полосе перед взлетом. Как все же должны делать пилоты — останавливаться или нет?

Ответ таков — и так и эдак правильно. Современная методика взлета рекомендует НЕ останавливаеться на полосе, если на то нет веских причин. Под такими причинами могут скрываться:

  • а) Диспетчер пока еще думает — выпускать Вас или подержать еще маленько
  • б) Полоса имеет ограниченную длину.

По пункту А, думаю, все понятно.

По пункту Б скажу следующее — если ВПП (полоса) действительно очень короткая, а самолет загружен так, чтобы только-только масса проходила для этой длины — в этом случае имеет смысл сэкономить несколько десятков метров и вывести двигатель на повышенный режим, удерживая самолет на тормозах. Или же ВПП просто ну очень непривычно короткая, пусть даже самолет легкий. В этом случае пилот тоже «на всякий случай» так сделает.

Например, мы используем такой взлет в Шамбери. Там ВПП всего два километра, а впереди горы. Хочется как можно быстрее оторваться от земли и умчатся повыше. И обычно масса там приближена к максимально возможно для условий взлета.

В подавляющем большинстве случаев, если диспетчер нам разрешил взлет одновременно с занятием полосы — мы не будем останавливаться. Мы вырулим на осевую линию (причем, возможно, что уже с ускорением), убедимся в устойчивом прямолинейном движении самолета, и после этого «дадим по газам».

Как происходит взлет

Аэродинамика авиалайнера обеспечивается особой конфигурацией крыла, которая практически одинакова у всех самолетов. Нижняя часть профиля крыла всегда плоская, а верхняя – выпуклая, независимо от типа самолета.

Воздух, проходящий под крылом, не изменяет своих свойств. Одновременно с этим, поток воздуха, проходящий через выпуклую верхнюю часть крыла, сужается. Таким образом, через верхнюю часть крыла проходит меньшее количество воздуха. Поэтому чтобы за единицу времени прошел тот же поток воздуха, необходимо увеличить скорость его движения.

В результате наблюдается разница давления воздуха в нижней и верхней части крыла авиалайнера. Это объясняется законом Бернулли: увеличение скорости потока воздуха приводит к снижению его давления.

Из разницы давления образуется подъемная сила. Ее действие словно толкает крыло вверх, а вместе с этим и весь самолет. Самолет отрывается от земли в тот момент времени, когда подъемная сила превосходит вес авиалайнера. Это достигается путем набора скорости (увеличение скорости движения самолета приводит к увеличению подъемной силы).

Таким образом, при какой скорости самолет оторвется от земли, зависит от подъемной силы, величина которой определяется в первую очередь массой авиалайнера. Сила тяги авиационного двигателя обеспечивает набор скорости, необходимой для увеличения подъемной силы и взлета авиалайнера.

По этому же принципу аэродинамики летает вертолет. Внешне кажется, что винт вертолета и крыло самолета имеют мало общего, однако каждая лопасть винта имеет такую же конфигурацию, обеспечивающую разницу показателей давления воздушного потока.

Почему самолет умеет летать?

Дата
Категория: Транспорт

Самолеты могут летать по двум причинам, действующим одновременно: благодаря тяге двигателей и подъемной силе, создаваемой крыльями. При движении воздушного корабля его крылья обдуваются воздухом.

Форма крыльев такова, что их верхняя поверхность длиннее нижней. Поэтому воздух, обтекая крыло, должен над верхней поверхностью крыла двигаться быстрей, чем над нижней. В результате этого над крыльями образуется область пониженного давления. Разность давлений под крыльями и над ними называется подъемной силой. Она направлена вверх, возрастает при увеличении скорости полета и при определенных условиях становится больше силы тяжести, направленной вниз. При взлете раскрываются щитки, чтобы увеличить площадь крыла и, соответственно, подъемную силу. А чтобы в полете менять высоту, самолет в ту или другую сторону изменяет угол атаки своих крыльев.

Подъемная сила

При движении на самолет действуют: сила тяги, подъемная сила, сила тяжести и сила сопротивления воздуха. Воздух обтекает верхние поверхности крыльев быстрее, чем нижние. Поэтому давление воздуха над крылом уменьшается, в результате чего возникает подъемная сила.

 Как связаны между собой подъемная сила и крылья

Верхняя сторона крыла испытывает меньшее давление по сравнению с нижней стороной. Что и приводит к подъему самолета по отношению к горизонтальному направлению движения.

Зачем нужны щитки

При полете на малых скоростях, чтобы избежать сваливания, нос самолета должен быть задран — тогда крыло находится под большим углом атаки. Щитки помогают пилоту выполнить соответствующий маневр. Они расположены на передней и задней кромке крыльев. Когда щитки выпущены, увеличивается площадь крыла и угол его атаки. И, следовательно, больше подъемная сила. Когда нужный маневр выполнен, щитки убираются внутрь крыльев.

Угол атаки и подъемная сила

При полете на большой скорости угол атаки мал. Поэтому подъемная сила и сопротивление воздуха наименьшие.

При полете на малой скорости угол атаки примерно 14° и подъемная сила велика.

Если угол атаки больше 15°, может начаться сваливание, то есть падение самолета, когда образуются воздушные завихрения или турбуленция, которые уменьшают подъемную силу.

Рули высоты, горизонтальные рули и элероны

Рули высоты расположены на задних кромках горизонтальных стабилизаторов. С помощью этих рулей задирают или опускают нос самолета. Горизонтальные рули, находящиеся на задних кромках вертикального стабилизатора, позволяют смещать направление носа самолета вправо или влево. Элероны, расположенные на задних кромках крыльев, опускают или поднимают крылья, когда самолет совершает разворот.

Рули высоты задирают нос самолета, когда они подняты, и клонят вниз, когда они опущены.

Горизонтальный руль вызывает крен самолета влево или вправо.

Работающие элероны заставляют крылья или подниматься или опускаться, что приводит к развороту воздушного лайнера налево или направо.

Поворот вокруг вертикальной оси, или рыскание

Может ли самолет упасть из-за турбулентности?

Турбулентность может быть вызвана следующими факторами:
завихрение от крыльев рядом идущего самолета;
встреча разных по температуре потоков воздушных масс;
неравномерное прогревание воздуха около земли.
Опасные завихрения есть в грозовых облаках, поэтому пилоты стараются облетать их стороной. Также это может случиться и в чистом небе, такое явление носит название «турбулентность ясного дня».
Но за всю историю существования авиации из-за этой тряски упал один самолет. Причем тогда роль сыграл человеческий фактор: турбулентность была вызвана впереди идущим лайнером. Поэтому, когда самолет начинает потряхивать, нужно пристегнуться и не паниковать — это безопасно.Читать далее →

Какая скорость самолета при взлете

Давайте рассмотрим, как взлетает самолет. Набирая определенную скорость он отрывается от земли. В этот момент авиалайнер наиболее неуправляем, поэтому взлетные полосы делают со значительным запасом по длине. Скорость отрыва зависит от массы и формы воздушного судна, а также от конфигурации его крыльев. Для примера мы приведем табличные значения для наиболее популярных видов самолета:

  1. Boeing 747 -270 км/ч.
  2. Airbus A 380 — 267 км/ч.
  3. Ил 96 — 255 км/ч.
  4. Boeing 737 — 220 км/ч.
  5. Як-40 -180 км/ч.
  6. Ту 154 — 215 км/ч.

В среднем, скорость отрыва у большинства современных лайнеров 230-250 км/ч. Но она непостоянна — все зависит от ускорения ветра, массы летательного аппарата, взлетной полосы, погоды и других факторов (значения могут отличаться на 10-15 км/ч в ту или другую сторону). Но на вопрос: при какой скорости взлетает самолет можно отвечать — 250 километров в час, и вы не ошибетесь.

Разные типы самолетов взлетают с разной скоростью

Почему самолет поднимается в воздух

Если посмотреть на крыло, то вы увидите, что оно не плоское. Нижняя его поверхность гладкая, а верхняя имеет выпуклую форму. За счет этого при повышении скорости воздушного судна меняется давление воздуха на крыло. Снизу крыла скорость потока меньше, поэтому давление больше. Сверху скорость потока больше, а давление меньше. Именно за счет этого перепада давления крыло и тянет самолет вверх. Данная разница между нижним и верхним давлением называется подъемной силой крыла. По сути, при разгоне воздушное судно выталкивает вверх при достижении определенной скорости (разницы давлений).

Воздух обтекает крыло с разной скоростью, выталкивая самолет вверх

Данный принцип был обнаружен и сформулирован родоначальником аэродинамики Николаем Жуковским еще в 1904 году, и уже через 10 лет был успешно применен во время первых полетов и испытаний. Площадь, форма крыла и скорость полета рассчитаны таким образом, чтобы без проблем поднимать в воздух многотонные самолеты. Большинство современных лайнеров летают со скоростями от 180 до 260 километров в час — этого вполне достаточно для уверенного держания в воздухе.

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.

Описание

  • 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.

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.

Самолет выдавливает к полету

Полёт

Самолёт держится в воздухе благодаря действующей на него «подъёмной силе», которая возникает только в движении, которое обеспечивают двигатели, закреплённые на крыльях или фюзеляже.

  • Реактивные двигатели выбрасывают назад струю продуктов сгорания керосина или другого авиационного топлива, толкая самолёт вперёд.
  • Лопасти винтового двигателя как бы ввинчиваются в воздух и тянут самолёт за собой.

Подъемная сила

Подъемная сила возникает, когда набегающий поток воздуха обтекает крыло. Благодаря особой форме сечения крыла, часть потока над крылом имеет большую скорость, чем поток под крылом. Это происходит потому, что верхняя поверхность крыла выпуклая, в отличие от плоской нижней. В итоге воздуху, обтекающему крыло сверху, приходится пройти больший путь, соответственно с большей скоростью. А чем больше скорость потока, тем меньше давление в нём, и наоборот. Чем меньше скорость — тем больше давление.

В 1838 году, когда ещё аэродинамики, как таковой, не существовало, швейцарский физик Даниил Бернулли описал это явление, сформулировав закон, названный по его имени. Бернулли, правда, описывал течение потоков жидкости, но с возникновением и развитием авиации, его открытие оказалось как нельзя более кстати. Давление под крылом превышает давление сверху и выталкивает крыло, а с ним и самолёт, вверх.

Другое слагаемое подъёмной силы — так называемый «угол атаки». Крыло располагается под острым углом к встречному потоку воздуха, благодаря чему давление под крылом выше, чем сверху.

С какой скоростью летают самолёты

Ещё есть понятие путевой скорости, которая складывается из собственной скорости самолёта и скорости воздушных потоков, которые ему приходится преодолевать. Именно, исходя из неё, рассчитывают продолжительность рейса.

Скорость, необходимая для взлёта зависит от массы самолёта, и для современных пассажирских судов составляет от 180 до 280 км в час. Примерно на такой же скорости производится посадка.

Высота

Высота полёта тоже выбирается не произвольно, а определяется большим количеством факторов, соображениями экономии топлива и безопасности.

У поверхности земли воздух более плотный, соответственно, он оказывает большое сопротивление движению, вызывая повышенный расход топлива. С увеличением высоты воздух становится более разряжённым, и сопротивление уменьшается. Оптимальной высотой для полёта считается высота около 10 000 метров. Расход топлива при этом минимален.

Ещё одним существенным плюсом полётов на больших высотах является отсутствие здесь птиц, столкновения с которыми не раз приводили к катастрофам.

Подниматься выше 12 000-13 000 метров гражданские самолёты не могут, так как слишком сильное разряжение препятствует нормальной работе двигателей.

Управление самолётом

Управление самолётом осуществляется путём увеличения или уменьшения тяги двигателя. При этом изменяется скорость, соответственно подъёмная сила и высота полёта. Для боле тонкого управления процессами изменения высоты и поворотов служат средства механизации крыла и рули, находящиеся на хвостовом оперении.

Взлёт и посадка

Чтобы подъёмная сила стала достаточной, для отрыва самолёта от земли, он должен развить достаточную скорость. Для этого служат взлётно-посадочные полосы. Для тяжёлых пассажирских или транспортных самолётов нужны длинные ВПП, длиной 3-4 километра.

За состоянием полос тщательно следят аэродромные службы, поддерживая их в идеально чистом состоянии, так как инородные предметы, попадая в двигатель, могут привести к аварии, а снег и лёд на полосе представляют большую опасность при взлёте и посадке.

https://youtube.com/watch?v=YeFdx42VymQ

При разбеге самолёта наступает момент, после которого отменить взлёт уже нельзя, так как скорость становится настолько велика, что самолёт уже не сможет остановиться в пределах полосы. Это так и называется — «скорость принятия решения».

Посадка — очень ответственный момент полёта, лётчики постепенно сбрасывают скорость, вследствие чего уменьшается подъёмная сила и самолёт снижается. Перед самой землёй скорость уже такая низкая, что на крыльях выпускаются закрылки, которые несколько увеличивают подъёмную силу и позволяют мягко посадить самолёт.

Таким образом, как бы странно нам это не казалось, самолёты летают, причём в строгом соответствии с законами физики.

Две вещи для того, чтобы самолет взлетел — мощные двигатели и правильная конструкция крыльев

Двигатели создают огромную тягу, которая толкает вперед. Но этого недостаточно, ведь нужно еще и вверх подняться, а при таком раскладе выходит, что пока что мы можем только разогнаться по поверхности до огромной скорости. Следующим важным моментом является форма крыльев и самого корпуса самолета. Именно они создают поднимающую силу. Сделаны крылья так, что под ними воздух становится медленнее, чем над ними, и в итоге выходит, что воздух снизу толкает корпус вверх, а воздух над крылом неспособен сопротивляться этому воздействию при достижении самолетом определенной скорости. Это явление называется в физике подъемной силой, и, чтобы разобраться в этом подробнее, нужно иметь немного познаний в аэродинамике и в прочих сопутствующих законах. Но для понимания того, почему самолеты летают, этих знаний достаточно.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий