Как летят самолетите?

Какво правите, когато искате да отидете някъде много бързо? Качвате се на колелото, автобуса или метрото? А ако наистина, ама много, много бързате, можете да помолите някой възрастен от семейството и да ви закара с колата. Но знаете ли, кое е още по-бързо – летенето. Не би ли било хубаво просто да можехте да се издигнете във въздуха и да прелетите от училище до вкъщи или до къщата на най-добрия си приятел. Колко по-лесно би било всичко, а и интересно ако можехме да летим. За съжаление нямаме крила и не идваме от Криптон, че да можем да надвием гравитацията, която ни държи здраво прилепени към земята. Но не е ли странно, как едно човешко същество, което тежи по-малко от 90 или 50 килограма не може да се издигне над земята само, а самолетите тежащи по много повече могат да се засилят от пистата на летището и да излетят и то високо в небето, дори с хора вътре. Самолетите също не са от планетата на Супермен или не са създадени от извънземни. Но тогава как точно летят?

Въпреки че технологиите ни са доста напреднали от създаването на първия самолет през 1903 година, все още използваме същия принцип открит от братята Орвил и Уилбър Райт, които на 17 декември 1903 година са извършили първия в историята на човечеството полет. Макар техния първи „самолет“ да се задържа във въздуха само 12 секунди и да изминава едва 37 метра, те остават в историята завинаги, като откривателите на самолета. Но за какво толкова са се сетили тези двама братя, което другите хора преди това да не са успели – много просто, те са успели да открият двете най-важни сили, които трябват на тази желязна птица да полети: теглителна и подемна сила. В тези две думи се състои цялата магия на полета на самолетите.

Теглителната сила, която можем още да наричаме и просто тяга е движение напред, бързо движение напред. При самолета тази необходима тяга за движение напред се създава от двигателите. При генерирането на достатъчно тяга, се гарантира и взаимодействието на крилата с молекулите на въздуха, което е необходимо за издигането и задържането на самолета в небето. Освен това чрез тягата трябва и да се генерира достатъчно сила на съпротивление, за да може самолетът изобщо да се отдели от земята. Ето защо ние не успяваме – нямаме откъде да вземем толкова тяга.

За да разберете по-добре цялата тази работа със съпротивлението, можете да направите този прост експеримент. Следващия път, когато се возите в колата покажете съвсем малко ръката си през прозореца и ще усетите въздуха или то ще си е направо вятър. След това разперете пръстите си и вдигнете ръката си нагоре, сякаш се каните да дадете пет на приятел. Ще усетите още по-силен вятър – ето това е съпротивлението. Сега съберете пръстите си и ги опънете напред, а палеца сложете отдолу и ги долепете един но друг, горе-долу като формата на самолет. Ще усетите как съпротивлението намалява и освен това ще разберете защо е точно такава формата на летателните машини, тя не е случайна. Тя е аеродинамична, за да може да намали силата на съпротивление и да увеличи силата на тягата, идваща от витлата или реактивните двигатели. За да може един самолет да лети, тягата трябва да бъде равна или по-голяма от съпротивлението.

Друг ключов момент при полета е подемната сила. Тя се създава от специалната форма на самолетните крила. Те са оформени и наклонени по такъв начин, че когато въздухът се движи около тях, те създават подемна сила. Точно тя вдига самолета в небето. Все още учените обясняват по различен начин как точно възниква тази сила. Според едни тя се обяснява чрез принципа на Бернули (кръстен на швейцарския учен и математик Даниел Бернули), който установява, че по-бързо движещият се въздух над крилото има по-ниско налягане, от по-бавно движещия се под него и така първият избутва самолета нагоре. Други пък смятат, че подемната сила може да бъде обяснена чрез законите на Нютон. „Всяко действие има равно по големина и противоположно по посока противодействие“. Тягата, която води до движение напред, помага за увеличаването на скоростта на въздуха спрямо крилете, което от своя страна помага при подемната сила и издигането на самолета.

Самолетът може да лети във въздуха, само когато са изпълнени двете най-важни изисквания – първо тягата да е достатъчно силна за да се противопостави на съпротивлението и второ, подемната сила да е достатъчно голяма за да се противопостави на теглото. Независимо кое обяснение е по-вярно е факт, че подходящата координация между всички тези сили е от съществено значение, тъй като те са полезни, само когато са заедно.