nasze media Najnowszy numer MGN 11/2020

Tomasz Rożek

|

MGN 05/2013

dodane 17.06.2013 15:48

Maszyny jak motyle

Samolot jest ciężki i duży, a unosi się jak motylek. To całkiem nielogiczne, więc jak to możliwe?

Pierwszymi „urządzeniami latającymi” zbudowanymi przez człowieka były latawce, w Chinach znane już od kilku tysięcy lat. Fizyka, która stoi za lotem latawca, nie różni się od tej, dzięki której lata samolot czy helikopter. I w zasadzie można ją streścić do jednego zdania. I samolot, i latawiec, i helikopter unoszą się, bo pod skrzydłami samolotu, śmigłami helikoptera i powierzchnią latawca ciśnienie jest wyższe niż nad nimi. Łatwo powiedzieć, ale jak to zrobić?

Latawiec i żaglowiec

A jak to się dzieje, że żaglowce napędza wiejący wiatr? Bo od tej strony żagla, z której wieje wiatr, ciśnienie jest wyższe. Ono „nadyma” żagle i rodzi się siła pchająca żaglowiec. Od żaglowca do latawca jest już tylko mały kroczek. Latawiec nie spada (a często nawet się unosi), bo struga powietrza, „natrafiając” na niego, rozdziela się. Część opływała latawiec z dołu, a część z góry. Gdy latawiec znajduje się pod odpowiednim kątem (tzw. kąt natarcia), struga opływająca go wzdłuż górnej powierzchni porusza się szybciej, a opływająca latawiec z dolnej – wolniej. W efekcie nad latawcem jest niższe ciśnienie, a pod latawcem wyższe. To wystarczy, by się unosił. Im szybciej wieje wiatr, tym większa jest różnica ciśnień i tym wyżej leci latawiec.

Ciągle w ruchu

Z samolotem jest tak samo. Kształt skrzydła i odpowiedni kąt powodują, że powietrze inaczej opływa je z góry i z dołu. Skrzydła samolotów od dołu są płaskie, od góry lekko zaokrąglone. Strużka poruszająca się górą, gdzie skrzydło jest wypukłe, ma do pokonania dłuższą drogę. Dlatego cząsteczki powietrza są w niej rozrzedzone. Ta różnica powoduje, że ciśnienie powstające pod skrzydłem jest wyższe, a nad skrzydłem niższe. Im szybciej powietrze się porusza, tym ta różnica jest większa i większa jest siła unosząca samolot. Trudno, by samolot czekał na odpowiednio silny wiatr. Ale jest na to sposób. Skoro powietrze nie chce się poruszać odpowiednio szybko w stosunku do samolotu, można spowodować, żeby samolot poruszał się w stosunku do powietrza. Dlatego wyposażono samoloty w takie silniki, by zarówno na pasie startowym, jak i w powietrzu były cały czas w ruchu.

Zwalnianie samolotu

Gdy pilot chce, by samolot obniżył lot, zmniejsza ciąg silników, innymi słowy zwalnia samolot. Wygląda to tak: wolniejszy opływ powietrza – mniejsza różnica ciśnień – mniejsza siła unosząca – obniżenie lotu. Ogniwem łączącym latawce i samoloty są lotnie i motolotnie. Jedne mają silniki, inne trzeba rozpędzić ze wzniesienia albo skoczyć z nimi z urwiska. Ewentualnie można czekać na odpowiedni wiatr. Tak czy inaczej, najważniejszy jest ruch cząsteczek powietrza względem skrzydeł. Wtedy na pewno pojawi się wyższe ciśnienie od dołu, niższe od góry. Niby nic, ale to wystarczy, by samoloty pasażerskie rozpędzać do prędkości kilkuset kilometrów na godzinę. Ponaddźwiękowe do prędkości ponad 2000 km/h. A samoloty wojskowe mogą latać jeszcze szybciej.

Ciśnienie i prędkość

Jak będzie wyglądała przyszłość lotnictwa? Samoloty wojskowe będą latały coraz szybciej, coraz wyżej i... pewnie bez pilota. Ten może siedzieć w bezpiecznym miejscu, a samolotem sterować zdalnie. Samoloty pasażerskie pewnie będą szybsze, bardziej oszczędne i wygodniejsze dla podróżujących. Lotnie i motolotnie będą budowane z lżejszych i bardziej wytrzymałych materiałów. Ale jedno nie zmieni się nigdy, przenigdy. Fizyka. Po to, by cokolwiek latało, ciśnienie „pod”, musi być wyższe niż ciśnienie „nad”. To po pierwsze. A po drugie, im większa prędkość powietrza względem skrzydła albo skrzydła względem cząsteczek powietrza, tym większa siła unosząca. Pewne rzeczy nie zmieniają się nigdy.

« 1 »
oceń artykuł Pobieranie..

Najaktywniejsi użytkownicy

  • 1
    Anonymous
  • 2
    Alex
  • 4
    kawa
  • 5
    Mikotka
    ostatnia aktywność: 03.04.2020
    łączna liczba komentarzy: 44

Najwyżej docenione