Почему самолет держится в воздухе? Аэродинамика «на пальцах»

Один мой очень хороший товарищ, авиационный инженер-эксплуатационник (тоже, кстати, неплохой), любит повторять, глядя на стремительно взлетающий самолет и полушутя-полусерьезно толкая меня вбок: «Слушай! Ну, я все понимаю: законы природы, физика, там, подъемная сила… Но ты мне все-таки скажи, как эта „дура“ держится в воздухе, да еще и летает. Ведь в ней же сорок тонн веса?!»

Шутки шутками, но определенный налет серьезности появляется в подобной ситуации не только у обремененного авиационными знаниями человека. Тем более, что вышеупомянутая сорокатонная «дура» — это, вобщем-то, средний по размерам самолет российских ВВС СУ-24. Ну, а если этот «посерьезневший» человек окажется свидетелем неторопливого, но о-о-очень уверенного взлета самого большого в мире транспортного самолета АН-225 «Мрия» («Мечта» по-украински, кто не знает). Комментировать больше ничего не буду. Добавлю лишь, что взлетный вес этой «птички» — 600 тонн.

Да, впечатления на этой почве могут быть очень глубокими. Но, как бы то ни было, эмоции здесь совершенно ни при чем. Физика. Одна голая физика. Именно подчиняясь законам физики, поднимаются в воздух все летательные аппараты, начиная с легких спортивных самолетов и заканчивая тяжелыми транспортниками и, казалось бы, уж совсем бесформенными вертолетами, непонятно как удерживающимися в воздухе. И происходит все это за счет подъемной силы да еще силы тяги двигателя.

Словосочетание «подъемная сила» знакомо практически любому человеку, но удивительно то, что далеко не каждый может сказать, откуда же она все-таки берется, эта самая сила. А между тем объяснить ее происхождение можно просто, буквально «на пальцах», не влезая в математические дебри.

Как известно, главная несущая поверхность самолета — это крыло. Оно практически всегда имеет определенный профиль, у которого нижняя часть плоская, а верхняя выпуклая (по определенному закону). Воздушный поток, проходя под нижней частью профиля, почти не меняет своей структуры и формы. Зато, проходя над верхней частью, он сужается, ведь для него верхняя поверхность профиля — это как вогнутая стенка в трубе, по которой этот самый поток как бы протекает.

Теперь, чтобы через эту «продавленную» трубу прогнать за определенное время тот же обьем воздуха, его нужно двигать быстрее, что и происходит на самом деле. Осталось вспомнить закон Бернулли из любимого школьного курса физики, который гласит, что чем выше скорость потока, тем ниже его давление. Таким образом, давление над профилем (а значит и над всем крылом) ниже давления под ним.

Возникает сила, которая старается «выдавить» крыло, а значит и весь летательный аппарат вверх. Это и есть та самая вышеупомянутая подъемная сила. Как только она становится больше веса — ура! Мы в воздухе! Мы летим! И, кстати, чем выше наша скорость, тем больше подъемная сила. Если же в дальнейшем подъ

емная сила и вес сравняются по величине, то самолет перейдет в горизонтальный полет. А хорошую скорость нам придаст мощный авиационный двигатель или, точнее, сила тяги, которую он создает.

Используя этот принцип можно, теоретически, заставить взлететь (и успешно летать) предмет любой массы и формы. Главное — точно все рассчитать с точки зрения аэродинамики и других авиационных наук и правильно изготовить этот самый предмет. Упоминая о форме, я имею ввиду, главным образом, вертолет. Аппарат, совсем не похожий внешне на самолет, в воздухе держится по той же причине. Ведь каждая лопасть его главного, говоря авиационным языком, несущего (очень характерное слово, выше уже встречалось) винта — это то же крыло с аэродинамическим профилем.

Двигаясь в воздушном потоке при вращении винта, лопасть создает подъемную силу, которая, кстати, не только поднимает вертолет, но и двигает его вперед. Для этого ось вращения винта немного наклоняется (создается «перекос» винта), и появляется горизонтальная составляющая подъемной силы, исполняющая роль силы тяги самолетного двигателя. Винт как бы тянет одновременно вверх и вперед. В результате получаем уверенный и очень надежный полет такого, вобщем-то, «странного» аппарата, как вертолет. И, между прочим, достаточно красивый полет. Я неоднократно наблюдал с земли пилотаж боевого вертолета МИ-24 — зрелище просто завораживающее.

Как и почему летают самолеты

Наверно, нет человека, который глядя, как летит самолёт, не задавался вопросом: «Как он это делает?»

Люди всегда мечтали летать. Первым воздухоплавателем попытавшимся взлететь с помощью крыльев, можно, наверное, считать Икара. Затем, на протяжении тысячелетий у него было множество последователей, но настоящий успех выпал на долю братьев Райт. Именно они считаются изобретателями самолёта.

Видя на земле огромные пассажирские лайнеры, двухэтажные Боинги, например, совершенно невозможно понять, как эта многотонная металлическая махина поднимается в воздух, настолько это кажется противоестественным. Мало того, даже люди, всю жизнь проработавшие в смежных с авиацией отраслях и, безусловно, знающие теорию воздухоплавания, иногда честно признаются, что не понимают, как летают самолёты. Но мы все же попробуем разобраться.

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

Для возникновения подъёмной силы необходима определённая, и довольно высокая, скорость движения. Различают минимальную скорость, она необходима для отрыва от земли, максимальную, и крейсерскую, на которой самолёт летит большую часть маршрута, она составляет около 80% максимальной. Крейсерская скорость современных пассажирских лайнеров 850-950 км в час.

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.

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.

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.

ПОЧЕМУ ЛЕТАЮТ САМОЛЕТЫ?

проект по теме :”ПОЧЕМУ ЛЕТАЮТ САМОЛЕТЫ?”

Скачать:

Вложение	Размер
rabota.docx	24.89 КБ

Предварительный просмотр:

САВЧЕНКО Андрей Витальевич

Краснодарский край, Калининский район, хутор Лебеди

МБДОУ – д/с №13 хутора Лебеди, логопедическая группа

ПОЧЕМУ ЛЕТАЮТ САМОЛЕТЫ?

Научный руководитель: Садило Екатерина Александровна, воспитатель логопедической группы МБДОУ – д/с № 13 хутора Лебеди, Калининский район, хутор Лебеди

Люди с давних пор мечтали о полётах в небе. В сказках рассказывается об удивительных коврах–самолётах. Самолёт, значит сам летает. Но на таком самолёте некомфортно летать: холодно и сыро. Сейчас люди летают на самолётах – удивительных домах с крыльями, моторами.

В современном мире самолеты заняли почетное место, они помогают людям преодолевать большие расстояния, перевозят почту, лекарства, гуманитарную помощь, тушат пожары и спасают людей. Самолет считается одним из самых безопасных средств передвижения.

Я часто наблюдал за самолётом, летящим в небе. И мне стало интересно узнать, как он такой большой и тяжелый летит и не падает. Поэтому я решил провести исследование. Целью, которого было выяснить, кто же построил первый в мире самолет и совершил на нем полет, почему самолет такой большой и тяжелый может держаться в воздухе, летать, словно птица, и сделать вывод , какая сила помогает самолёту держаться в воздухе .

Для этого я решил выполнить следующие задачи:

– изучить историю возникновения самолетов;

– выяснить, почему самолеты летают;

– провести практические эксперименты, чтобы понять, что за силы удерживают самолет в воздухе;

– сделать выводы о том, почему самолет летает.

Описание исследовательской работы

Чтобы ответить на вопрос «Почему самолеты летают?» я с мамой прочитал специальные книги, а также мы нашли и прочитали в интернете статьи про самолеты. Я беседовал со взрослыми. И провел опыты с воспитателем. В процессе моего исследования я узнал следующее.

Люди многие тысячелетия пытались научиться летать подобно птицам. Древний миф рассказывает об отважном Икаре, покорившем небо на самодельных крыльях. Икар погиб, но мечта толкала людей на новые эксперименты.( Приложение 1)

С изобретением воздушного шара братьями Жозефом и Этьеном Монгольфье.( Приложение 2) и дирижабля А. Жиффаром.( Приложение 3) был сформулирован один из принципов воздухоплавания: стань легче воздуха – и ты взлетишь. Но ведь птицы – тяжелее воздуха. Каким образом летают они? Много лет шли расчеты и проектирование настоящих летательных аппаратов тяжелее воздуха, где подъемная сила создавалась за счет обтекания воздухом крыла, подобно птичьему.

Первые чертежи аппаратов, похожих на птичьи крылья, нам оставил знаменитый художник и ученый эпохи Возрождения Леонардо да Винчи. (Приложение 4)

Его проектом явился аппарат с движущимися крыльями, который был назван орнитоптером, или птицелетом. В одной из пробных моделей этого летательного аппарата крылья были, как у летучей мыши.

Леонардо да Винчи выяснил, что не нужно размахивать крыльями, нужно заставить их двигаться относительно воздуха. А для этого крылу нужно просто сообщить горизонтальную скорость.

Но технически эта идея долго не решалась. Попыток подняться в воздух по идее великого ученого и художника было немало.

В 1890 г. немецкий инженер Отто Лилиенталь построил первый планер – легкий самолет без мотора. (Приложение 5) Каркас он сделал из легких ивовых прутьев и обтянул его плотным полотном.

17 декабря 1903 г. в Америке поднялся в воздух первый аэроплан “Флайер-1”. (Приложение 6) Эту машину, похожую на летающего змея, создали братья Уилберт и Орвилл Райт. Братья в своей велосипедной мастерской в свободное время мастерили планеры. Однажды им в голову пришла мысль оснастить один из планеров мотором от мотоцикла. Так и был изобретен самолет.

Так почему самолет летает?

Потому что у него есть крыло! Если откажет двигатель – ничего страшного, самолет долетит на втором. Если отказали оба двигателя – история знает такие случаи, что и в таких обстоятельствах садились на посадку. Шасси? Ничего не мешает самолету сесть на брюхо, при соблюдении определенных мер пожарной безопасности он даже не загорится. Но самолет не сможет лететь без крыла. Потому что именно оно создает подъемную силу. Самолет относится к летательным аппаратам тяжелее воздуха. Это означает, что для его полета нужны определенные условия, сочетание точно рассчитанных факторов.

Полет самолета — это результат действия подъемной силы, которая возникает при движении потоков воздуха навстречу крылу.

Подъёмная сила – это сила, создаваемая крылом на большой скорости, толкающая самолет вверх. Оно повернуто под точно рассчитанным углом и имеет аэродинамическую форму, благодаря которой при определенной скорости начинает стремиться вверх, как говорят летчики – “становится на воздух”. Разгоняют самолет и поддерживают его скорость двигатели.

Реактивный самолёт устроен таким образом, что его реактивные двигатели сжигают топливовоздушную смесь, создавая при этом поток горячих газов – они толкают и заставляют самолёт лететь вперёд. Подняться самолёту в воздух помогают закрылки на крыльях

Я решил провести опыты, чтобы понять, что такое подъемная сила.

Опыт 1. Что бы увидеть подъёмную силу, надо взять листок плотной бумаги и быстро провести им в воздухе, держа ПОЧТИ горизонтально – но так что бы был некоторый наклон. И можно почувствовать, как поток набегающего воздуха пытается приподнять его. (Приложение 7)

Опыт 2. Делаем бумажный самолетик и запускаем его. Самолет полетит и будет лететь какое-то время. А теперь просто отпускаем самолет, не запуская его. Он начнет падать. (Приложение

Опыт 3. Простейшую модель летательного аппарата с реактивным двигателем можно сделать из того же воздушного шарика. Достаточно просто надуть его, а потом отпустить: струя воздуха, вырываясь из “горлышка шарика”, создает реактивную силу и заставит шарик летать по комнате. (Приложение 9)

Во-первых, чтоб возникала подъёмная сила, листок бумаги (крыло самолёта) надо держать немножко наклонно.

Во-вторых, чтоб продолжать полёт, надо поддерживать скорость. Вот так самолёты и летают: скорость обеспечивается двигателем (он компенсирует лобовое сопротивление воздуха), а возникновение подъёмной силы – специальным профилем крыла.

В ходе исследования я:

– узнал и рассказал ребятам своей группы историю возникновения самолетов;

– выяснил, почему самолеты летают;

– провел практические эксперименты, чтобы понять, что за силы удерживают самолет в воздухе.

Как итогом проделанной работы, я бы хотел прочитать стихотворение К. Маркариана « Почему летают самолеты».

Почему летают самолеты?

Крыльями не машут, но летят?

Как они так держатся в полете?

– Потому что падать не хотят?

А серьёзно – крылья самолетов,

Как и вертолетные винты,

Выполняют главную работу,

Поднимая тяжесть от земли.

Крылья, присмотритесь, они – с горбинкой,

Выпуклые – это неспроста,

Чтобы воздух обтекал их спинки –

Так лишь покорится высота.

Чтобы самолет взлетал с разгона,

Как пушинка, как воздушный змей,

Скорость надо выжать для подъема,

Воздух снизу копится плотней.

А над крыльями он легче станет –

Самолет и устремится вверх,

Как на горку. В облаках растает,

Довезет он нас быстрее всех…

Работать над проектом мне понравилось. Думаю, что продолжу эту работу, чтобы узнать, почему движется автомобиль, и плавает корабль?

IT News

Новости науки
Новости игр
Новости IT
Другие новости

Физика
Погода и климат
Человеческое тело
Подводный мир
Все о транспорте

Last update Вс, 29 Янв 2017 11pm

Почему самолет умеет летать?

” onclick=”window.open(this.href,’win2′,’status=no,toolbar=no,scrollbars=yes,titlebar=no,menubar=no,resizable=yes,width=640,height=480,directories=no,location=no’); return false;” rel=”nofollow”> Печать
E-mail

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

Почему самолеты летают

Как выглядит полет с точки зрения физики

Чтобы взлететь, аппарату нужно компенсировать силу тяжести за счет подъемной и противостоять силе сопротивления воздуха тягой

Невозможный, согласно математическим расчетам Ньюкома, полет современных лайнеров можно объяснить простым опытом. Для него понадобятся 2 одинаковые банки, пара похожих мух и весы. На одну чашу ставят емкость с насекомым, которое неподвижно сидит на дне. На другой оказывается банка с постоянно летающей мухой.

По логике, первая чаша должна перевесить фактически пустую вторую емкость. Но на деле обе части мерила окажутся в балансе. Летающая муха поднимается в воздух за счет направленного вниз потока импульса, добавляя банке несколько граммов и уравновешивая силу тяжести.

В случае с самолетом принцип в общих чертах похож, только организовано все гораздо сложнее. Летят аппараты благодаря подъемной силе (ПС), возникающей при взаимодействии потоков воздуха и крыла с аэродинамической формой. Последние располагаются под углом. Острием они рассекают поток на направленный вниз и «набегающий», из-за чего под крылом образуется область высокого давления, а над ним – низкого. Разница в итоге и порождает подъемную силу.

Но чтобы взлететь, аппарату нужно компенсировать не только силу тяжести за счет подъемной, но и противостоять силе сопротивления воздуха тягой. В отличие от насекомых, судно не способно набрать нужные скорость и высоту с помощью взмахов крылышками. «Стать на воздух» самолет сможет на определенной скорости, набрать которую помогают двигатели.

Наглядное объяснение того, как и почему летают самолеты. Какую роль в передвижении по воздуху играют крыло, двигатель и другие части конструкции.

Скорость взлета и движения на эшелоне

Скорость (V) передвижения у лайнеров непостоянна – на подъеме необходима одна, а в полете другая.

Взлет фактически начинается с момента движения судна по полосе. Аппарат разгоняется, набирает необходимый для отрыва от полотна темп и только тогда, благодаря увеличению подъемной силы, взмывает вверх. Необходимая для отрыва V прописана в руководстве к каждой модели и общих инструкциях. Моторы в этот момент работают на полную, дают огромную нагрузку на машину, отчего процесс считается одним из самых сложных и опасных.
Чтобы зафиксироваться в пространстве и занять выделенный эшелон, необходимо достичь уже другой скорости. Полет в горизонтальной плоскости возможен только в том случае, если ПС компенсирует притяжение Земли.

Показатели скорости, с которой летательный аппарат способен подняться в воздух и задержаться там на определенное время, назвать трудно. Зависят они от характеристик конкретной машины и окружающих условий. У небольшого одномоторного V логично будет ниже, чем у гигантского пассажирского судна – чем крупнее аппарат, тем быстрее ему приходится двигаться.

Для «Боинга» 747-300 это примерно 250 километров в час, если плотность воздуха составит 1,2 килограмма на кубический метр. У Cessna 172 – примерно 100. Як-40 отрывается от полотна на 180 км/ч, Ту154М – на 210. Для Ил 96 показатель в среднем достигает 250, а у Airbus A380 – 268.

Из независимых от модели аппарата условий при определении числа опираются на:

направление и силу ветра – встречный помогает, подталкивая нос вверх
наличие осадков и влажность воздуха – могут осложнять или способствовать разгону
человеческий фактор – после оценки всех параметров решение принимает пилот

Скорость, характерную для эшелона, в технических характеристиках обозначают как «крейсерская» – это 80% от максимальных возможностей машины

Скорость на самом эшелоне также зависит непосредственно от модели судна. В технических характеристиках ее обозначают как «крейсерская» – это 80% от максимальных возможностей машины. Первый пассажирский «Илья Муромец» разгонялся всего до 105 километров в час. Сейчас же число среднем в 7 раз больше.

Если летите на Airbus A220, показатель находится на уровне 870 км/ч. А310 передвигается обычно со скоростью 860 километров в час, А320 – 840, А330 – 871, А340-500 – 881, А350 – 903, а гигант А380 – 900. У «Боингов» примерно так же. Boeing 717 летает на крейсерской в 810 километров в час. Массовый 737 – на 817-852 в зависимости от поколения, дальнемагистральный 747 – 950, 757 – на 850 км/ч, первый трансатлантический 767 – 851, Triple Seven – 905, а реактивный пассажирский 787 – 902. По слухам, компания занимается разработкой лайнера для гражданской авиации, который будет доставлять людей из одной точки в другую на V=5000. Но пока в топ самых быстрых в мире входят исключительно военные:

американский сверхзвуковой F-4 Phantom II пусть и уступил место более современным, но все еще входит в десятку с показателем в 2370 километров в час
одномоторный истребитель Convair F-106 Delta Dart с 2450 км/ч
боевой МиГ-31 – 2993
экспериментальный Е-152, чья конструкция легла в основу МиГ-25 – 3030
прототип XB-70 Valkyrie – 3 308
исследовательский Bell X-2 Starbuster – 3 370
МиГ-25 способен достичь 3492, но остановиться на этой отметке и не повредить двигатель невозможно
SR-71 Blackbird – 3540
мировой лидер X-15 с ракетным двигателем – 7 274

Возможно, и гражданские суда когда-нибудь смогут достигнуть этих показателей. Но точно не ближайшее время, пока главным фактором в вопросе остается безопасность пассажиров.

4 детали авиалайнера, от которых зависят летные качества

Летающие машины отличаются от обычных очень сложными конструкциями, предусматривающими каждую мелочь. И кроме очевидных деталей, на возможности и характеристики передвижения влияют и другие части – всего собрали 4 основных.

1. Крыло. Если при отказе двигателя можно долететь до ближайшего аэродрома на втором, а при неполадках сразу в двух – приземлиться с опытом пилота, без крыла от пункта отправления не отдалишься. Не будет его – не будет необходимой подъемной силы. В единственном числе о крыле говорят не случайно. Вопреки распространенному мнению, оно у самолета одно. Этим понятием обозначают всю плоскость, расходящуюся в обе стороны от борта.

Поскольку это главная деталь, отвечающая за нахождение в воздухе, ее конструкции уделяется очень много внимания. Форму строят по точным расчетам, выверяют и испытывают. Кроме того, крыло способно выдерживать огромные нагрузки, чтобы не ставить под угрозу главное – безопасность людей.

2. Закрылки и предкрылки. Большее количество времени крыло самолета имеет обтекаемую форму, но на взлете и посадке на нем появляются дополнительные поверхности. Выпускаются закрылки и предкрылки для того, чтобы увеличить площадь и справиться с действующими на аппарат силами во время серьезных нагрузок в начале и конце пути. При приземлении тормозят лайнер, не позволяют ему упасть слишком быстро, а на подъеме помогают удержаться в воздухе.

3. Спойлеры. Появляются на верхней части крыла в моменты, когда требуется уменьшить ПС. Играют роль своеобразного тормоза. Эта и детали из предыдущего пункта представляют собой механизацию, которой пилоты управляют вручную.

4. Двигатель. Винтовые тянут машину за собой, а реактивные «толкают» вперед.

Пусть еще в начале прошлого века в идею создать летающий транспорт мало кто верил, в наши дни самолеты ни у кого не вызывают удивления. Хотя в принципах их передвижения разбираются единицы – конструкции аппаратов, физика полетов кажутся слишком сложными и рождают массу заблуждений. Но рядовому пассажиру знать подобное и не обязательно. Главное, запомнить, что возможности каждой модели лайнеров просчитаны, и повторить судьбу Икара возможно лишь в редких случаях.

Почему самолеты летают – простое объяснение

Самолеты, особенно вблизи, впечатляют своими г абаритами и ма ссой. Остается при этом не понятным, как такой громоздкий и тяжелый объект поднимается в небесную высь. Притом, ответить на это могут даже не все взрослые, а вопросы детей частенько способны поставить в тупик. Возникновение подъёмной силы часто объясняют разностью статических давлений воздушных потоков на верхней и нижней поверхности крыла самолёта.

Конструкция крыла такова, что верхняя часть его профиля имеет выпуклую форму. Воздушный поток, обтекающий крыло, разделяется на два: верхний и нижний. Скорость нижнего потока остаётся практически неизменной. А вот скорость верхнего возрастает за счёт того, что он должен преодолеть больший путь за то же время. Следовательно, давление над крылом становится ниже. Из-за разницы этих давлений возникает подъёмная сила, которая толкает крыло вверх, а вместе с ним поднимается и самолёт. И чем больше эта разница, тем больше и подъёмная сила
Самолёт может взлететь только в том случае, если подъёмная сила больше его веса. Скорость он развивает с помощью двигате

лей. С увеличением скорости увеличивается и подъёмная сила. И самолёт поднимается вверх. Каждый из вас делал, наверное, бумажные самолетики и с силой запускал их. С овременный самолет, даже весом в десятки тонн, его крыло должно иметь достаточную площадь. На подъемную силу крыла влияет множество параметров, таких как профиль, площадь, форма крыла в плане, угол атаки, скорость и плотность воздушного потока. Каждый самолет имеет свою минимальную скорость, при которой он может взлетать и лететь, не падая. Так, минимальная скорость современных пассажирских самолетов находится в пределах от 180 до 250 км/ч. Для того чтобы подъемная сила смогла поднять в воздух Именно если такой самолетик с силой бросить вверх, он может далеко полететь, а если пустить слегка — упадет сразу же на землю. Значит, чтобы бумажный самолетик удерживался в воздухе, он должен постоянно двигаться вперед. Большие самолеты двигаются вперед за счет мощных двигателей, вращающих пропеллер. Быстро вращающийся пропеллер выбрасывает за себя огромные массы воздуха, обеспечивая поступательное движение самолета.

Если подъёмная сила и вес самолёта равны, то он летит горизонтально.

При создании самолета крылу уделяется огромное внимание, потому что именно от него будет зависеть безопасность выполнения полетов. Глядя в иллюминатор, пассажир замечает, что оно гнется и вот-вот сломается. Не бойтесь, оно выдерживает просто колоссальные нагрузки.
Если откажет двигатель самолета – ничего страшного, самолет долетит на втором. Если отказали оба двигателя

– история знает случаи, что и в таких обстоятельствах садились на посадку. Шасси? Ничего не мешает самолету сесть на брюхо, при соблюдении определенных мер пожарной безопасности он даже не загорится. Но самолет никогда не сможет лететь без крыла.

Почему самолеты летают так высоко?

Потому что именно оно создает подъемную силу. Высота полета современных реактивных самолетов находится в пределах от 5000 до 10000 метров над уровнем моря. Это объясняется очень просто: на такой высоте плотность воздуха намного меньше, а, следовательно, меньше и сопротивление воздуха. Самолеты летают на больших высотах, потому что при полете на высоте 10 километров самолет расходует на 80% меньше горючего, чем при полете на высоте в один километр. Однако почему же тогда они не летают еще выше, в верхних слоях атмосферы, где плотность воздуха еще меньше? Дело в том, что для создания необходимой тяги двигателем самолета необходим определенный минимальный запас воздуха. Поэтому у каждого самолета имеется наибольший безопасный предел высоты полета, называемый также «практический потолок». К примеру, практический потолок самолета Ту-154 составляет около 12100 метров.

Почему самолету нужно сжечь все топливо перед посадкой?

При проектировании самолета (как гражданского, так и военного, кстати) и в частности его шасси всегда есть такой параметр, как максимальная посадочная масса. Совершенно очевидно, что это максимальная масса, которую выдержит шасси при посадке. Когда самолет готовят к выполнению задания в него заливают столько топлива, что бы долететь до запланированного места посадки + навигационный запас топлива. Когда все штатно, топливо не сливают. Если экипаж принял решение сажать машину, а ее масса превышает максимальную посадочную, то от топлива избавляются. Особенно часто такие ситуации происходят в случае серьезного отказа сразу после взлета. Так же следует заметить, что не все самолеты просто «дожигают» топливо, чтобы «сбросить вес», некоторые оборудованы системой аварийного слива топлива.

Резюмируя, можно сказать, что самолет дожигает топливо для того, чтобы нагрузка на шасси при посадке не превосходила максимальную, в противном случае шасси просто не выдержит.
При проектировании самолета (как гражданского, так и военного, кстати) и в частности его шасси всегда есть такой параметр, как максимальная посадочная масса. Совершенно очевидно, что это максимальная масса, которую выдержит шасси при посадке. Когда самолет готовят к выполнению задания в него заливают столько топлива, что бы долететь до запланированного места посадки + навигационный запас топлива. Когда все штатно, топливо не сливают. Если экипаж принял решение сажать машину, а ее масса превышает максимальную посадочную, то от топлива избавляются. Особенно часто такие ситуации происходят в случае серьезного отказа сразу после взлета. Так же следует заметить, что не все самолеты просто «дожигают» топливо, чтобы «сбросить вес», некоторые оборудованы системой аварийного слива топлива.

Многие боятся упасть вниз с высоты 10 км. Это невозможно из-за сильного давления под крыльями самолета. Он держится на воздухе не хуже, чем машина на шоссе. Его можно поставить на хвост, повернуть вокруг своей оси на 100 градусов, направить вниз — и если отпустить штурвал, то самолет просто будет покачиваться в воздухе, как лодка на волнах.

Нелетающие птицы. Список нелетающих птиц

Птицы, которые не умеют летать, воспринимаются так же странно, как животные, не умеющие ходить, или рыбы, не умеющие плавать. Зачем в таком случае нужны крылья этим существам, если они не могут поднять их в воздух? Тем не менее, на нашей планете существуют целые отряды таких созданий. Одни живут в знойной африканской саванне, другие — на ледяных антарктических берегах, а третьи — на островах Новой Зеландии.

Предисловие

Если сравнивать все виды пернатых, которые существуют на нашей планете, то нелетающие птицы занимают ничтожную часть по сравнению с летунами. Почему так? Все дело в том, что способность летать помогает им выживать в мире дикой природы. Крылья не только спасают птиц от хищных животных, но и дают возможность добывать себе пищу. Так, в поиске пропитания пернатые способны преодолевать огромные расстояния, а это гораздо удобнее, чем рыскать в поисках пищи по земле. Кроме того, летуны могут строить свои гнезда для воспитания потомства на значительной высоте, благодаря чему до птенцов не сможет добраться опасный враг. Получается, что птицам, умеющим летать, гораздо легче выжить в жестоком мире под названием «дикая природа». Данная способность помогла им стать вторым по численности классом позвоночных.

Нелетающие птицы: список

Пингвинообразные. Эти существа большую часть своей жизни проводят в воде. В результате эволюции их крылья видоизменились и напоминают ласты, благодаря которым они стали отличными пловцами.
Страусообразные. Страус — это самая крупная нелетающая птица. Он слишком тяжел для полета. Чтобы поднять в воздух такую массу, требуются огромные крылья, соответственно, и мускулатура крыла должна стать еще массивнее и сильнее.
Нандуобразные. Соотношения несущей поверхности крыла и размеров тела у этих птиц таково, что даже интенсивные взмахи крыльев не поднимут птицу в воздух.
Казуарообразные. Часто данный отряд объединяют со страусообразными. Он включает в себя два семейства: Эму и Казуаровые.
Кивиобразные. Киви являются нелетающими бескилевыми птицами. Их масса составляет 3-3,5 кг, а длина — 50-80 см. Тело этого создания покрывают волосовидные перья.
Тристанский пастушок. Относится к отряду Журавлеобразных. Это самый маленький представитель нелетающих птиц. Его размеры составляют 13-15 см, а масса — всего 37-40 г. Обитает упомянутый вид на одном из островов Тристан-да-Кунья.
Попугай Какапо. Другое название – совиный попугай. Этот довольно крупный и редкий представитель вида водится во влажных лесах на Южном острове Новой Зеландии.

Нелетающие птицы: пингвины

Эти создания являются прекрасными пловцами и ныряльщиками. Они водятся только в южном полушарии нашей планеты. Большинство из них обитают в Антарктиде, однако отдельные виды могут выживать в умеренном и даже тропическом климате. Некоторые представители пингвинообразных проводят в воде до 75% своей жизни. Эти нелетающие птицы могут оставаться под водой благодаря тяжелым и твердым костям, которые служат балластом, как тяжелый пояс для водолаза. Крылья пингвинов эволюционировали в плавники. Они помогают управлять движением в водной среде на скорости до 15 миль/час. Эти птицы имеют обтекаемое тело, напоминающую весла форму ног, изолирующую прослойку жира, а также водонепроницаемые перья. Все эти свойства позволяют пингвину комфортно чувствовать себя даже в ледяной воде. Для сохранения тепла они имеют весьма жесткие и очень плотно расположенные перья, обеспечивающие гидроизоляцию. Еще одним свойством, позволяющим выживать в дикой природе, является уникальная бело-черная расцветка рассматриваемых птиц. Она делает пингвина невидимым для хищников как снизу, так и сверху. Живут эти птицы в колониях, достигающих численности нескольких тысяч особей. Пингвины являются самыми многочисленными представителями «нелетунов». Так, ежегодно побережье Антарктиды посещают до 24 миллионов этих существ.

Страусообразные

Африканские страусы – это самые большие пернатые нашей планеты. Их рост может достигать 2,7 метра, а вес — 160 кг. Эти нелетающие птицы питаются травой, побегами деревьев и кустарниками, не брезгуют насекомыми и мелкими позвоночными. В природе рассматриваемые создания живут небольшими группами – один самец и несколько самок. Страусы обладают очень острым зрением и отменным слухом. Они являются прекрасными бегунами. В случае опасности страус может развить скорость до 70 км/час. Кроме того, он является прекрасным бойцом, его двупалые лапы — серьезное оружие. Судите сами: на один сантиметр тела при ударе ногой этой птицы приходится сила в 50 кг. Кроме большой скорости и отменных боевых качеств, страус отличается умением хорошо маскироваться. В случае опасности он ложится и прижимает шею и голову к земле, в результате его трудно отличить от обычного кустарника. Как видим, данный представитель «нелетунов» прекрасно приспособился для выживания в дикой природе.

Нандуобразные

Эти нелетающие птицы распространены в Южной Америке: Аргентине, Бразилии, Боливии, Уругвае и Парагвае. Населяют пампасы (открытые пространства, степи), покрытые травами и кустарниками. Взрослая особь достигает в длину 140 см, ее вес — 20-25 кг. Внешностью и образом жизни нанду напоминает страуса, однако ученые считают, что это совершенно разные виды. В природе данные птицы живут группами, достигающими 30 особей. В случае опасности взрослый нанду может развивать скорость до 60 км/час. Среди природных хищников, способных охотиться на взрослых особей, — ягуары и пумы. А вот молодняк страдает от нападений диких собак. Кроме того, броненосцы любят разрушать гнезда этих птиц.

Казуарообразные

Эти нелетающие птицы имеют много общего со страусами, однако главным их отличием является трехпалая лапа. Водятся они в Австралии и Новой Гвинее. В этом отряде всего два семейства: Эму и Казуаровые. Последние достигают 170 см в длину, вес их составляет 80 кг. Они характеризуются сжатым с боков клювом и роговым «шлемом» на голове. В отличие от страусов и нанду казуары предпочитают жить в лесных зарослях. Питаются опавшими плодами деревьев и мелкими животными. В остальном же представители данного отряда похожи на своих близких родственников — страусов.

Кивиобразные

Представители этого вида ведут ночной образ жизни, проживают в густых лесах Новой Зеландии. В дневное время киви скрываются в кустарниках и густых чащах леса, а ночью бродят в поиске корма, который находят благодаря хорошо развитому обонянию. Питаются червями и другими беспозвоночными, которых вытаскивают из сырой почвы. При помощи длинного клюва эти птицы не только добывают пищу, но и делают небольшие углубления в лесной подстилке, в которой прячутся сами.

Тристанский пастушок

Это самая маленькая нелетающая птица на Земле. Сейчас данный вид сохранился только на острове Непреступный (он свободен от людей и хищников) архипелага Тристан-да-Кунья. Ранее же эти птицы в изобилии водились на всех близлежащих островах, однако завезенные белым человеком коты полностью уничтожили на них данный вид. Пастушок предпочитает открытые луга и папоротниковые заросли. Питается молью, земляными червями, семенами и ягодами.

Попугай какапо

Эта птица занесена в Красную книгу. Она не умеет летать, однако может планировать с возвышенности на землю. Несмотря на наличие полноценных крыльев, какапо имеет слабые мышцы и тяжелые кости без воздушных полостей. Птица ведет ночной образ жизни, а питается листьями папоротника, мхами, ягодами и грибами.

Вымершие нелетающие птицы

Самыми известными на сегодняшний день вымершими «нелетунами» являются бескрылая гагарка и птица додо. Первая из них относилась к семейству Чистиковых. Длина ее тела составляла 70 см. Крылья были довольно маленькими, но хорошо приспособленными к гребле под водой. Птица была полностью истреблена в 19 веке. Додо, или маврикийский дронт, – это вымершая нелетающая птица, населявшая острова Маврикий в Индийском океане. Была полностью истреблена белым человеком и завезенными котами при экспансии этих земель.

Заключение

Вот мы и рассмотрели, как приспособились к выживанию в дикой природе нелетающие птицы. Список их, как вы можете судить, в принципе, довольно разнообразен. Ученые считают, что первые «нелетуны» появились на островах в связи с тем, что кормовая база там была изобильной, к тому же полностью отсутствовали хищники. Вероятно, именно этим и объясняется тот факт, что в упомянутых условиях одинаково выживали особи как с развитыми, так и недоразвитыми крыльями, либо и вовсе без них.

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов