За счет чего летит самолет пассажирский. Почему самолеты летают

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. Современный 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?

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.

Большой реактивный самолет – вместе с сотнями находящихся в нем пассажиров – весит несколько сотен тонн. Как может такая огромная и тяжелая машина, во-первых, оторваться от земли и, во-вторых, оставаться в воздухе на пути длиной в тысячи километров? Самолеты работают на основе сложной смеси принципов аэродинамики – теорий, которые объясняют движение воздуха и поведение тел, движущихся через этот воздух.

Самолеты приводятся в действие двигателями. В небольших самолетах обычно используются поршневые двигатели. Поршневой двигатель вращает воздушные винты, а воздушные винты создают тягу, благодаря которой самолет перемещается в воздухе, – точно так же, как винт судна создает тягу, заставляющую судно двигаться по воде.

В больших самолетах используются реактивные двигатели, которые приводятся в действие посредством сжигания топлива. Такие двигатели выталкивают огромные количества воздуха, а реактивная сила заставляет их двигаться вперед и вверх.

Самолеты способны подняться в воздух и оставаться в воздухе благодаря форме своих крыльев. Крыло у самолета снизу плоское, а сверху закругленное. Когда создаваемая двигателем тяга заставляет самолет двигаться вперед, воздух разделяется, проходя мимо крыла с двух сторон. Над закругленной поверхностью крыла воздух проходит быстрее, чем под плоской нижней частью.

Быстрее движущийся воздух сверху становится разреженным, давление его становится меньше, чем у воздуха внизу крыла, и благодаря этому крыло стремится подняться вверх. Таким образом, неравное давление воздуха, возникающее благодаря форме крыльев самолета, порождает силу, которая называется подъемной. Благодаря этой силе самолет может лететь.

Сила движущегося воздуха используется также для того, чтобы управлять самолетом. Управление самолетом осуществляется с помощью системы подвижных закрылков, расположенных на крыльях и хвосте самолета; во многих отношениях закрылки работают так же, как работают рули судна. Если они будут установлены под углом, то будут создавать препятствие для воздушного потока, в результате чего самолет будет поворачивать или наклоняться.

Для того чтобы снизиться, например, пилот опускает хвостовые закрылки, и под действием воздушного потока нос самолета направляется вниз, к земле. Для поворота самолета необходимо изменить направление закрылков, расположенных на крыльях, и направление хвостового руля.
Для того чтобы оставаться в воздухе, самолет должен быть все время в движении, его крылья должны рассекать воздух для создания подъемной силы. Движущийся воздух необходим также для управления самолетом.

Другими словами, самолет не может летать, если не будет двигателей, которые создают тягу. А для того чтобы оторваться от земли и подняться в воздух, самолет должен сначала промчаться на большой скорости по земле.

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.

Кстати, хочу заметить, что винты самолетов с винтовыми двигателями (турбо или поршневыми) сродни вертолетным и используют тот же принцип (догадались какой?). Только подъемная сила здесь полностью «переквалифицировалась» в силу тяги. Говоря по-вертолетному, «перекос» винта — 90 градусов.

Да, авиация — это очень красиво. Слова восхищения применимы в разговоре о полете любого достаточно совершенного летательного аппарата. Будь то внешне неторопливый гигант «Мрия», трудяга-штурмовик СУ-25 или юркий спортивный пилотажник. Вся эта красота является результатом подчас многолетней кропотливой работы ученых и авиационных инженеров, аэродинамиков, двигателистов, прочнистов и т. д.

И авиационная наука на самом деле столь же сложна, сколь и интересна. Но в основе ее лежит, вобщем-то, простой физический принцип образования подъемной силы, суть которого, при желании, можно очень легко обьяснить, и который, тем не менее, помогает осуществить вековое стремление человечества к полету…

Самолеты приводятся в действие двигателями. В небольших самолетах обычно используются поршневые двигатели. Поршневой двигатель вращает воздушные винты, а воздушные винты создают тягу, благодаря которой самолет перемещается в воздухе, – точно так же, как винт судна создает тягу, заставляющую судно двигаться по воде.

Сила движущегося воздуха используется также для того, чтобы управлять самолетом. Управление самолетом осуществляется с помощью элеронов (управление по крену), расположенных на крыльях и хвосте самолета руль высоты (управление по тангажу, т.е снижение или набор высоты. Если они будут установлены под углом, то будут создавать препятствие для воздушного потока, в результате чего самолет будет разворачиваться или менять траекторию полета.

Для того чтобы оставаться в воздухе, самолет должен быть все время в движении, его крылья должны рассекать воздух для создания подъемной силы. Движущийся воздух необходим также для управления самолетом.

Почему самолеты летают? Мечта о полете с древнейших времен сопровождала человека. Она нашла отражение в древнегреческом мифе о Дедале и Икаре, чертежи нескольких летательных аппаратов оставил после себя великий Леонардо да Винчи, о диковинных способах перемещения в воздушном пространстве фантазировал Сирано де Бержерак.

Помимо этого, в истории многих цивилизаций остались задокументированные сведения об удачных и не очень попытках отчаянных изобретателей оторваться от земли. Среди них достойны упоминания:

полеты на воздушных змеях и «небесных фонариках», первых прототипах аэростатов, в Китае еще до Средневековья,
прародитель дельтаплана, успешно прошедший испытание в Кордовском халифате в 9 веке,
первый парашют на основе набросков да Винчи в Европе начала 17-го века,
удачные полеты на планере и ракете в Османской империи в 17 веке.

Первый официально зафиксированный полет человека на летательном аппарате был совершен на воздушном конструкции братьев Монгольфье в 1783 году. Однако, построить первую рабочую модель самолета стало возможно только в начале 20-го века, после промышленной революции, серьезно ускорившей научно-технический прогресс.

Давняя мечта человечества наконец осуществилась благодаря применению двигателя внутреннего сгорания в качестве силовой установки вместо парового двигателя, архаичного и не обеспечивавшего необходимой мощности.

Почему самолеты летают?

Современные самолеты – сложные высокотехнологичные летательные аппараты с большой массой или, как принято говорить, с массой больше массы воздуха. При этом им, кажется, легко удается презреть закон всемирного тяготения и оторваться от земли. Это достигается благодаря законам аэродинамики и двум важнейшим конструктивным элементам самолета:

силовая установка ();
форма крыла.

Наличие силовой установки отличает самолет от планера, а статичность крыла – от вертолета.

Крыло самолета – поверхность со сложной, обусловленной требованиями аэродинамики форой, основное назначение которой заключается в создании подъемной аэродинамической силы, необходимой для отрыва от земли и дальнейшего полета. Подъемная сила возникает при разгоне воздушного судна за счет того, что находящееся под острым углом к встречным воздушным массам крыло создает разницу давлений.

Происходит это из-за выпуклой сверху формы крыла: проходящий над ней поток воздуха обладает меньшим давлением, чем обтекающий снизу поток. Кстати, вопреки распространенному заблуждению, крыло у самолета всего одно. Фюзеляж просто делит его на две консоли: правую и левую.

Силовая установка (двигатель) – энергетический комплекс, отвечающий за создание тяги, которая, преодолевая сопротивление воздушных масс, обеспечивает самолету поступательное движение. Другими словами, именно силовая установка при взлете разгоняет воздушное судно до скорости, при которой крыло самолета начнет создавать подъемную силу, и поддерживает необходимую тягу при движении в воздушном пространстве. Существует три группы авиадвигателей, в зависимости от способа создания тяги:

винтовые;
реактивные;
смешанного типа или комбинированные.

Таким образом, совместная работа крыла и силовой установки самолета позволяет ему взлетать и перемещаться в воздушном пространстве. Конечно, двух указанных конструктивных элементов воздушного судна недостаточно для безопасного полёта. Конструкция самолета объединяет в себе множество систем, служащих этой цели.

Почему самолеты летают на высоте 10000 метров?

Согласно бытующему мнению, самолеты летают на высоте примерно в 10 км. Это не совсем так, для каждого полета существует своя оптимальная высота, которая зависит от типа самолета и его характеристик, удельного веса воздушного судна и метеоусловий в текущий момент.

Зачастую ее выбор осуществляется даже не экипажем корабля, а диспетчерской службой на земле. Кроме того, нужно отметить, что в гражданском воздухоплавании используется правило «четности-нечетности»: движущиеся на запад, северо-запад и юго-запад лайнеры придерживаются четной высоты кратной тысячам метров (10 тысяч метров), а направляющиеся в другие стороны – нечетной (9 или 11 тысяч метров).

Первый самолет братьев Райт поднимался в воздух всего на 3 метра, современные самые легкие самолеты совершают полет на высоте до 2 километров, а для истребителей последнего поколения оптимальная высота – примерно 20 тысяч метров.

Однако, для большинства пассажирских лайнеров идеальная высота полета находится между 9 и 12 тысячами метров над поверхностью, то есть действительно можно говорить о 10 километрах, как средней высоте полета в гражданской авиации. Такой выбор обусловлен несколькими причинами:

банальная экономия – на большей высоте меньшая плотность воздуха, меньшее встречное сопротивление, а значит меньше и расход топлива;
на этой высоте воздушное судно меньше зависит от атмосферных явлений;
температура на 10 тысячах метров – около -50 градусов по Цельсию — хорошо подходит для охлаждения реактивных двигателей лайнеров;
большая высота обеспечивает больше времени на принятия решений экипажем, а также выполнение манёвров и планирование в случае возникновения чрезвычайной ситуации на борту;
на таких высотах отсутствует вероятность столкновения со стаями птиц, которое может привести к внештатной ситуации.

У каждого самолета существует крайнее значение высоты, при котором давление воздуха способно создавать подъемную силу. Выше 12 тысяч метров воздух становится слишком разреженным для пассажирского лайнера со средними характеристиками. Мощность двигателя падает, а объем расхода топлива резко увеличивается, а самолет начинает «заваливаться».

Почему самолеты не летают через полюса?

На самом деле, кроссполярные пассажирские рейсы, хоть их количество и невелико, на данный момент регулярно осуществляются. По крайней мере, воздушные трассы через Северный Полюс были открыты в 2001 году, и на данный момент их успешно используют авиаперевозчики США, Канады, Китая, Кореи, Сингапура, Таиланда и ОАЭ. Однако, есть два момента, осложняющих развитие подобных маршрутов:

сложности с радиолокационной поддержкой диспетчерской службой на всем протяжении маршрута;
недостаточное техническое оснащение и плохое аэронавигационное обслуживание в Сибирской части Евразийского континента.

Возможно, дальнейший технический прогресс и выполнение масштабных проектов по строительству аэронавигационных станций в местах прохождения маршрутов сделают полеты через Северный Полюс более распространенным явлением.

Экономический смысл в этом есть: подсчитано, что кроссполярные перелеты позволят исключить пересадки и на 25% сократить полетное время на маршрутах, соединяющих Северную Америку и Азию. Южный Полюс в свою очередь удален от основных воздушных магистралей, и рациональных причин на прохождение регулярных рейсов вблизи него нет.

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 самолеты летают низко?

Если исключить очевидные набор высоты и заход на посадку, в повседневной жизни мы чаще наблюдаем на небольшой высоте самолеты военно-воздушных сил, МЧС или летательные аппараты сельскохозяйственного назначения. При этом есть причина, по которой пассажирские лайнеры могут в течении долгого времени совершать полет сравнительно низко. Она как правило связана с необходимостью незапланированной посадки.

В авиации существует такой параметр, как максимальная посадочная масса, которую выдерживает шасси при посадке. Обычно топливо в самолет заливается на прохождение расстояния по маршруту с навигационным запасом. В случае необходимости посадки самолета раньше запланированного, когда топлива на борту еще много и максимальная посадочная масса выше допустимого значения, излишки топлива «сжигают» полетом на низких высотах. Если этого не сделать, шасси просто не выдержит посадки.