ทำไมเครื่องบินไม่ตก ทำไมเครื่องบินขึ้นไม่ได้ในสภาพอากาศที่ร้อนจัด

เครื่องบินคือ อากาศยานซึ่งมีมวลมากกว่ามวลอากาศ และแรงยกที่สร้างขึ้นตามหลักการแอโรไดนามิก (การโยนส่วนหนึ่งของอากาศลงเนื่องจากกระแสลมรอบปีก) ลิฟต์คือคำตอบของคำถามที่ว่าทำไมเครื่องบินถึงบินได้ มันถูกสร้างขึ้นโดยพื้นผิวแบริ่ง (ส่วนใหญ่เป็นปีก) เมื่อเคลื่อนที่ไปตามการไหลของอากาศของเครื่องบินซึ่งพัฒนาความเร็วด้วยความช่วยเหลือของ โรงไฟฟ้าหรือกังหัน เนื่องจากโรงไฟฟ้าที่สร้างแรงขับ เครื่องบินจึงสามารถเอาชนะแรงต้านของอากาศได้

เครื่องบินบินตามกฎฟิสิกส์

อากาศพลศาสตร์เป็นวิทยาศาสตร์ที่มีพื้นฐานมาจากทฤษฎีบทของ Nikolai Yegorovich Zhukovsky นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียผู้โดดเด่น ผู้ก่อตั้งแอโรไดนามิกส์ ซึ่งคิดค้นขึ้นในปี 1904 อีกหนึ่งปีต่อมา ในเดือนพฤศจิกายน ค.ศ. 1905 Zhukovsky ได้นำเสนอทฤษฎีการสร้างการยกปีกเครื่องบินในที่ประชุมของสมาคมคณิตศาสตร์

เพื่อให้ลิฟต์สามารถยกเครื่องบินสมัยใหม่ขึ้นไปในอากาศได้ แม้จะมีน้ำหนักหลายสิบตัน ปีกของมันก็ต้องมีพื้นที่เพียงพอ ลิฟต์ปีกได้รับอิทธิพลจากพารามิเตอร์หลายอย่าง เช่น โปรไฟล์ พื้นที่ แผนผังปีก มุมโจมตี ความเร็วลม และความหนาแน่นของอากาศ เครื่องบินแต่ละลำมีความเร็วต่ำสุดที่สามารถขึ้นและบินได้โดยไม่ล้ม ดังนั้นความเร็วขั้นต่ำของเครื่องบินโดยสารสมัยใหม่จึงอยู่ระหว่าง 180 ถึง 250 กม. / ชม.

ทำไมเครื่องบินถึงบินด้วยความเร็วที่ต่างกัน?

ขนาดของเครื่องบินก็ขึ้นอยู่กับความเร็วที่ต้องการด้วย พื้นที่ปีกของเครื่องบินขนส่งช้าต้องมีขนาดใหญ่เพียงพอ เนื่องจากการยกของปีกและความเร็วที่เครื่องบินพัฒนาขึ้นนั้นเป็นสัดส่วนโดยตรง พื้นที่ปีกขนาดใหญ่ของเครื่องบินช้าเกิดจากการที่ความเร็วต่ำเพียงพอลิฟต์มีขนาดเล็ก

เครื่องบินความเร็วสูงมักมีปีกที่เล็กกว่ามาก ในขณะที่ยังคงให้การยกที่เพียงพอ ยิ่งความหนาแน่นของอากาศต่ำ การยกปีกก็จะยิ่งต่ำลง ดังนั้นที่ระดับความสูงสูง ความเร็วของเครื่องบินจะต้องสูงกว่าเมื่อบินที่ระดับความสูงต่ำ

ทำไมเครื่องบินถึงบินได้สูงมาก?

ระดับความสูงในการบินของเครื่องบินเจ็ทสมัยใหม่อยู่ระหว่าง 5,000 ถึง 10,000 เมตรเหนือระดับน้ำทะเล สิ่งนี้สามารถอธิบายได้ง่ายมาก: ที่ระดับความสูงนี้ ความหนาแน่นของอากาศจะน้อยกว่ามาก ดังนั้นจึงมีแรงต้านของอากาศน้อยลง เครื่องบินบินในระดับสูง เพราะเมื่อบินที่ระดับความสูง 10 กิโลเมตร เครื่องบินจะใช้เชื้อเพลิงน้อยกว่าเมื่อบินที่ระดับความสูงหนึ่งกิโลเมตรถึง 80% อย่างไรก็ตามทำไมพวกเขาถึงไม่บินสูงขึ้นไปในบรรยากาศชั้นบนซึ่งความหนาแน่นของอากาศจะน้อยกว่านี้? ความจริงก็คือจำเป็นต้องมีการจ่ายอากาศขั้นต่ำเพื่อสร้างแรงผลักดันที่จำเป็นโดยเครื่องยนต์อากาศยาน ดังนั้น เครื่องบินแต่ละลำจึงมีขีดจำกัดความสูงที่ปลอดภัยสูงสุด หรือที่เรียกว่าเพดานบริการ ตัวอย่างเช่น เพดานที่ใช้งานได้จริงของเครื่องบิน Tu-154 อยู่ที่ประมาณ 12100 เมตร

อาจไม่มีใครที่มองดูเครื่องบินบินไม่ได้ถามคำถาม: "เขาทำได้อย่างไร"

ผู้คนต่างใฝ่ฝันที่จะบิน อิคารัสถือได้ว่าเป็นนักบินอวกาศคนแรกที่พยายามจะถอดปีกด้วยความช่วยเหลือของปีก จากนั้นตลอดหลายพันปี เขามีผู้ติดตามมากมาย แต่ความสำเร็จที่แท้จริงตกเป็นของพี่น้องตระกูล Wright จำนวนมาก ถือว่าเป็นผู้ประดิษฐ์เครื่องบิน

ตัวอย่างเช่น เมื่อเห็นเครื่องบินโดยสารขนาดใหญ่บนพื้นดิน เช่น เครื่องบินโบอิ้งสองชั้น เป็นไปไม่ได้เลยที่จะเข้าใจว่ายักษ์ใหญ่โลหะหลายตันนี้ลอยขึ้นไปในอากาศได้อย่างไร มันดูไม่เป็นธรรมชาติมาก ยิ่งกว่านั้น แม้แต่คนที่ทำงานมาทั้งชีวิตในอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องกับการบินและแน่นอน รู้ทฤษฎีวิชาการบิน บางครั้งยอมรับตามตรงว่าพวกเขาไม่เข้าใจว่าเครื่องบินบินได้อย่างไร แต่เรายังคงพยายามที่จะคิดออก

เครื่องบินถูกเก็บไว้ในอากาศเนื่องจากการ "ยก" ที่กระทำต่อมันซึ่งเกิดขึ้นเฉพาะในการเคลื่อนไหวซึ่งจัดทำโดยเครื่องยนต์ที่ติดอยู่กับปีกหรือลำตัว

• เครื่องยนต์ไอพ่นทิ้งไอพ่นของน้ำมันก๊าดหรือผลิตภัณฑ์การเผาไหม้เชื้อเพลิงสำหรับการบินอื่นๆ ดันเครื่องบินไปข้างหน้า
• ใบพัดของเครื่องยนต์ใบพัดดูเหมือนจะถูกขันขึ้นไปในอากาศและดึงเครื่องบินไปด้านหลัง

แรงยก

ลิฟเกิดขึ้นเมื่อกระแสอากาศไหลเข้ารอบปีก เนื่องจากรูปทรงพิเศษของส่วนของปีก ส่วนหนึ่งของกระแสน้ำเหนือปีกจึงมีความเร็วที่สูงกว่าการไหลของใต้ปีก ทั้งนี้เนื่องจากพื้นผิวด้านบนของปีกมีลักษณะนูน ตรงข้ามกับด้านล่างแบน เป็นผลให้อากาศที่ไหลรอบปีกจากด้านบนต้องเดินทางไกลขึ้นตามลำดับด้วยความเร็วสูงขึ้น และยิ่งอัตราการไหลสูง ความดันในนั้นก็จะยิ่งต่ำลง และในทางกลับกัน ยิ่งความเร็วต่ำ ความดันก็ยิ่งมากขึ้น

ในปี ค.ศ. 1838 เมื่อยังไม่มีอากาศพลศาสตร์เช่นนี้ Daniel Bernoulli นักฟิสิกส์ชาวสวิสได้อธิบายปรากฏการณ์นี้โดยกำหนดกฎหมายที่ตั้งชื่อตามเขา อย่างไรก็ตาม Bernoulli อธิบายการไหลของของไหล แต่ด้วยการเกิดขึ้นและการพัฒนาของการบิน การค้นพบของเขากลายเป็นโอกาสที่ดีมาก แรงดันใต้ปีกนั้นสูงกว่าแรงดันจากด้านบนและดันปีก และดันปีกขึ้นพร้อมกับดันเครื่องบินขึ้น

ส่วนประกอบอื่นของลิฟต์คือส่วนที่เรียกว่า "มุมโจมตี" ปีกตั้งอยู่ที่มุมแหลมกับการไหลของอากาศที่กำลังจะมาถึงเนื่องจากความดันใต้ปีกสูงกว่าด้านบน

เครื่องบินบินได้เร็วแค่ไหน?

สำหรับการเกิดขึ้นของแรงยกจำเป็นต้องมีความเร็วในการเคลื่อนที่ที่แน่นอนและค่อนข้างสูง แยกแยะระหว่างความเร็วต่ำสุดจำเป็นต้องยกขึ้นจากพื้นสูงสุดและล่องเรือซึ่งเครื่องบินส่วนใหญ่บินในเส้นทางนั้นประมาณ 80% ของความเร็วสูงสุด ความเร็วในการล่องเรือของสายการบินผู้โดยสารสมัยใหม่คือ 850-950 กม. ต่อชั่วโมง

นอกจากนี้ยังมีแนวคิดเรื่องความเร็วภาคพื้นดินซึ่งเป็นผลรวมของความเร็วของเครื่องบินเองและความเร็วของกระแสอากาศที่ต้องเอาชนะ มันมาจากการคำนวณระยะเวลาของเที่ยวบิน

ความเร็วที่จำเป็นสำหรับการขึ้นเครื่องบินขึ้นอยู่กับมวลของเครื่องบิน และสำหรับเรือโดยสารสมัยใหม่นั้นอยู่ในช่วง 180 ถึง 280 กม. ต่อชั่วโมง การลงจอดเกิดขึ้นที่ความเร็วเท่ากัน

ส่วนสูง

ความสูงของเที่ยวบินไม่ได้ถูกเลือกโดยพลการเช่นกัน แต่จะพิจารณาจากปัจจัยหลายประการ การประหยัดเชื้อเพลิง และการพิจารณาด้านความปลอดภัย

ที่พื้นผิวโลก อากาศมีความหนาแน่นมากขึ้น จึงมีความต้านทานต่อการเคลื่อนที่สูง ทำให้สิ้นเปลืองเชื้อเพลิงมากขึ้น ด้วยระดับความสูงที่เพิ่มขึ้น อากาศจะระบายออกมากขึ้นและความต้านทานจะลดลง ระดับความสูงที่เหมาะสมสำหรับการบินคือประมาณ 10,000 เมตร ในขณะเดียวกันการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงก็น้อยที่สุด

ข้อได้เปรียบที่สำคัญอีกประการของการบินบนที่สูงคือการไม่มีนกอยู่ที่นี่

ปีนเหนือ 12,000-13,000 เมตร เครื่องบินพลเรือนไม่สามารถทำได้เนื่องจากสูญญากาศที่แรงเกินไปรบกวนการทำงานปกติของมอเตอร์

การควบคุมเครื่องบิน

เครื่องบินถูกควบคุมโดยการเพิ่มหรือลดแรงขับของเครื่องยนต์ ในกรณีนี้ ความเร็วจะเปลี่ยนไปตามลำดับ ลิฟต์และระดับความสูงของเที่ยวบิน สำหรับการควบคุมกระบวนการเปลี่ยนความสูงและการเลี้ยวอย่างละเอียดยิ่งขึ้น จะใช้กลไกของปีกและหางเสือที่อยู่บนชุดประกอบหาง

บินขึ้นและลงจอด

เพื่อให้ลิฟต์สามารถยกเครื่องบินขึ้นจากพื้นได้ ลิฟต์จะต้องพัฒนาความเร็วที่เพียงพอ รันเวย์ใช้สำหรับสิ่งนี้ สำหรับเครื่องบินโดยสารหรือเครื่องบินขนส่งขนาดใหญ่ ต้องใช้รันเวย์ยาว 3-4 กิโลเมตร

สภาพของรันเวย์ได้รับการตรวจสอบอย่างรอบคอบโดยบริการของสนามบิน รักษาให้อยู่ในสภาพที่สะอาดสมบูรณ์ เนื่องจากวัตถุแปลกปลอมที่เข้าไปในเครื่องยนต์อาจทำให้เกิดอุบัติเหตุได้ และหิมะและน้ำแข็งบนรันเวย์ก่อให้เกิดอันตรายอย่างยิ่งในระหว่างการบินขึ้นและลงจอด

เมื่อเครื่องบินบินขึ้น ช่วงเวลาหนึ่งหลังจากนั้นจะไม่สามารถยกเลิกการบินขึ้นได้อีกต่อไป เนื่องจากความเร็วจะสูงมากจนเครื่องบินไม่สามารถหยุดภายในรันเวย์ได้อีกต่อไป นี่คือสิ่งที่เรียกว่า "ความเร็วในการตัดสินใจ"

การลงจอดเป็นช่วงเวลาที่สำคัญมากในการบิน นักบินจะค่อยๆ ช้าลง อันเป็นผลมาจากการที่ลิฟต์ลดลงและเครื่องบินลดลง ก่อนถึงพื้น ความเร็วต่ำมากจนกางปีกออก ซึ่งเพิ่มการยกขึ้นบ้างและปล่อยให้เครื่องบินร่อนลงอย่างนุ่มนวล

ดังนั้น ไม่ว่าเราจะดูแปลกแค่ไหน เครื่องบินก็บินได้ และเป็นไปตามกฎของฟิสิกส์อย่างเคร่งครัด

หากคุณบินบ่อยหรือดูเครื่องบินบนบริการต่างๆ บ่อยครั้ง คุณอาจถามตัวเองว่าทำไมเครื่องบินถึงบินในลักษณะนี้ ไม่ใช่อย่างอื่น ตรรกะคืออะไร? ลองคิดดูสิ

ทำไมเครื่องบินไม่บินเป็นเส้นตรง แต่เป็นโค้ง?

หากคุณดูเส้นทางการบินบนจอแสดงผลในห้องโดยสารหรือที่บ้านโดยใช้คอมพิวเตอร์ แสดงว่าไม่ได้มีลักษณะตรง แต่โค้ง โค้งไปทางขั้วโลกที่ใกล้ที่สุด (ภาคเหนือในซีกโลกเหนือ ภาคใต้ในภาคใต้) อันที่จริง เครื่องบินพยายามบินเป็นเส้นตรงเกือบตลอดเส้นทาง เป็นเพียงว่าจอแสดงผลแบนและโลกเป็นทรงกลม และการฉายภาพของแผนที่ปริมาตรลงบนแผ่นเรียบจะเปลี่ยนสัดส่วน: ยิ่งใกล้กับขั้วมากเท่าไร "ส่วนโค้ง" ก็จะยิ่งโค้งมากขึ้นเท่านั้น มันง่ายมากที่จะตรวจสอบสิ่งนี้: นำโลกและดึงสตริงระหว่างสองเมืองเหนือพื้นผิวของมัน นี่จะเป็นเส้นทางที่สั้นที่สุด ถ้าตอนนี้คุณย้ายเส้นด้ายไปที่กระดาษ คุณจะได้ส่วนโค้ง

นั่นคือเครื่องบินมักจะบินเป็นเส้นตรงหรือไม่?

เครื่องบินไม่ได้บินตามที่ต้องการ แต่แน่นอนว่าไปตามทางเดินหายใจซึ่งวางไว้ในลักษณะที่จะลดระยะทางให้เหลือน้อยที่สุด เส้นทางประกอบด้วยส่วนต่างๆ ระหว่างจุดควบคุม: ทั้งสัญญาณวิทยุและพิกัดบนแผนที่ซึ่งกำหนดตัวอักษรห้าตัว มักจะออกเสียงได้ง่ายและน่าจดจำจึงสามารถใช้เป็นส่วนต่างๆ แต่คุณต้องออกเสียงทีละตัวอักษร แต่คุณเห็นไหมว่าการจดจำชุดค่าผสมเช่น DOPIK หรือ OKUDI นั้นง่ายกว่า GRDFT และ UOIUA

เมื่อวางเส้นทางสำหรับแต่ละเที่ยวบิน จะมีการใช้พารามิเตอร์ต่างๆ รวมถึงประเภทของเครื่องบินด้วย ตัวอย่างเช่น สำหรับเครื่องบินเครื่องยนต์คู่ (และพวกเขากำลังแทนที่เครื่องบินสามและสี่เครื่องยนต์อย่างแข็งขัน) ETOPS (มาตรฐานประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องยนต์แฝดช่วงขยาย) มีผลบังคับใช้ ซึ่งควบคุมการวางแผนเส้นทางในลักษณะที่ เครื่องบิน ข้ามมหาสมุทร ทะเลทราย หรือขั้วโลก ในเวลาเดียวกันภายในระยะเวลาหนึ่งของเที่ยวบินไปยังสนามบินที่ใกล้ที่สุดที่สามารถรับเครื่องบินประเภทนี้ได้ ด้วยเหตุนี้ในกรณีที่เครื่องยนต์ตัวใดตัวหนึ่งเกิดขัดข้องก็จะสามารถไปถึงที่ลงจอดฉุกเฉินได้อย่างน่าเชื่อถือ เครื่องบินและสายการบินต่างๆ ได้รับการรับรองสำหรับเวลาบินที่แตกต่างกัน อาจเป็น 60, 120 และ 180 และ 240 นาที (!) ในขณะเดียวกัน มีการวางแผนที่จะรับรอง Airbus A350XWB เป็นเวลา 350 นาที และ Boeing-787 สำหรับ 330 สิ่งนี้จะกำจัดเครื่องบินสี่เครื่องยนต์ แม้แต่ในเส้นทางอย่างซิดนีย์-ซันติอาโก (เส้นทางต่างประเทศเชิงพาณิชย์ที่ยาวที่สุดในโลก)

เครื่องบินเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ สนามบินได้อย่างไร?

อันดับแรก ทุกอย่างขึ้นอยู่กับเลนไหนใน ช่วงเวลานี้การขึ้นเครื่องเกิดขึ้นที่สนามบินต้นทางและขึ้นเครื่องที่สนามบินปลายทาง หากมีหลายทางเลือก สำหรับแต่ละแผนจะมีทางออกและแนวทางการเข้าถึงหลายแบบ: หากคุณอธิบายด้วยนิ้วของคุณ เครื่องบินจะต้องตามด้วยจุดแต่ละจุดของโครงการที่ระดับความสูงที่แน่นอน (ภายใน ขีดจำกัด) ความเร็ว การเลือกเลนขึ้นอยู่กับปริมาณของสนามบินในปัจจุบัน และประการแรกคือ ลม ความจริงก็คือทั้งขณะบินขึ้นและลงจอด ลมจะต้องเข้ามา (หรือพัดจากด้านข้างแต่ยังคงมาจากด้านหน้า) หากลมพัดจากด้านหลังเครื่องบินก็จะต้องมีความเร็วสูงเกินไปเมื่อเทียบกับ พื้นดินเพื่อรักษาความเร็วที่ต้องการโดยสัมพันธ์กับอากาศ - บางทีความยาวของแถบอาจไม่เพียงพอสำหรับการขึ้นหรือเบรก ดังนั้น ขึ้นอยู่กับทิศทางของลม เครื่องบินจะเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียวหรืออีกทิศทางหนึ่งในระหว่างการบินขึ้นและลงจอด และแถบดังกล่าวจะมีเส้นทางบินขึ้นและลงจอดสองแห่ง ซึ่งเมื่อปัดเศษถึงสิบองศา จะใช้กำหนดแถบ . ตัวอย่างเช่น ถ้าเส้นทาง 90 ในทิศทางหนึ่ง จากนั้น 270 ในอีกทิศทางหนึ่ง และเลนจะเรียกว่า "09/27" ตามปกติในสนามบินใหญ่ๆ จะมีเลนคู่ขนานกัน 2 เลน จะถูกกำหนดให้เป็นเลนซ้ายและขวา ตัวอย่างเช่นใน Sheremetyevo 07L / 25R และ 07R / 25L ตามลำดับและใน Pulkovo - 10L / 28R และ 10R / 28L

ที่สนามบินบางแห่ง ช่องจราจรจะทำงานในทิศทางเดียวเท่านั้น - ตัวอย่างเช่น ในโซซีมีภูเขาอยู่ด้านหนึ่ง ดังนั้นคุณจึงสามารถบินออกได้เฉพาะทะเลและลงจอดจากฝั่งทะเลเท่านั้น: ไม่ว่าลมจะพัดไปทางไหนก็ตาม เป่าจากด้านหลังหรือในระหว่างการบินขึ้นหรือลงจอดเพื่อให้นักบินได้รับการประกันเล็กน้อย

แผนการบินในพื้นที่สนามบินคำนึงถึงข้อ จำกัด มากมาย - ตัวอย่างเช่นการห้ามเครื่องบินที่ตั้งอยู่ตรงเหนือเมืองหรือโซนพิเศษ: สิ่งเหล่านี้อาจเป็นได้ทั้งสิ่งอำนวยความสะดวกที่ปลอดภัยและหมู่บ้านกระท่อมเรียบง่ายของ Rublevka ซึ่งผู้อยู่อาศัยไม่ชอบเสียงดัง หัว

ทำไมเครื่องบินถึงบินเร็วกว่าอีกทางหนึ่ง?

นี่เป็นคำถามจากหมวดหมู่ "โฮลิวาร์" - บางทีสำเนาเพิ่มเติมอาจแตกได้เฉพาะรอบปริศนาโดยที่เครื่องบินยืนอยู่บนสายพานที่กำลังเคลื่อนที่ - "จะขึ้นหรือไม่ลง" อันที่จริง เครื่องบินบินไปทางทิศตะวันออกเร็วกว่าทางทิศตะวันตก และถ้าคุณจากมอสโกไปลอสแองเจลิสภายใน 13 ชั่วโมง คุณก็จะกลับได้ใน 12 ชั่วโมง

นั่นคือการบินจากตะวันตกไปตะวันออกเร็วกว่าจากตะวันออกไปตะวันตก

นักมนุษยนิยมคิดว่าโลกกำลังหมุน และเมื่อคุณบินไปด้านใดด้านหนึ่ง จุดปลายทางก็ใกล้เข้ามา เพราะโลกมีเวลาที่จะหันหลังให้คุณ

หากคุณได้ยินคำอธิบายดังกล่าว ให้รีบส่งหนังสือเรียนภูมิศาสตร์สำหรับชั้นประถมศึกษาปีที่ 6 ให้กับบุคคลนั้น โดยพวกเขาจะอธิบายให้เขาฟังว่าในประการแรก โลกหมุนจากตะวันตกไปตะวันออก (นั่นคือ ตามทฤษฎีนี้ ทุกอย่างควรเป็นอย่างอื่น รอบๆ) และประการที่สอง บรรยากาศหมุนไปพร้อมกับโลก มิฉะนั้น หนึ่งสามารถขึ้นไปอากาศสำหรับ บอลลูนอากาศร้อนและแขวนไว้เพื่อรอที่จะไปถึงที่ที่คุณต้องการลงจอด: เดินทางฟรี!

ช่างเทคนิคพยายามอธิบายปรากฏการณ์นี้ด้วยแรงโคริโอลิสซึ่งกระทำบนระนาบในกรอบอ้างอิงที่ไม่เฉื่อยของ "ระนาบโลก": เมื่อเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียวน้ำหนักของมันจะเพิ่มขึ้นและในอีกทางหนึ่งจะน้อยลง . ปัญหาเดียวคือความแตกต่างในน้ำหนักของเครื่องบินที่สร้างขึ้นโดยแรงโคริโอลิสนั้นน้อยมากเมื่อเทียบกับมวลของน้ำหนักบรรทุกบนเครื่องบิน แต่นั่นเป็นปัญหาเพียงครึ่งเดียว: มวลส่งผลต่อความเร็วตั้งแต่เมื่อไร? คุณสามารถขับรถ 100 กม. / ชม. และหนึ่งหรือห้าคน ความแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือการสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิง

สาเหตุแท้จริงที่เครื่องบินบินไปทางทิศตะวันออกเร็วกว่าทิศตะวันตกก็คือ ลมที่ระดับความสูงหลายกิโลเมตรมักพัดจากตะวันตกไปตะวันออก และเพื่อให้ลมออกทางทิศเดียวจึงทำให้ความเร็วเพิ่มขึ้น สัมพันธ์กับโลกและอื่น ๆ - กำลังจะมาถึงช้าลง ทำไมลมพัดแบบนี้ - ถาม Coriolis เช่น อย่างไรก็ตาม การศึกษากระแสเจ็ทในระดับความสูง (เหล่านี้เป็นลมแรงในรูปแบบของกระแสอากาศที่ค่อนข้างแคบในบางโซนของบรรยากาศ) ช่วยให้คุณสามารถวางเส้นทางในลักษณะที่เมื่อ "อยู่ในเครื่องบิน" ความเร็วสูงสุดและประหยัดเชื้อเพลิง

มนุษยชาติมีความสนใจมานานแล้วในคำถามว่าเครื่องบินหลายตันสามารถขึ้นสู่สวรรค์ได้อย่างง่ายดายได้อย่างไร การบินเกิดขึ้นได้อย่างไรและเครื่องบินบินได้อย่างไร? เมื่อเครื่องบินเดินทางด้วยความเร็วสูงตามรันเวย์ ปีกจะยกขึ้นและทำงานจากล่างขึ้นบน

เมื่อเครื่องบินเคลื่อนที่ จะเกิดความแตกต่างของแรงดันระหว่างด้านล่างและด้านบนของปีก ซึ่งส่งผลให้มีแรงยกที่ช่วยให้เครื่องบินอยู่ในอากาศ เหล่านั้น ความกดอากาศสูงจากด้านล่างผลักปีกขึ้นไป ในขณะที่ความกดอากาศต่ำจากด้านบนดึงปีกเข้าหาตัวเอง ส่งผลให้ปีกยกขึ้น

สำหรับเครื่องบินที่จะบินขึ้น จะต้องมีการวิ่งขึ้นที่เพียงพอ การยกปีกจะเพิ่มขึ้นเมื่อความเร็วเพิ่มขึ้นซึ่งต้องเกินขีดจำกัดการขึ้น-ลง แล้ว นักบินเพิ่มมุมบินขึ้นดึงพวงมาลัยเข้าหาตัว คันธนูของซับขึ้นและรถลอยขึ้นไปในอากาศ

แล้ว แชสซีแบบยืดหดได้และไฟไอเสีย... เพื่อลดการยกของปีก นักบินจะค่อยๆ ดึงกลไกออก เมื่อเครื่องบินถึงระดับที่กำหนด นักบินจะตั้งค่า แรงดันมาตรฐานและมอเตอร์ - โหมดปกติ... หากต้องการดูว่าเครื่องบินขึ้นได้อย่างไร เราขอแนะนำให้คุณดูวิดีโอที่ท้ายบทความ

เรือขึ้นเป็นมุม... จากมุมมองเชิงปฏิบัติ สามารถอธิบายได้ดังนี้ ลิฟต์เป็นพื้นผิวที่เคลื่อนที่ได้ซึ่งสามารถควบคุมให้เครื่องบินลาดเอียงได้

ลิฟต์สามารถควบคุมได้ด้วยมุมพิทช์ เช่น เปลี่ยนอัตราการปีนหรือสูญเสียความสูง นี่เป็นเพราะการเปลี่ยนแปลงในมุมของการโจมตีและแรงยก โดยการเพิ่มความเร็วของเครื่องยนต์ ใบพัดจะหมุนเร็วขึ้นและยกสายการบินขึ้นด้านบน ในทางกลับกัน เมื่อกดลิฟต์ลงไป จมูกของเครื่องบินจะก้มลง ในขณะที่ความเร็วของเครื่องยนต์ควรลดลง

ส่วนท้ายของสายการบินพร้อมกับหางเสือและเบรกทั้งสองข้างของล้อ

สายการบินบินอย่างไร

ตอบคำถามว่าทำไมเครื่องบินถึงบิน เราควรจำกฎฟิสิกส์ ความแตกต่างของแรงดันส่งผลต่อการยกปีก

อัตราการไหลจะสูงขึ้นหากความกดอากาศต่ำและในทางกลับกัน

ดังนั้นหากความเร็วของเครื่องบินบินสูง ปีกของมันจะยกตัวขึ้นซึ่งจะดันเครื่องบิน

บางสถานการณ์ยังส่งผลต่อการยกของปีกเครื่องบิน: มุมของการโจมตี ความเร็วและความหนาแน่นของการไหลของอากาศ พื้นที่ โปรไฟล์ และรูปร่างของปีก

ไลเนอร์ที่ทันสมัยมี ความเร็วขั้นต่ำจาก 180 ถึง 250 km / hที่ดำเนินการบินขึ้นแผนในท้องฟ้าและไม่ตก

ความสูงของเที่ยวบิน

ความสูงเที่ยวบินสูงสุดและปลอดภัยของเครื่องบินคือเท่าใด

เรือทุกลำมีระดับความสูงไม่เท่ากัน, "เพดานอากาศ" อาจผันผวนได้ที่ความสูง จาก 5,000 ถึง 12100 เมตร... ที่ระดับความสูงสูง ความหนาแน่นของอากาศจะน้อยที่สุด ในขณะที่สายการบินมีแรงต้านอากาศต่ำสุด

เครื่องยนต์ไลเนอร์ต้องการปริมาณอากาศคงที่ในการเผาไหม้ เนื่องจากเครื่องยนต์จะไม่สร้างแรงขับตามที่ต้องการ นอกจากนี้ เมื่อบินที่ระดับความสูง เครื่องบินจะประหยัดเชื้อเพลิงได้มากถึง 80% เมื่อเทียบกับระดับความสูงไม่เกินหนึ่งกิโลเมตร

เนื่องจากสิ่งที่เครื่องบินอยู่ในอากาศ

ในการตอบว่าทำไมเครื่องบินถึงบินได้ จำเป็นต้องถอดหลักการของการเคลื่อนที่ในอากาศออกทีละส่วน เครื่องบินเจ็ตที่มีผู้โดยสารบนเครื่องมีน้ำหนักหลายตัน แต่ในขณะเดียวกันก็สามารถถอดออกและดำเนินการเที่ยวบินพันกิโลเมตรได้อย่างง่ายดาย

การเคลื่อนที่ในอากาศยังได้รับอิทธิพลจากคุณสมบัติไดนามิกของยานพาหนะ โครงสร้างของหน่วยที่สร้างรูปแบบการบิน

แรงที่มีอิทธิพลต่อการเคลื่อนที่ของเครื่องบินในอากาศ

การทำงานของสายการบินเริ่มต้นด้วยการสตาร์ทเครื่องยนต์ เรือลำเล็กวิ่งด้วยเครื่องยนต์ลูกสูบที่หมุนใบพัดเพื่อสร้างแรงผลักดันเพื่อช่วยให้เครื่องบินบินผ่านอากาศ

เครื่องบินโดยสารขนาดใหญ่ใช้เครื่องยนต์ไอพ่นที่ปล่อยอากาศออกมามากระหว่างปฏิบัติการ โดยแรงไอพ่นจะขับเครื่องบินไปข้างหน้า

ทำไมเครื่องขึ้นและอยู่ในอากาศเป็นเวลานาน? เช่น รูปร่างของปีกมีรูปแบบที่แตกต่างกัน: กลมที่ด้านบนและแบนที่ด้านล่างแล้วกระแสลมทั้งสองข้างไม่เหมือนกัน จากเหนือปีก อากาศจะเลื่อนและกลายเป็นแรด และแรงดันน้อยกว่าอากาศใต้ปีก ดังนั้น แรงกดอากาศที่ไม่สม่ำเสมอและรูปทรงของปีกจึงทำให้เกิดแรงที่ส่งผลให้เครื่องบินทะยานขึ้น

แต่เพื่อให้เครื่องบินลงจากพื้นได้ง่าย จำเป็นต้องบินขึ้นรันเวย์ด้วยความเร็วสูง

จากนี้ ข้อสรุปตามมาว่าเพื่อให้เครื่องบินบินได้โดยไม่มีสิ่งกีดขวาง จำเป็นต้องมีอากาศเคลื่อนที่ที่ผ่าปีกและสร้างแรงยก

เครื่องบินขึ้นและความเร็ว

ผู้โดยสารหลายคนสนใจในคำถามว่า เครื่องบินมีความเร็วเท่าใดในระหว่างการบินขึ้น? มีความเข้าใจผิดว่าความเร็วในการบินขึ้นเท่ากันสำหรับเครื่องบินทุกลำ เพื่อตอบคำถาม ความเร็วในการบินขึ้นของเครื่องบินคืออะไร คุณควรคำนึงถึงปัจจัยสำคัญ

1. สายการบินไม่มีความเร็วคงที่อย่างเคร่งครัด การยกของสายการบินขึ้นอยู่กับมวลและความยาวของปีก... การบินขึ้นจะเกิดขึ้นเมื่อมีการสร้างลิฟต์ขึ้นระหว่างกระแสน้ำที่กำลังจะมาถึง ซึ่งมากกว่ามวลของเครื่องบินมาก ดังนั้นการขึ้นและความเร็วของเครื่องบิน ขึ้นอยู่กับทิศทางลม ความกดอากาศ ความชื้น ปริมาณน้ำฝน ความยาวและสภาพของทางวิ่ง
2. ในการสร้างลิฟต์และยกขึ้นจากพื้นได้สำเร็จ เครื่องบินต้องการ เพิ่มความเร็วเครื่องสูงสุดและการวิ่งขึ้นเครื่องที่เพียงพอ... ต้องใช้รันเวย์ยาว ยิ่งเครื่องบินมีขนาดใหญ่เท่าใด รันเวย์ก็จะยิ่งยาวขึ้นเท่านั้น
3. เครื่องบินแต่ละลำมีมาตราส่วนความเร็วในการบินขึ้นของตัวเอง เพราะทุกลำมีจุดประสงค์ของตนเอง: ผู้โดยสาร กีฬา สินค้า ยิ่งเครื่องบินเบา ความเร็วในการบินก็จะยิ่งต่ำลง และในทางกลับกัน

ขึ้นเครื่องบินโดยสารโบอิ้ง 737

• การบินขึ้นของสายการบินตามรันเวย์เริ่มต้นเมื่อ เครื่องยนต์จะถึง 800 รอบต่อนาทีต่อนาที นักบินจะค่อยๆ ปล่อยเบรกและถือคันควบคุมที่ระดับเป็นกลาง เครื่องบินจะดำเนินต่อไปด้วยสามล้อ
• ก่อนยกขึ้นจากพื้น ความเร็วของสายการบินควรถึง 180 กม. ต่อชั่วโมง... จากนั้นนักบินดึงคันโยกซึ่งนำไปสู่การโก่งตัวของอวัยวะเพศหญิงและการยกจมูกของเครื่องบิน การเร่งความเร็วเพิ่มเติมจะดำเนินการบนสองล้อ
• หลังจากนั้นด้วยจมูกที่ยกขึ้น สายการบินเร่งความเร็วบนสองล้อถึง 220 กม. ต่อชั่วโมงแล้วบินขึ้นจากพื้นดิน

ดังนั้น หากคุณต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีการขึ้นเครื่องบิน ระดับความสูงใด และความเร็วเท่าใด เราขอนำเสนอข้อมูลนี้ในบทความของเรา เราหวังว่าคุณจะสนุกกับการเดินทางทางอากาศ

มนุษย์เคยใฝ่ฝันที่จะโบยบินบนท้องฟ้า จำเรื่องราวของอิคารัสและลูกชายของเขาได้หรือไม่? แน่นอนว่านี่เป็นเพียงตำนานและความจริงเราจะไม่มีวันรู้ แต่เรื่องนี้เผยให้เห็นถึงความกระหายที่จะทะยานขึ้นไปบนท้องฟ้าอย่างเต็มที่ ความพยายามครั้งแรกที่จะบินขึ้นไปบนท้องฟ้าถูกสร้างขึ้นด้วยความช่วยเหลือจากเครื่องบินขนาดใหญ่ ซึ่งตอนนี้กลายเป็นเครื่องมือสำหรับ เดินโรแมนติกบนท้องฟ้าก็มีเรือเหาะปรากฏขึ้น และด้วยเครื่องบินและเฮลิคอปเตอร์ในเวลาต่อมาก็ปรากฏขึ้น ตอนนี้แทบจะไม่มีใครเป็นข่าวหรือสิ่งผิดปกติที่คุณสามารถบินโดยเครื่องบินไปยังอีกทวีปหนึ่งได้ภายใน 3 ชั่วโมง แต่สิ่งนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร? ทำไมเครื่องบินถึงบินและไม่ชน?

คำอธิบายจากมุมมองทางกายภาพนั้นค่อนข้างง่าย แต่ในทางปฏิบัตินั้นยากกว่าที่จะนำไปใช้

เป็นเวลาหลายปีที่มีการทดลองต่าง ๆ เพื่อสร้างเครื่องจักรที่บินได้มีการสร้างต้นแบบขึ้นมากมาย แต่เพื่อให้เข้าใจว่าทำไมเครื่องบินถึงบินได้ ก็เพียงพอที่จะรู้กฎข้อที่สองของนิวตันและสามารถทำซ้ำได้ในทางปฏิบัติ ตอนนี้ผู้คนหรือวิศวกรและนักวิทยาศาสตร์กำลังพยายามสร้างเครื่องจักรที่จะบินด้วยความเร็วมหาศาล ซึ่งเร็วกว่าความเร็วเสียงหลายเท่า นั่นคือคำถามไม่ใช่วิธีที่เครื่องบินบินได้อีกต่อไป แต่จะทำให้เครื่องบินบินเร็วขึ้นได้อย่างไร

สองสิ่งที่เครื่องบินจะบินขึ้น - เครื่องยนต์ทรงพลังและการออกแบบปีกที่เหมาะสม

มอเตอร์สร้างแรงขับมหาศาลที่ผลักไปข้างหน้า แต่นี่ยังไม่พอ เพราะคุณต้องปีนขึ้นไปด้วย และในสถานการณ์นี้ ปรากฎว่าในตอนนี้ เราสามารถเร่งความเร็วไปตามพื้นผิวด้วยความเร็วมหาศาลเท่านั้น ต่อไป จุดสำคัญคือรูปร่างของปีกและลำตัวของเครื่องบินนั่นเอง พวกเขาคือผู้สร้างแรงยก ปีกถูกสร้างขึ้นเพื่อให้อากาศที่อยู่ใต้ปีกนั้นช้ากว่าปีกด้านบนและด้วยเหตุนี้จึงกลายเป็นว่าอากาศจากด้านล่างดันตัวเรือขึ้นและอากาศที่อยู่เหนือปีกไม่สามารถต้านทานผลกระทบนี้เมื่อเครื่องบินไปถึง ความเร็วที่แน่นอน ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการยกขึ้นในฟิสิกส์ และเพื่อที่จะเข้าใจสิ่งนี้ในรายละเอียดมากขึ้น คุณต้องมีความรู้เล็กน้อยเกี่ยวกับอากาศพลศาสตร์และกฎอื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง แต่ความรู้นี้เพียงพอที่จะเข้าใจว่าทำไมเครื่องบินถึงบินได้

การลงจอดและการบินขึ้น - รถยนต์ต้องการอะไรสำหรับสิ่งนี้

เครื่องบินต้องการขนาดใหญ่ รันเวย์หรือมากกว่ารันเวย์ยาว นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าก่อนอื่นเขาต้องการความเร็วที่แน่นอนสำหรับการขึ้นเครื่องบิน เพื่อให้แรงยกเริ่มทำงาน จำเป็นต้องเร่งเครื่องบินให้มีความเร็วที่อากาศจากด้านล่างของปีกจะเริ่มยกโครงสร้างขึ้นด้านบน คำถามที่ว่าทำไมเครื่องบินถึงบินได้ต่ำนั้นเกี่ยวข้องกับส่วนนี้โดยเฉพาะเมื่อรถกำลังขึ้นหรือลงจอด การเริ่มต้นที่ต่ำทำให้เครื่องบินสามารถปีนขึ้นไปบนท้องฟ้าได้สูงมากและเรามักจะเห็นสิ่งนี้ในสภาพอากาศที่ชัดเจน - เครื่องบินตามกำหนดการ ทิ้งร่องรอยสีขาวไว้ข้างหลังพวกเขา ย้ายผู้คนจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งได้เร็วกว่าที่สามารถทำได้ ใช้ การขนส่งทางบกหรือทะเล

น้ำมันเครื่องบิน

ยังสงสัยว่าทำไมเครื่องบินถึงบินด้วยน้ำมันก๊าด ใช่โดยพื้นฐานแล้ว แต่ความจริงก็คืออุปกรณ์บางประเภทใช้น้ำมันเบนซินปกติและแม้แต่น้ำมันดีเซลเป็นเชื้อเพลิง

แต่ประโยชน์ของน้ำมันก๊าดคืออะไร? มีหลายของพวกเขา

ครั้งแรกอาจเรียกได้ว่าเป็นค่าใช้จ่าย มีราคาถูกกว่าน้ำมันเบนซินอย่างมาก เหตุผลที่สองสามารถเรียกได้ว่าเบาเมื่อเปรียบเทียบกับน้ำมันเบนซินชนิดเดียวกัน น้ำมันก๊าดมีแนวโน้มที่จะเผาไหม้อย่างราบรื่น ในรถยนต์ - รถยนต์นั่งส่วนบุคคลหรือรถบรรทุก - เราต้องการความสามารถในการเปิดและปิดเครื่องยนต์กะทันหันเมื่อเครื่องบินได้รับการออกแบบให้สตาร์ท และรักษากังหันให้เคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่กำหนดเป็นเวลานาน ถ้าเราพูดถึงเครื่องบินโดยสาร เครื่องบินเครื่องยนต์เบาซึ่งไม่ได้ออกแบบมาเพื่อขนส่งสินค้าขนาดใหญ่ แต่ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับอุตสาหกรรมการทหาร กับการเกษตร ฯลฯ (รถยนต์ดังกล่าวสามารถรองรับผู้โดยสารได้ไม่เกินสองคน) มีขนาดเล็กและคล่องแคล่ว ดังนั้นน้ำมันเบนซินจึงเป็น เหมาะสำหรับพื้นที่นี้ การเผาไหม้แบบระเบิดเหมาะสำหรับประเภทของกังหันที่ติดตั้งในเครื่องบินเบา

เฮลิคอปเตอร์เป็นคู่แข่งหรือเป็นเพื่อนกับเครื่องบินหรือไม่?

สิ่งประดิษฐ์ที่น่าสนใจของมนุษยชาติที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ในน่านฟ้าคือเฮลิคอปเตอร์ มันมีข้อได้เปรียบหลักเหนือเครื่องบิน - การบินขึ้นและลงจอดในแนวตั้ง ไม่ต้องการพื้นที่เร่งความเร็วขนาดใหญ่ และเหตุใดเครื่องบินจึงบินจากสถานที่ที่ติดตั้งเพื่อการนี้เท่านั้น ถูกต้องแล้ว คุณต้องมีพื้นผิวที่ยาวและเรียบเพียงพอ มิฉะนั้นผลของการลงจอดที่ใดที่หนึ่งในสนามอาจเต็มไปด้วยการทำลายของเครื่องจักรและที่แย่กว่านั้นคือการบาดเจ็บล้มตายของมนุษย์ เฮลิคอปเตอร์สามารถลงจอดบนหลังคาของอาคารซึ่งได้รับการดัดแปลงที่สนามกีฬา ฯลฯ ฟังก์ชันนี้ไม่พร้อมใช้งานสำหรับเครื่องบิน แม้ว่านักออกแบบกำลังทำงานเพื่อรวมกำลังกับการบินขึ้นในแนวตั้งอยู่แล้ว