Как взлетает самолет: Как взлетает и садится самолёт?, Туристу на заметку

Как взлетает и садится самолёт?, Туристу на заметку

Вы купили дешёвые авиабилеты, полностью организовали свою поездку. И наконец — устраиваетесь поудобнее в кресле самолёта, слушая пояснения бортпроводников о безопасности полёта. Ещё немного, и эта махина с крыльями сдвинется с места и потихоньку тронется в сторону взлётной полосы. В этот момент, пожалуй, лучше не задумываться, как это так происходит, что целый лайнер — с людьми, багажом, едой и прочим грузом через десять-двадцать минут поднимется в небо, а через несколько часов окажется за тысячи километров от пункта отправления. А может, наоборот, если будете знать и понимать, как это происходит, вам станет интереснее? В общем, рассказываем.

Как самолёт взлетает

Самолёт останавливается на полосе, экипаж готов к взлёту, диспетчер разрешил взлёт. Лётчик отпускает тормоза и выводит двигатели на некую промежуточную тягу, затем в процессе разгона доводит тягу до взлётной.

Вопрос: почему на время взлёта и посадки выключают свет в салоне?

Ответ дилетанта: это делается потому, что взлёт и посадка самые ответственные моменты полёта, и двигателям требуется больше электроэнергии. Вот её и экономят в салоне, отдавая все «силы» двигателям.

Комментарий специалиста: самим двигателям электроэнергии требуется мало. На современном турбореактивном или турбовинтовом двигателе потребителями электроэнергии являются компьютер, управляющий самим двигателем и система генерации высокого напряжения для свечей зажигания. Есть ещё различные клапаны, управляемые подачей или снятием с них напряжения, но это мелочь. Вообще-то, логика управления двигателями такова, что даже при отключении электропитания на борту они не выключатся, а будут продолжать тянуть самолёт.

Выключают свет для того, чтобы уменьшить силу электрического тока, отбираемого от генератора. При этом генератор становится легче вращать и двигатель тратит на него меньше механической энергии, так необходимой при взлёте.

В процессе посадки двигатели работают в пониженном режиме, но на всякий случай свет тоже выключают. Вдруг самолёт не попадёт на полосу и придётся уходить на второй круг. А это то же самое, что и взлёт.

На современных самолётах есть Flight Management System (FMS) — система контроля за полётом. В неё перед полётом вводится количество топлива на борту (на Airbus А320, например, количество топлива берётся из системы измерения количества топлива автоматически и вводить отдельно его не надо), вес багажа и пассажиров, температура воздуха, скорость и направление ветра, барометрическая высота аэропорта, длина взлётно-посадочной полосы (ВПП) и т.д. Из этих данных система вычисляет оптимальную взлётную тягу. Если, например, полоса длинная, можно не давать полную тягу, а сэкономить ресурс двигателей. Самолёт всё равно успеет разогнаться и оторваться от полосы на безопасной скорости, не выкатившись при этом за пределы ВПП.

Скорость полёта

Чтобы самолёт взлетел, необходимо, чтобы подъёмная сила его крыла превысила вес самолёта. Крыло создаёт подъёмную силу тогда, когда его обдувает воздушный поток, поэтому за скорость полёта принимается скорость движения относительно массы воздуха. Напрямую подъёмную силу измерить нельзя, но, зная законы аэродинамики, в частности то, что величина подъёмной силы зависит от квадрата скорости, угла атаки крыла и положения закрылков, можно рассчитать скорость, при которой можно смело потянуть штурвал на себя. Самолёт сначала оторвёт от земли носовую стойку шасси, а затем и весь устремится вверх.

В этот момент скорость лайнера, в зависимости от его размеров и типа, составляет 220-270 километров в час. К примеру, Boeing 737 отрывается от земли со скоростью 220 километров в час, а его «старший брат» Boeing 747 – со скоростью 270 километров  в час.

Если пытаться оторвать самолёт на слишком малой скорости, он не захочет отделиться от земли. Подъёмная сила будет недостаточной. Упорно пытаясь его оторвать, задирая повыше нос, можно чиркнуть хвостом по полосе. Ремонт будет о-очень дорогим!

Во время полёта

Но наш экипаж взлетел мастерски, и вот мы в воздухе. Дальше самолёту надо забраться повыше, туда, где воздух более разреженный. От плотности воздуха зависит сила сопротивления полёту. С этой силой борется тяга двигателей. Меньше плотность воздуха на высоте – меньше потребная для горизонтального полёта тяга – меньше расход топлива. Экономия!

Турбовинтовые самолёты поднимаются на высоту примерно 7-8 км, большие турбореактивные лайнеры – 11-12 км, шустрые «бизнес-джеты» – ещё на пару километров выше. А королями высоты, конечно, являются военные самолёты.

Набрав после взлёта безопасную высоту, экипаж включает автопилот, который теперь будет вести самолёт в зависимости от установленного ему режима работы. Например, продолжать набор высоты до заданной, при этом поддерживая заданные скорость и курс. Вблизи крупных аэропортов с большой концентрацией самолётов в воздухе есть вероятность, что диспетчер будет часто вмешиваться в этот процесс, задавая новый курс, требуя изменить скорость или прекратить набор высоты на заданном уровне. Всё это делается для безопасного вывода нашего самолёта на маршрут к аэропорту прибытия.

Улетев из загруженной зоны, экипаж наконец получает разрешение лететь по маршруту, который введён в навигационную систему и согласован со службой воздушного движения. Автопилот ведёт самолёт по маршруту, состоящему из цепочки поворотных пунктов, между которыми самолёт летит по прямой.

Достигнув заданной высоты, автопилот переводит самолёт в горизонтальный полёт. Тяга двигателей снижается для горизонтального полёта с оптимальной скоростью (вручную или автоматом тяги). Далее самолёт летит, пока не приблизится на определённое расстояние к аэропорту посадки.

Экипаж сам принимает решение, с какой точки маршрута начать снижение. Запросив разрешение диспетчера на снижение, лётчик получает высоту, до которой ему разрешено снижаться. Выставив её значение на пульте автопилота, лётчик переводит самолёт на снижение. Автопилот выдерживает заданную вертикальную скорость снижения, автомат тяги убирает газ, чтобы не росла скорость: ведь самолёт теперь «катится с горки».

А экипаж тем временем готовится к посадке: уточняет погоду в аэропорту приземления, номер посадочной полосы, на которую придётся садиться и т.п. В зависимости от номера полосы уточняется маршрут завершающей фазы полёта.

Посадка самолёта

Что значит номер полосы и как он влияет на построение предпосадочного маршрута?

Представим себе, что полоса аэропорта на карте расположена горизонтально, т.е. с запада на восток. Если садиться на её западный конец, то самолёт будет лететь курсом на восток, т.е. курсом 90°. Номер полосы в этом случае будет 09 (от 90 градусов убирается «задний» ноль, но так как номер должен быть двухзначным числом, то добавляется ноль спереди). Если самолёт садится с противоположного конца, то он будет лететь курсом 270°. Убираем «задний» ноль и получаем полосу номер 27. Так что уже зная только номер, можно себе представить, как полоса сориентирована по азимуту, и с какой стороны будет заход на посадку. В больших аэропортах бывает по две параллельных полосы. Чтобы их различать, добавляют латинские буквы L (левая) и R (правая). В нашем примере, если номер полосы был бы 09L, то с противоположной стороны эта же полоса была бы 27R. Параллельная ей была бы 09R и 27L соответственно.

Снижение самолёта продолжается, диспетчер передаёт всё новые значения высот, до которых самолёту разрешено снизиться, которые лётчик тут же вводит в автопилот.

Экипаж не будет целиться носом самолёта прямо в начало предложенной ему полосы. На полосу надо зайти так, чтобы сначала оказаться на её оси в точке, отстоящей от начала полосы на несколько десятков километров и при этом быть развёрнутым носом в сторону полосы. Чем больше самолёт, тем с большего расстояния ему надо начать предпосадочное снижение на полосу по прямой. Для этого в базе данных навигационной системы существуют вспомогательные навигационные точки, которые лётчик может оперативно выбрать и включить в маршрут, а автопилот поведёт по нему самолёт.

Выполнив последний разворот в сторону полосы, самолёт летит строго по прямой (по оси полосы), постепенно снижаясь, постепенно выпуская закрылки на всё больший угол с тем, чтобы скорость полёта уменьшалась, а подъёмная сила оставалась способной держать самолёт в воздухе. На некотором расстоянии от полосы навигационная система начинает надёжно улавливать радиосигналы курсового и глиссадного маяков аэропорта.

Тогда автопилот переходит в режим посадки: продолжает вести самолёт строго вдоль оси полосы, основываясь на сигнале курсового маяка. И одновременно по глиссаде — воображаемой линии, которая начинается в точке, где самолёту полагается коснуться колёсами полосы, и направленной под углом около 3° вверх и в сторону самолёта. Таким образом самолёт с небольшой вертикальной скоростью приближается к земле. Ранее заданная лётчиком вертикальная скорость снижения или заданная высота горизонтального полёта до входа в глиссаду уже не имеют значения.

На этом этапе автомат тяги обеспечивает постоянство скорости полёта, добавляя или убирая тягу. Выпуск закрылков увеличивает сопротивление полёту — тягу нужно увеличить, километров за пять до полосы пошли на выпуск стойки шасси — ещё добавить оборотов. На менее «крутых» самолётах лётчик тягу регулирует вручную по указателю скорости.

Чтобы было проще отслеживать скорость полёта и исключить возможность ошибки (на этом этапе полёта это очень опасно!) указатели скорости оборудованы так называемыми «жучками» (bugs). Их можно вручную двигать по дуге шкалы, устанавливая против нужного значения скорости (на новых самолётах с электронным отображением данных тоже есть «жучки» на шкале скорости).

Задолго до посадки экипаж определяет посадочный вес самолёта с учётом сгоревшего топлива и по таблице выставляет цветные «жучки» в нужные места. Потом не надо будет делать никаких вычислений в уме, считывать значения скоростей и т.п. Надо будет просто удерживать стрелку против нужного «жучка», и всё.

Таблица определения характерных скоростей самолёта АТР-42 в зависимости от посадочной массы

Значения скоростей в авиации выражены в узлах — морских милях в час. Морская миля равна 1,852 км

Указатель скорости с четырьмя «жучками» и подвижным жёлтым индексом

На случай ошибки и потери скорости ниже допустимой все гражданские самолёты оборудованы системой тряски штурвала (stick shaker). Если скорость мала, штурвал в прямом смысле слова начинает трясти, включается звуковая и световая сигнализация. Если лётчик продолжает «испытывать судьбу», и скорость продолжает падать, срабатывает толкатель штурвала (stick pusher), заставляющий самолёт опустить нос и разогнаться хотя бы за счёт потери высоты. Если запаса высоты нет, то логика управления не даст толкателю сработать и тем самым вогнать самолёт в землю.

Так вот. В начале захода, когда закрылки и шасси ещё убраны — летим, выдерживаем стрелку против самого «скоростного жучка», перед выпуском закрылков на малый угол снижаем скорость до следующего «жучка». И так поэтапно, до так называемого «выдерживания» самолёта, когда он летит горизонтально на высоте меньше метра, тяга двигателей убрана до полётного минимума. Самолёт теряет остатки скорости и опускается сначала на основные стойки, а затем и на носовую.

Хотя для полёта скорость уже недостаточна, но она всё ещё очень большая — 150-200 км/час. Самолёт в начале послепосадочного пробега тормозят реверсированием тяги двигателей, а затем — дисковыми тормозами в основных колёсах.

Всё, прилетели. Следуйте указаниям стюардесс и до новых приятных полётов!

Что еще почитать?

Как проходит дезинфекция самолета во время или после эпидемий.

Самолеты, особенно вблизи, впечатляют своими габаритами 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?

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.

Посмотреть как взлетает самолет. Видео. Из кабины.

 

Большинство пассажиров, которые используют авиационный транспорт для перемещения, имеют страхи, связанные с взлетом самолета. Сегодня мы окончательно развеем эти опасения.

 

К написанию этой статьи я приступил из-за сообщения одного из читателей, который предоставил мне ссылку на несколько взлетов авиалайнеров с аэропорта Курумоч, который в городе Самара. В полученных мною видео очень любопытный пассажир ведет съемку с борта самолета.

 

Сейчас мы попробуем с этим разобраться!

Опытные пассажиры, которые довольно часто осуществляют перелеты воздушным транспортом, знают о старой традиции, которая была введена при полетах на отечественных самолетах. Прежде чем взлететь, выходя на полосу взлета, самолет делал остановку на несколько минут, это как бы пилоты давали возможность пассажирам помолиться. В это же время молились и пилоты лайнера, так они называли это время, за которое проводили изучение карты полета и определение контрольных точек на маршруте. По истечении этого времени самолет активно устремлялся по взлетной полосе, при этом стоял рев и чувствовалась дрожь всего аппарата. В этот момент хочешь не хочешь, но начнешь креститься. После этого пилоты отпускали тормоза, что еще больше вдавливало пассажиров в кресла сидений и нагоняло жути. При всем этом зачастую начинали отрываться полки с багажом, а у бортпроводниц что-то падало.

Как взлетает самолет, видео из кабины.

При отрыве становится немного тише и спокойней, но после отрыва самолет постепенно начинает заваливаться вниз!

Все же пилотам удается выровнять аппарат, также могут пару раз отказать двигатели при наборе необходимой высоты, а уже только тогда становится все нормально. Бортпроводницы с безразличными лицами предлагают напитки, а плохо молящимся предлагают  кислородную маску. Но только потом наступает тот момент, ради которого и используют воздушный транспорт пассажиры – проводится разнос пищи.

Вроде все указал? Именно такое впечатление должно складываться у человека после чтения отзывов непрофильных форумов.

 

Нужно разобраться.

 

Как говорится, расставим все точки над «и» о причинах остановки самолета на ВПП перед непосредственным взлетом. Необходим этот момент перед взлетом или это причуды пилотов?

В этом случае нужно сказать, что оба варианта взлета являются правильными. Современное обучение методике взлета гласит, что остановка перед взлетом является необязательной процедурой, но она может проводиться в случае веской необходимости. Такими необходимостями могут быть:

• При размышлении диспетчера, выпускать самолет или немного придержать с целью безопасности взлета.
• При ограниченной длине взлетной полосы.

С первой причиной, я думаю, всем понятно.

Что касается второй причины с ограниченной длиной взлетного полотна, то здесь необходима остановка в случае перегруза самолета.  Масса может впритык подходить для осуществления взлета с такой длины. Для этого экономят каждый метр полосы, а остановка позволяет довести обороты двигателей до повышенных режимов работы, при этом машина держится на тормозах. Очень часто данную процедуру проводят даже  пилоты на легких аппаратах, как говорится, на всякий случай.
 

Также подобный отрыв возможен и при сложной географической обстановке, например, взлет с Шамбери. Необходимо проводить остановку и разгонять двигатели, что поможет провести быстрый отрыв от полосы, поскольку за ее окончанием начинается горный массив. Кроме того, практически все аппараты имеют большой вес.

Все же при большинстве случаев с допуска диспетчера и нормальной длиной полосы остановка не осуществляется. После рулежной дорожки лайнеры не останавливаются, а сразу же начинают разбег, прежде убедившись в прямолинейном движении, пилоты только добавят обороты двигателей.
Стоп!
А как же поступить с молитвой?  Ведь вначале шлось про некую проверку контрольных точечек и изучение карты полета.

Принято не зачитывать В737 до получения разрешения от диспетчера на занятие взлетной полосы, а тем более до получения на сам взлет. Именно поэтому, когда я получаю одновременно разрешение занять полосу и взлетать, я абсолютно готов к выполнению взлета. Пассажирам только кажется, что я тороплюсь, но это вовсе не так, поскольку я уже готов.

Существуют и преимущества во взлете без остановки:

• Прежде всего, взлет без остановки позволяет аэропорту увеличить пропускную способность самолетов. Это объясняется очень легко: чем меньше времени самолет проводит на взлетной полосе, тем больше лайнеров сможет отправить в полет или принять аэропорт.
• Также выполнение взлета без остановки позволяет экономить топливо, поскольку не осуществляется остановка и разгон двигателей, при котором выгорает много топлива.
• Третьим преимуществом является безопасность, с первого взгляда можно подумать, что это странное преимущество. Все же чем меньше времени самолет с рабочими двигателями находится на полосе, тем меньшая вероятность попадания в турбины посторонних предметов, которые могут привести к помпажу и отказу двигателя.

 

Летим дальше!

 

Зачем при взлете пилоты сильно задирают носовую часть машины? При взлете отечественной техники этот процесс делали не спеша и более плавно… Такой взлет может привести к аварии!

Причиной всего  – обычная аэродинамика и выполнение технологии взлета. Аппараты иностранного производства в основном при взлете слабо отклоняют весь механизм крыльев. В свою очередь это дает следующие преимущества:

• Становится большим угол набора высоты.
• За счет большого угла при отрыве значительно снижается шумовой эффект на окружающей местности.
• Также это позволяет столкнуться с препятствиями при отказе одного из двигателей.

Современные пассажирские авиалайнеры обладают очень мощными двигателями, что даже при отказе одного из них можно произвести безопасную посадку. Все же в некоторых ситуациях рекомендуется включать полную тягу двигателей, при малой загруженности машины это может превратить ее в ракету.

Максимальная тяга двигателей предоставляет некий дискомфорт пассажирам в салоне, конечно же, это в случае, когда Вам не особо нравится лететь с задранными вверх ногами. Но подобное положение при взлете длится недолго.

«Чуть не упали после взлета»

Выше в статье я писал, что после отрыва и взлета самолет как бы начинает падать вниз. Подобная ситуация очень хорошо ощутима при полете на самолете типа Ту-154, он достаточно тяжело взлетает при большом угле открытия закрылков, после чего они становятся в состояние горизонтального полета. При переходе положения закрылок и ощущается снижение высоты, поскольку опускается нос машины. Нужно отметить, что в случае очень быстрого закрытия закрылок самолет действительно может потерять высоту, но для этого нужно быть совсем неопытным пилотом, тем более что их в кабине два.

Также ощущение заваливания аппарата ощутимо и во время смены угла набора высоты на более пологий, но это только ощущения, в действительности самолет контролируется и не падает.

 

«Во время полета несколько раз выключали турбины двигателей»

 

Именно о подобных ситуациях наиболее часто пишут пассажиры самолетов. С этими высказываниями могут конкурировать за первенство лишь рассказы о том, как пилоты смогли посадить самолет на полосу только с пятой попытки. Наибольше подобных рассказов о таких лайнерах, как Ту-134 или Ту-154. В них действительно двигатели расположены в хвостовой части аппарата и их практически не слышно в пассажирском салоне, кроме ситуаций, когда они работают на максимальных оборотах.

Именно в шуме от двигателей и скрывается загвоздка якобы «отключения двигателей». На самом деле все очень просто и понятно. При взлете и наборе высоты двигатели самолетов действительно работают на повышенных режимах, что сопровождается высоким звуковым эффектом. Часто пилоты получают команды от диспетчеров о прекращении поднятия машины, чтобы разминуться с другими самолетами в воздухе. При этом лайнер переводится в горизонтальный режим полета, чтобы не стать сверхзвуковым самолетом, необходимо снизить тягу двигателей. При этом в салоне самолета снижается уровень шума, за счет этого пассажиры думают, что двигатели отключены. 

Приоткрываем завесу. Как взлетают самолеты? — -= Fly Safe! =

Продолжаем срывать покровы с тайн гражданской авиации. Сегодня развеем страхи авиапассажиров от взлета современного лайнера.

Написать сейчас опус меня сподвиг один из читателей, который прислал ссылки на пару взлетов из аэропорта Курумоч (Самара), снятого любопытными пассажирами из салона самолета.

В данных видео привлекли комментарии. Что ж, вот они:

Видео 1

Комментарии к нему:

Видео 2

И комментарии

Оба случая объединяет один признак — пилоты «сходу пошли на взлет!»

Кошмар ведь, не правда ли?!!

Давайте разберемся!

—==(о)==—

Пассажиры со стажем наверняка помнят ритуал, повторяющийся практически в каждом взлете советского лайнера — самолет останавливается в начале полосы, затем некоторое время стоит — пилоты дают пассажирам помолиться.. да чего скрывать — они и сами в это время «молились» — так в шутку называют чтение карты контрольных проверок. После чего двигатели резко начинают сильно реветь, самолет — дрожать, пассажиры креститься… пилот отпускает тормоза и неведомая сила начинает вжимать притихших пассажиров в их кресла. Все трясется, полки открываются, у проводников что-то падает…

И вдруг, разумеется совершенно случайно, самолет взлетает. Становится немного тише, можно перевести дух… Но вдруг самолет начинает падать вниз!

В последний момент пилоты как правило «выравнивают лайнер», после этого еще пару раз «выключаются турбины» в наборе высоты, ну а потом все становится обычно. Стюардессы с каменными лицами разносят соки-воды, для тех, кто плохо молился — кислородную маску. А затем начинается главное, ради чего и летают пассажиры — разносят еду.

Ничего не упустил? Вроде такие отзывы о полетах я читал неоднократно на непрофильных форумах.

Давайте разберемся.

Прямо сразу расставим точки над ё по поводу остановки лайнера на полосе перед взлетом. Как все же должны делать пилоты — останавливаться или нет?

Ответ таков — и так и эдак правильно. Современная методика взлета рекомендует НЕ останавливаеться на полосе, если на то нет веских причин. Под такими причинами могут скрываться:

а) Диспетчер пока еще думает — выпускать Вас или подержать еще маленько
б) Полоса имеет ограниченную длину.

По пункту А, думаю, все понятно.

По пункту Б скажу следующее — если ВПП (полоса) действительно очень короткая, а самолет загружен так, чтобы только-только масса проходила для этой длины — в этом случае имеет смысл сэкономить несколько десятков метров и вывести двигатель на повышенный режим, удерживая самолет на тормозах. Или же ВПП просто ну очень непривычно короткая, пусть даже самолет легкий. В этом случае пилот тоже «на всякий случай» так сделает.

Например, мы используем такой взлет в Шамбери. Там ВПП всего два километра, а впереди горы. Хочется как можно быстрее оторваться от земли и умчатся повыше. И обычно масса там приближена к максимально возможно для условий взлета.

В подавляющем большинстве случаев, если диспетчер нам разрешил взлет одновременно с занятием полосы — мы не будем останавливаться. Мы вырулим на осевую линию (причем, возможно, что уже с ускорением), убедимся в устойчивом прямолинейном движении самолета, и после этого «дадим по газам».

Стоп!

А как же «помолиться»? Ведь выше ж написано про некую «карту контрольных проверок!»

На В737 ее принято зачитывать до получения разрешения на занятие полосы. И уж точно до получения разрешения на взлет. Поэтому, когда я получаю разрешение на взлет одновременно с разрешением занять полосу, я уже готов ко взлету, и я совсем не тороплюсь, как это может показаться пассажиру в салоне. У меня уже все готово.

—==(о)==—

Так зачем же все-таки так делать? Почему бы не постоять?

Очевидные плюсы — увеличение пропускной способности аэропорта. Чем меньше времени каждый отдельно взятый самолет занимает полосу, тем больше взлетно-посадочных операций с нее можно произвести.

Второе — экономия топлива.

Третье — безопасность. Как ни странно это звучит, но это уменьшает риск попадания посторонних объектов (в двигатель) и помпажа (читай, «отказа») двигателя при взлете с сильным попутным ветром.

Вот что пишет мистер Боинг по этому поводу:

Да-да, документы иномарок написаны на английском. Хотите стать пилотом? Учите английский!

И заодно и китайский. Сосед развивается уж больно стремительно.

—==(о)==—

Летим дальше.

Почему пилоты так резко задирают нос после взлета? Вот на советской технике это делали плавно, не спеша… Ведь не ровен час, уронят нафиг!

Тут голая аэродинамика и методика выполнения взлета. Иномарки как правило взлетают с очень небольшим углом отклонения механизации крыла (те забавные штуки, которые особенно сильно вылезают из крыла на посадке, и немного на взлете). Это дает много преимуществ:

а) Увеличивается угол набора
б) следствие из пункта А: уменьшается шум на местности,
в) и далее — увеличиваются шансы не влететь в препятствия в случае отказа двигателя

Да, современные лайнеры имеют такие мощные двигатели, что все нормируемые значения градиентов набора достигаются и при пониженной тяге (ее все равно будет достаточно при потере двигателя), но в некоторых ситуациях мистер Боинг настоятельно рекомендует взлетать на максимально возможно тяге. Если самолет легкий — получается просто классный аттракцион «Ракета».

Да, это создает некий дискомфорт для пассажиров (кому нравится лететь с задраными ногами) — но это абсолютно безопасно и будет длиться не очень долго.

«Почти упали после взлета»

Выше я написал, что самолет после взлета вдруг «начинает падать вниз!» Вот это особо хорошо чувствовалось на Ту-154, который натужно взлетал с довольно большим углом положения закрылков, и далее постепенно убирал их в нулевое положение. При уборке закрылков самолет теряет часть прироста подъемной силы (если убрать чересчур быстро, то можно и высоту потерять на самом деле — это правда, но для этого надо быть совсем уж неумелым пилотом, причем оба пилота должны быть неумехами), поэтому в салоне кажется, что самолет начал падать.

На самом деле он может в это время продолжать набор высоты. Просто угол становится более пологим и в этот переходный момент времени человеку кажется, что он летит вниз. Так уже устроен человек.

«Пару раз выключались турбины»

О, это наиболее частое происшествие в рассказах пассажиров! Конкурировать с этим могут только «пилот лишь с пятой попытки попали на аэродром». Наиболее характерно это было для Ту-154 и Ту-134, то есть, на самолетах с двигателями, расположенными далеко в хвосте — их в салоне почти не слышно, если они только не работают на повышенном режиме.

В шуме как раз-таки и загвоздка. Все примитивно до безобразия. В наборе высоты двигатели работают на очень высоком режиме. Чем выше режим работы двигателей — тем громче его слышно. Но иногда нам, пилотам, приходится выполнять команды диспетчера и прекращать набор высоты — например для того, чтобы разминуться (на безопасном удалении, конечно же) с другим самолетом. Мы плавно переводим самолет в горизонтальный полет, а чтобы не превратиться в сверхзвуковой лайнер (ведь двигатели, работающие на режиме набора создают очень большую тягу), приходится прибирать режим. В салоне становится значительно тише.

Вроде бы все.

Спасибо за внимание!

✈ Почему самолеты взлетают против ветра, а не по ветру

Все понимают и знают: плыть против течения сложнее, идти против ветра зимой, когда холодный, сильный ветер в лицо, невозможно… Было бы логичней, если бы авиалайнеры осуществляли взлет по ветру. Однако в авиации все с точностью наоборот. Полоса и направление взлета и посадки выбираются всегда так, чтобы максимально избежать попутного ветра. Он может дуть сбоку или спереди, но только, не сзади. Почему так?

Управление самолетом — это целая наука и настоящий математический анализ. Для взлета железной машины нужно учитывать огромное количество показателей и факторов, включая скорость и направление ветра. Чем сильнее встречный ветер, тем большей высоты достигнет самолет в момент взлета. Это увеличение высоты происходит за счет действия встречного ветра, уменьшающего скорость самолета относительно земли.

Мало того, что самолет должен быть развернут против ветра, так при этом перед ним должно оставаться достаточно большое пространство для разбега. Разбег необходим, чтобы самолет мог набрать достаточную скорость для отрыва от земли. Все взаимосвязано.

А что произойдет, если самолет будет взлетать по ветру?

Если самолет начнет разбег по ветру, ему понадобится гораздо длиннее взлетно-посадочная полоса (ВПП). Ветер при разгоне будет как бы подгонять воздушное судно, поэтому понадобится больший разбег и большая скорость для отрыва от земли. Это увеличивает расход топлива и осложняет взлет. Т.е. для авиакомпании — повышение издержек на горюче-смазочные материалы, амортизацию машины, для аэропорта — затраты на увеличение длины ВПП, либо отказ от приема лайнеров из-за невозможности построить ее достаточно длинной для разбега самолета. Кроме того, при попутном ветре возможен помпаж, который может привести к авиакатастрофе. Поэтому взлет при попутном ветре не только не рационален, но и небезопасен.

Помпаж — это срывной режим функционирования двигателя, нарушение газодинамической устойчивости, сопровождающееся хлопками из-за противотока газа. Как следствие, падает тяга, возникает сильная вибрация авиалайнера. Из выхлопа двигателя начинает выходить дым. Внутри турбины образуются завихрения.

Так как авиалайнер взлетает и причем здесь ветер

При взлете задействована подъемная сила. Главную роль для достижения требуемой подъемной силы играет крыло. Во время разбега самолета встречные воздушные потоки обтекают крыло сверху и снизу.

Чем больше скорость воздушного потока, тем ниже в нем давление и наоборот. Давление в верхнем потоке над крылом меньше, чем под крылом. Именно из-за такой разницы давлений и возникает необходимая подъемная сила, которая позволяет тяжелому самолету взлететь в воздух. Эта сила как бы выталкивает крыло авиалайнера и сам авиалайнер вверх.

Чем выше скорость движения воздушного судна, тем больше подъемная сила. При взлете против ветра к собственной скорости воздушного судна добавляется скорость ветра. Соответственно, набегающий поток воздуха позволяет увеличить подъемную силу и уменьшить минимальную скорость относительно земли для того, чтобы удержать самолет в воздухе. Аналогичное положение актуально и при совершении посадки. Чем меньше скорость авиалайнера, тем безопаснее и мягче посадка.

А что, если ветер дует с боку

Взлет при боковом ветре, особенно сильном, является крайне затруднительным. Самолет попросту порывами сносит с полосы. Летчикам в этом случае приходится применять ряд сложных комбинаций, которые помогут выровнять машину и поднять ее в воздух без особых проблем. Посадка в таких условиях также довольно затруднительна и небезопасная. Чаще всего при наличии сильного бокового ветра самолеты совершают посадку на ближайшие аэродромы с лучшими погодными условиями.

Подведем итог

Итак, самолеты взлетают против ветра. Это безопасно, экономичнее и быстрее. Пилоты перед взлетом получают всю необходимую информацию о погодных условиях в зоне аэропорта взлета, вылета и двух ближайших к месту прилета аэродромов и другие специальные данные. Эти данные помогают осуществить правильный и легкий взлет.

У современных моделей самолетов допустимые значения гораздо выше, чем у более старших версий. Они могут взлетать не только против ветра, но и при попутном и боковом ветре (с допустимым значением, которое устанавливает производитель). И все же в большинстве случаев даже современные самолеты взлетают против ветра.

А об опасности сильного ветра при посадке читайте здесь.

Почему летают самолеты: какая скорость при взлете

Человечество издавна интересовал вопрос, как же так получается, что многотонный летательный аппарат легко поднимается к небесам. Как же происходит взлет и как летают самолеты? Когда авиалайнер движется на большой скорости по взлетной полосе, у крыльев появляется подъемная сила и работает снизу вверх.

Что влияет на взлет лайнера

При движении воздушного судна вырабатывается разница давлений на нижнюю и верхнюю стороны крыла, благодаря чему получается подъемная сила, удерживающая воздушное судно в воздухе. Т.е. высокое давление воздуха снизу толкает крыло вверх, при этом низкое давление сверху затягивает крыло на себя. В результате крыло поднимается.

Для взлета авиалайнера, ему необходим достаточный разбег. Подъемная сила крыльев увеличивается в процессе набора скорости, которая должна превысить предельный взлетный режим. Затем пилот увеличивает угол взлета, отводя штурвал к себе. Носовая часть лайнера поднимается вверх, и машина поднимается в воздух.

Затем убираются шасси и выпускные фары. С целью уменьшения подъемной силы крыла, пилот постепенно выполняет уборку механизации. Когда авиалайнер достигнет необходимого уровня, летчик устанавливает стандартное давление, а двигателям – номинальный режим. Чтобы посмотреть, как взлетает самолет, видео предлагаем просмотреть в конце статьи.

Взлет судна выполняется под углом. С практической точки зрения этому можно дать следующее объяснение. Руль высоты – это подвижная поверхность, управляя которой можно вызвать отклонение самолета по тангажу.

Рулем высоты можно управлять углом тангажа, т.е. изменять скорость набора или потери высоты. Это происходит вследствие изменения угла атаки и силы подъема. Увеличивая скорость двигателя, пропеллер начинает крутиться быстрее и поднимает авиалайнер вверх. И наоборот, направляя рули высоты вниз, нос самолета опускается вниз, при этом скорость двигателя следует уменьшать.

Хвостовая часть авиалайнера укомплектована рулем направления и тормозами на обе стороны колес.

Как летают авиалайнеры

Отвечая на вопрос, почему летают самолеты, следует вспомнить закон физики. Разница давлений воздействует на подъемную силу крыла.

Скорость потока будет больше, если давление воздуха будет низким и с точностью, наоборот.

Поэтому, если скорость авиалайнера большая, то его крылья приобретают подъемную силу, которая толкает воздушное судно.

Еще на подъемную силу крыла авиалайнера влияют некоторые обстоятельства: угол атаки, скорость и плотность потока воздуха, площадь, профиль и форма крыла.

Современные лайнеры имеют минимальную скорость от 180 до 250 км/час, при которых осуществляется взлет, планирует в небесах и не падает.

Высота полета

Какая же предельная и безопасная высота полета самолета.

Не все суда имеют одинаковую высоту полета, «воздушный потолок» может колебаться на высоте от 5000 до 12100 метров. На больших высотах плотность воздуха минимальная, при этом лайнер достигает наименьшего сопротивления воздуха.

Двигателю лайнера необходим фиксированный объем воздуха для сжигания, потому как двигатель не создаст нужной тяги. Также, при полетах на большой высоте, самолет экономит топливо до 80% в отличие от высоты до километра.

За счет чего самолет находится в воздухе

Чтобы ответить, почему самолеты летают, необходимо поочередно разобрать принципы его перемещения в воздухе. Реактивный авиалайнер с пассажирами на борту достигает несколько тонн, но при этом, легко взлетает и осуществляет тысячекилометровый перелет.

На движение в воздухе влияют и динамические свойства аппарата, конструкции агрегатов, формирующие полетную конфигурацию.

Силы, влияющие на движение самолета в воздухе

Работа авиалайнера начинается с запуска двигателя. Небольшие суда работают на поршневых двигателях, вращающих воздушные винты, при этом создается тяга, помогающая воздушному судну перемещаться в воздушном пространстве.

Большие авиалайнеры работают на реактивных двигателях, которые в процессе работы выбрасывают много воздуха, при этом реактивная сила приводит летательный аппарат к движению вперед.

Почему же самолет взлетает и находится долгое время в воздухе?  Так как форма крыльев имеет разную конфигурацию: сверху округлая, а снизу плоская, то поток воздуха с обеих сторон не одинаковый. Сверху крыльев воздух скользит и становится разреженным, а давление его меньше, чем воздух снизу крыла. Потому, посредством неравномерного давления воздуха и форме крыльев, возникает сила, приводящая к взлету самолета вверх.

Но чтобы авиалайнер мог легко оторваться от земли, ему необходимо на высокой скорости совершить разбег по взлетной полосе.

Из этого следует вывод, чтобы авиалайнер беспрепятственно находился в полете, ему необходим движущийся воздух, который рассекают крылья и создает подъемную силу.

Взлет самолета и его скорость

Многих пассажиров интересует вопрос, какую скорость развивает самолет при взлете? Существует ошибочное представление, что скорость взлета для каждого самолета одинакова. Чтобы ответить на вопрос, какая скорость самолета при взлете, следует обратить внимание на немаловажные факторы.

1. Авиалайнер не имеет строго фиксированной скорости. Подъемная сила воздушного лайнера зависит от его массы и длины крыльев. Взлет совершается тогда, когда при встречном потоке создается подъемная сила, которая на много больше массы самолета. Поэтому, взлет и скорость воздушного аппарата зависит от направления ветра, атмосферного давления, влажности, осадков, длины и состояния взлетной полосы.
2. Чтобы создать подъемную силу и удачно выполнить отрыв от земли, самолету необходимо набрать максимальную взлетную скорость и достаточный разбег. Для этого требуются длинные взлетные полосы. Чем большегрузный самолет, тем требуются длиннее взлетно-посадочная полоса.
3. Для каждого самолета существует своя шкала взлетных скоростей, потому что все они имеют свое предназначение: пассажирский, спортивный, грузовой. Чем легче самолет, тем взлетная скорость значительно ниже и наоборот.

Взлет пассажирского реактивного самолета Boeing 737

• Разбег авиалайнера по взлетной полосе начинается, когда двигатель достигнет 800 оборотов в минуту, пилот потихоньку отпускает тормоза и держит рычаг управления на нейтральном уровне. Затем самолет продолжает движение на трех колесах;
• Перед отрывом от земли скорость лайнера должна достигнуть 180 км в час. Затем  летчик тянет рычаг, что приводит к отклонению щитков – закрылков и поднятию носовой части самолета. Далее разгон производится на двух колесах;
• После, с приподнятой носовой частью, авиалайнер разгоняется на двух колесах до 220 км в час, а затем производится отрыв от земли.

Поэтому, если вы хотите подробнее узнать, как взлетает самолет, на какую высоту и с какой скоростью, мы предлагаем вам эту информацию в нашей статье. Надеемся, что от воздушного путешествия вы получите огромное удовольствие.

Почему в аэропортах меняется курс взлета и посадки: от чего это зависит

Самолет на взлетно-посадочной полосе. Фото: avianews.com

Читатель avianews.com задается вопросом: почему в течение дня в одном аэропорту самолеты могут взлетать и садиться, используя разные курсы (стороны) взлетно-посадочной полосы, а в другом аэропорту курс взлета и посадки всегда один. Чтобы разобраться в этой теме мы поговорили с действующим диспетчером.

Ключевым фактором является направление ветра. В идеальных условиях самолеты должны взлетать и садиться против ветра. Если направление ветра меняется, то меняется и используемый курс полосы для взлетов и посадок.

Также направление посадки зависит от того, какая из сторон полосы оснащена инструментальной системой посадки (ILS) или более высокой ее категорией.

Например, если в аэропорту плохая видимость, то самолеты будут заходить на посадку по курсу, оснащенному ILS необходимой категории, даже если по этому курсу наблюдается небольшой попутный ветер до 5 метров в секунду.

Хотя привычным является взлет и посадка с одним курсом, от этого принципа могут отходить. Например, если с одного курса наблюдается грозовая активность, то посадка может производиться по одному курсу, а взлет — по противоположному, чтобы самолет не попал в грозовой фронт.

Ночью, когда воздушное пространство свободно, может применяться принцип взлета и посадки с разных курсов по просьбе экипажей. Например, если посадка позволит самолету меньше рулить по аэродрому.

В аэропорту Борисполь основное движение происходит рядом с терминалом D, соответственно взлетать удобнее с торца полосы 18L, чтобы далеко не рулить, а садиться на 36R, чтобы сразу после освобождения полосы подъехать к терминалу. Но этот фактор учитывается в последнюю очередь.

Еще один пример, когда пилоты и диспетчеры отходят от принципа взлет или посадка против ветра — когда взлет/посадка с какого-то определенного курса позволяет сократить длину маршрута. Например, для полетов на юг лучше взлетать в направлении юга, на север — соответственно на север.

Немаловажным является и расположение аэропорта. Если рядом с одним из торцов полосы расположены препятствия, например, горы или здания, то на таких аэродромах используется принцип взлетов по одному курсу и посадки по другому.

Иногда работу одного из курсов могут ограничивать из-за проведения ремонтных или строительных работ. Например, в аэропорту Одесса для строительства рулежной дорожки, которая соединит новую полосу со старой, временно ограничили работу одного торцов действующей полосы.

Процедура взлета: что нужно сделать перед полетом

Взлет любого самолета происходит, когда самолет отрывается от земли и поднимается в воздух. Однако это еще не все. Есть ряд вещей, которые нужно сделать заранее, а сам взлет разбит на несколько этапов.

Это верно для любого самолета, от небольшого одномоторного учебно-тренировочного самолета до большого пассажирского авиалайнера. Очевидно, что некоторые процедуры будут немного отличаться для самолетов разных размеров и типов.В этой статье мы подробно рассмотрим процедуры для небольшого самолета, которым управляет большинство частных пилотов.

Что должен сделать пилот перед взлетом

Собираясь кататься, можно запрыгнуть в машину и просто поехать. Возможно, вы ненадолго убедитесь, что у вас достаточно топлива, а может быть, вы бегло взглянете на шины. Но это, вероятно, все, что вы делаете.

Однако перед вылетом на самолете нужно сделать гораздо больше.Во-первых, нужно будет оформить определенное количество документов. Если пилот вылетает из аэропорта, ему или ей нужно будет выйти из системы и, возможно, потребуется подать план полета. Если у него есть пассажиры, ему нужно будет провести для них инструктаж по технике безопасности, который, вероятно, будет довольно коротким, но на самом деле это требование закона.

После этого пилоту нужно будет провести предполетную проверку. Внешние проверки означают, что он ходит вокруг самолета, следуя контрольному списку и внимательно следя за состоянием всей машины, от крыльев до других движущихся поверхностей и до состояния топлива.Это очень важно. В конце концов, если что-то не так, он не может просто остановиться в воздухе и разобраться, как вы останавливаетесь в машине на обочине дороги. Так что ему нужно во всем убедиться заранее.

После этого пилот поднимается на борт, помогает пассажирам сделать это и следит за тем, чтобы все были пристегнуты ремнями и что вокруг нет незакрепленных предметов. Затем необходимо выполнить большое количество внутренних проверок: некоторые перед включением двигателя, некоторые — при работающем двигателе, а некоторые — на полной мощности.Опять же, перед вылетом пилоту нужно убедиться, что все работает как надо.

Затем пилот вызовет рацию и сообщит, что «готов к рулению».

Подготовка к взлету

Руление включает в себя движение самолета по земле от места стоянки до начала взлетно-посадочной полосы. Во время руления необходимо выполнить другие проверки, в основном, чтобы убедиться, что рулевое управление на земле работает должным образом.

Небольшой самолет управляется с помощью руля направления, при этом пилот опирается на педали ногами.Пилот не использует вилку или клюшку для этой цели — хотя нет ничего необычного в том, что новые пилоты-стажеры пытаются это сделать! Некоторыми самолетами трудно управлять по земле, особенно самолетами с хвостовым колесом. Однако уже не так много самолетов с хвостовым колесом используется, и большинство современных самолетов довольно легко рулить. Тем не менее руление должно выполняться медленно и осторожно. Крылья самолета выступают дальше, чем часто ожидает пилот, и аварии во время руления — не такое уж редкое явление.

Когда пилот достигнет начала взлетно-посадочной полосы или линии самолетов, ожидающих взлета, ему нужно будет сделать несколько заключительных проверок. Затем он скажет по радио, что «готов к отъезду». Он никогда, никогда не говорит, что готов к взлету. Этот момент настолько важен, что мы посмотрим, как он возник…

Несколько слов о радиозвонках перед взлетом

Когда пилот называет «готов к вылету», есть несколько возможных ответов, которые он может получить от авиадиспетчерской службы.Его могут попросить остаться на своем месте, особенно если другой самолет ожидает взлета. Его могут попросить «выстроиться в очередь и подождать», что означает, что он может вырулить до начала взлетно-посадочной полосы и подготовить самолет к движению по взлетно-посадочной полосе или начать «разбег при взлете», как это называется.

Он не должен фактически начинать разбег до тех пор, пока диспетчер УВД не скажет ему «разрешен взлет». Это единственная когда-либо использовавшаяся фраза, которая включает слово «очищено». До этого момента всегда использовалось слово «отъезд».Причина этого очень важна, и возвращаясь к серьезной авиационной катастрофе, которая произошла на Тенерифе, на Канарских островах, в 1977 году…

Катастрофа в аэропорту Тенерифе

27 сентября 937 года 9 марта 1977 года два самолета Боинг 747 столкнулись на взлетно-посадочной полосе в аэропорту Тенерифе-Северный, в результате чего погибло 583 человека. Эта авария до сих пор считается самой смертоносной в истории авиации.

В то время аэропорт был переполнен из-за более раннего террористического акта в аэропорту Гран-Канарии, поэтому авиалайнеры использовали взлетно-посадочную полосу для руления.На взлетно-посадочной полосе также были пятна густого тумана. Авария произошла, когда один самолет начал разбег до того, как другой самолет вырулил за пределы взлетно-посадочной полосы. Два самолета не могли видеть друг друга из-за тумана, в результате удара и возникшего пожара погибли почти все находившиеся в обоих самолетах.

Последующее расследование показало, что основной причиной аварии было то, что капитан вылетающего самолета ошибочно полагал, что ему разрешен взлет, когда он услышал слово «взлет», использованное в радиовызове.

Катастрофа оказала длительное влияние на отрасль, подчеркнув, в частности, жизненную важность использования стандартной фразеологии в радиосвязи. С тех пор слово «взлет» используется только тогда, когда самолет фактически «допущен к взлету». В противном случае используется слово «отъезд».

Взлетный крен

Взлетный бросок или разбег по земле — это часть процедуры взлета, во время которой самолет разгоняется с места до воздушной скорости, обеспечивающей подъемную силу, достаточную для взлета.

После того, как он выровнял самолет с используемой взлетно-посадочной полосой, пилот обычно разгоняется до полной мощности. Самолет будет пытаться оторваться от земли по мере увеличения его скорости, но пилот удерживает его на земле, пока он не достигнет оптимальной скорости для взлета. Он не должен позволять ему отрываться от земли на более медленной скорости, иначе существует опасность сваливания.

Чем больше скорость, тем больше воздуха проходит над крыльями самолета. Согласно принципу аэродинамики, называемому законом Бернулли, быстро движущийся воздух имеет более низкое давление, чем медленно движущийся воздух, поэтому давление над крылом ниже, чем давление под ним.Это создает подъемную силу, которая приводит самолет в движение вверх, и именно так может происходить взлет.

Отрыв — это когда крылья отрывают вес самолета от поверхности. На этом этапе пилот должен убедиться, что самолет набирает высоту под правильным углом и с правильной скоростью. Если самолет движется слишком медленно, существует опасность сваливания, но если он летит слишком быстро, он не будет набирать высоту достаточно быстро в целях безопасности. Важно как можно быстрее подняться на безопасную высоту, поскольку в маловероятном случае отказа двигателя самолету будет очень трудно безопасно приземлиться, если он окажется слишком близко к земле.Отказ двигателя после взлета — это чрезвычайная ситуация, которую пилоты-стажеры практикуют довольно часто, но это сложная процедура, и каждый пилот надеется, что ему никогда не придется выполнять ее всерьез!

Прерывание взлета

Если что-то кажется неправильным во время разбега при взлете, пилот прерывает взлет, что означает, что он задействует тормоза и останавливается на земле перед концом взлетно-посадочной полосы. Прерванный взлет случается со всеми самолетами, большими и малыми, но довольно редко.

Есть ряд причин прерванного взлета: от проблем с двигателем до туманного ощущения, что что-то не так. Лучше проявить осторожность, чем рисковать проблемой сразу после взлета. Обычно после прерванного взлета пилот возвращается в аэропорт для проверки безопасности перед повторной попыткой.

Действует сразу после взлета

Есть несколько проверок, которые необходимо выполнить сразу после взлета. После этого закрылки поднимаются, если они использовались для взлета, и убираются колеса в самолете с убирающимися колесами.Оба они вносят сопротивление, что нежелательно при полете.

Затем пилот может установить свой первый курс, набрать необходимую высоту и установить мощность для крейсерского полета. Его полет начался!

Некоторые нестандартные взлеты

Иногда процедура взлета выполняется немного иначе. Это может быть связано с тем, что взлетно-посадочная полоса очень короткая, как правило, на небольшом аэродроме, или потому, что земля мягкая, если взлетно-посадочные полосы на аэродроме покрыты травой.

Взлет на короткое поле начинается с расчета того, возможен ли взлет для данного типа самолета в текущих условиях.В противном случае не следует даже пытаться.

Существуют различные методы взлета с короткой площадки, но обычно используется небольшое количество закрылков, и самолет выстраивается как можно дальше от конца взлетно-посадочной полосы, чтобы было доступно максимальное пространство. Затем самолет увеличивается до полной мощности перед началом разбега, когда пилот удерживает его на тормозах. Это означает, что он может разогнаться до скорости набора высоты за максимально короткий промежуток времени.

Как только самолет достигнет максимальной скорости отрыва, он сможет оторваться от земли и набрать высоту под оптимальным углом, чтобы он смог преодолеть любые препятствия на земле.Затем можно уменьшить угол набора высоты, чтобы самолет набирал высоту с максимальной скоростью, как это происходит после обычного взлета.

При взлете с мягкого поля пилот должен стараться не останавливаться на взлетно-посадочной полосе, а начать разбег при взлете сразу после руления. Это делается для того, чтобы самолет не застревал в грязи, льду или чем-то еще, что делает поле мягким.

После этого пилот взлетает в обычном режиме, но с максимально низкой скоростью, удерживая самолет в зоне влияния земли до тех пор, пока он не достигнет безопасной скорости полета.Цель состоит в том, чтобы проводить как можно меньше времени на мягком грунте, обеспечивая при этом безопасный взлет.

Заключение

Как уже должно быть ясно, взлет — важная часть полета. Обычно это несложно, но есть много вещей, которые могут пойти не так. Поэтому к взлету следует относиться осторожно и осторожно, чтобы обеспечить безопасный полет.

Как самолеты взлетают и остаются в воздухе (насколько быстро взлетают)

За 99% человеческого существования это было бы величайшим волнением, которое только можно вообразить.Сегодня это полная рутина. Мы дошли до того момента, когда взлет самолетов стал такой частой частью нашей жизни, что мы принимаем это как должное — но задумывались ли вы когда-нибудь о том, как взлетают самолеты?

Как взлетают самолеты

Короткий ответ предполагает включение подъемной силы и тяги, что необходимо для любого полета. Длинный ответ включает в себя серию тщательно скоординированных проверок, чтобы гарантировать, что правильные действия, связанные с подъемной силой и осью, выполняются в нужное время.

Редакционная группа Airbus A330-300 — Turkish Airlines — взлет

Как самолеты остаются в воздухе?

Хотя процессы, связанные с подъемной способностью, и то, как самолеты остаются в воздухе, в первую очередь, с помощью подъемной силы, — тема уже давно известная, ее стоит вкратце пересмотреть.

Самолеты летают, создавая достаточную силу, чтобы противостоять силам тяжести, и они могут делать это, перенаправляя воздух таким образом, чтобы гарантировать, что воздух направлен таким образом, чтобы было достаточно толкать самолет вверх и вперед. .

Самолеты

могут делать это разными способами, причем наиболее важными инструментами в их летном ящике являются форма крыльев и мощность двигателей.

Крылья должны иметь такую ​​форму, чтобы воздух проходил над ними и ударялся о нижнюю часть крыльев прямо при взлете. Кроме того, двигатели должны обеспечивать достаточную тягу, чтобы в сочетании с восходящим толчком подъемной силы они отрывались от земли.

Процедуры перед взлетом

Однако еще до того, как самолет достигнет этих основных этапов задействования подъемной силы и тяги для преодоления силы тяжести, он должен сначала пройти многочисленные подготовительные процедуры перед взлетом.Среди вещей, которые происходят с самолетом до его посадки и подготовки к взлету:

• Пополнение запаса продуктов питания и предметов первой необходимости для следующего полета
• Уборка самолета для следующего полета; это может быть быстрая очистка, если самолет выполняет несколько полетов подряд, или более тщательная после завершения маршрута
• Проверка бортовых систем на предмет необходимости ремонта
• Самостоятельный ремонт
• Заправка топливом
• Отталкивание и подготовка самолета к следующему вылету
• Предполетная проверка, посадка и запрос разрешения на взлет

Особенности взлета

Итак, что все это значит для самого взлета?

Во-первых, это означает, что самолеты должны быть очень тщательно подготовлены, прежде чем они будут готовы к взлету.Если что-либо из вышеперечисленного не может быть выполнено, взлет может быть отложен или очищен.

Редакционная группа Cessna 208 Caravan — Bush Takeoff

С точки зрения самого взлета, основной принцип подъемной силы и тяги, описанный в начале, помогает оторвать самолет от земли. Однако есть несколько этапов, которые относятся к взлету, которые еще больше ломают его.

Для начала, самолет должен запросить разрешение на взлет. Не все разрешения одинаковы, и это вполне понятно, поскольку диспетчеру полета необходимо знать, какое конкретное действие требует выполнить каждый самолет.Запросы на вылет, руление, взлет и другие запросы на разрешение отличаются друг от друга.

Как быстро взлетает самолет?

Как только он получил необходимое разрешение, пора занять позицию на взлетно-посадочной полосе, подготовить двигатели и выполнить проверку на скорости 70 узлов.

Редакция Китайского Чэнду J-10 взлет

Теперь пора начать процесс взлета сам. Однако даже здесь фактическое действие по взлету с земли и поднятию в воздух включает несколько шагов, каждый из которых должен быть выполнен в течение нескольких коротких секунд и минут.

Что касается взлета в полете, V1 и V2 обычно относятся к скоростям, необходимым для взлета.

V1 включается с поворотом носа на 10 градусов вверх, и начинается подъем. Это делается для того, чтобы достичь нужной скорости набора высоты. В этот момент шасси также поднимается вверх и обратно в самолет.

Вот почему ответ на вопрос « самолеты взлетают по ветру?» »- убедительное« да », потому что он снижает путевую скорость, необходимую для успешного взлета.

Именно здесь различаются прямой набор высоты или откат (более быстрый взлет и поворот).

Для еды на вынос:

• Закрылки убираются, когда самолет достигает определенной высоты; FAA требует для этого не менее 400 футов
• V2 плюс еще 10 узлов скорости задействованы в ходе взлета
• Тяга набора высоты установлена ​​
• Анализ угла наклона самолета и состояния после взлета. Самолет ведется

В выкатке:

• V2 плюс 20 узлов скорости задействованы
• Установлен максимальный разворот крена не менее 30 градусов
• Выполняются другие описанные выше процедуры

Это не значит, что это строгое «или / или».Как было показано, эти контрольные списки для взлета во многом пересекаются, и выполнение действий, связанных с обоими, вероятно, будет необходимо.

Наконец, крайне важно, чтобы скорость самолета тщательно контролировалась на протяжении всего процесса взлета, чтобы гарантировать, что он достигает правильных скоростей V1 и V2 в нужное время.

Ссылки ▾

Похожие сообщения

Как работают самолеты | наука о полете

Как работают самолеты | наука полета — Объясни это Реклама

Криса Вудфорда.Последнее изменение: 24 августа 2020 г.

Мы считаем само собой разумеющимся, что можем летать с одной стороны света к другому за считанные часы, но сто лет назад этот удивительный способность летать по воздуху только что открылась. Что сделают ли братья Райт — пионеры механического полета возраст, в котором около 100 000 самолетов поднимаются в небо каждый день только в Соединенных Штатах? Конечно, они были бы поражены, и тоже в восторге. Благодаря их успешным экспериментам с Самолет по праву признан одним из величайших изобретения всех времен.Давайте подробнее рассмотрим, как это работает!

Фото: Вам нужны большие крылья, чтобы поднять такой большой самолет, как этот C-17 Globemaster ВВС США. Крылья имеют ширину 51,75 м (169 футов), что немного меньше длины корпуса самолета, составляющей 53 м (174 фута). Максимальный взлетный вес составляет 265 352 кг (585 000 фунтов), что примерно соответствует 40 взрослым слонам! Фото Майкла Бэттлса любезно предоставлено ВВС США.

Как летают самолеты?

Если вы когда-нибудь видели, как взлетает или прилетает реактивный самолет земли, первое, что вы заметите, это шум двигатели.Реактивные двигатели, представляющие собой длинные металлические трубы, непрерывно горящие поток топлива и воздуха, намного шумнее (и намного мощнее), чем традиционные винтовые двигатели. Вы можете подумать, что двигатели — это ключ к самолет летит, но вы ошибаетесь. Вещи могут летать довольно счастливо без двигателей, как планеры (самолеты без двигателей), бумажные самолетики, и действительно, летающие птицы охотно показывают нам.

На фото: на самолет в полете действуют четыре силы. Когда самолет летит горизонтально с постоянной скоростью, подъемная сила крыльев точно уравновешивает вес самолета, а тяга точно уравновешивает сопротивление.Однако во время взлета или когда самолет пытается подняться в небо (как показано здесь), тяга двигателей, толкающих самолет вперед, превышает сопротивление (сопротивление воздуха), тянущее его назад. Это создает подъемную силу, превышающую вес самолета, которая поднимает самолет выше в небо. Фото Натанаэля Каллона любезно предоставлено ВВС США.

Если вы пытаетесь понять, как летают самолеты, вам нужно ясно о разнице между двигателями и крыльями и они делают разные работы.Двигатели самолета предназначены для его движения. вперед на большой скорости. Это заставляет воздух быстро течь над крыльями, которые отбрасывают воздух вниз к земле, создавая восходящую силу, называемую подъемной силой, которая преодолевает сопротивление самолета. вес и держит его в небе. Так что двигатели двигают самолет вперед, в то время как крылья перемещают его вверх.

Фото: Третий закон движения Ньютона объясняет, как двигатели и крылья работают вместе, заставляя самолет двигаться по небу. Сила горячего выхлопного газа, вылетающего назад от реактивного двигателя, толкает самолет вперед.Это создает движущийся поток воздуха над крыльями. Крылья заставляют воздух опускаться, и это толкает самолет вверх. Фото Сэмюэля Роджерса (с добавленными аннотациями Expainthatstuff.com) любезно предоставлено ВВС США. Подробнее о том, как работают двигатели, читайте в нашей подробной статье о реактивных двигателях.

Как крылья создают подъемную силу?

Одним предложением крылья создают подъемную силу, изменяя направление и давление воздуха, который врезается в них, когда двигатели стреляют в них по небу.

Перепад давления

Хорошо, крылья — это ключ к тому, чтобы что-то летало, но как они работают? Крылья большинства самолетов имеют изогнутую верхнюю поверхность и более плоскую нижнюю поверхность, что делает форма поперечного сечения, называемая аэродинамическим профилем (или аэродинамическим профилем, если вы британцы):

Фото: крыло с аэродинамическим профилем обычно имеет изогнутую верхнюю поверхность и плоскую нижнюю поверхность.Это крыло самолета НАСА «Центурион», работающего на солнечной энергии. Фото Тома Чиды любезно предоставлено Центром летных исследований Армстронга НАСА.

Во многих научных книгах и на веб-страницах вы найдете неверное объяснение того, как такой аэродинамический профиль создает подъемную силу. Это выглядит так: когда воздух движется по изогнутой верхней поверхности крыла, он должен пройти на дальше на , чем воздух, который проходит под ним, поэтому он должен лететь на быстрее (чтобы преодолеть большее расстояние за то же время). Согласно принципу аэродинамики, названному Бернулли По закону, быстро движущийся воздух находится под более низким давлением, чем медленно движущийся воздух, поэтому давление над крылом ниже, чем давление под ним, и это создает подъемную силу, которая приводит самолет в движение вверх.

Хотя это объяснение того, как работают крылья, часто повторяется, оно неверно: оно дает правильный ответ, но по совершенно неправильным причинам! Подумайте об этом на мгновение, и вы увидите, что если бы это было правдой, акробатические самолеты не могли бы летать вверх ногами. Переворачивание самолета вызовет «опускание вниз», и он упадет на землю. Более того, вполне возможно спроектировать самолеты с аэродинамическими профилями, которые являются симметричными (смотрящими прямо вниз по крылу), и при этом они по-прежнему создают подъемную силу.Например, бумажные самолетики (и сделанные из тонкого бальзового дерева) создают подъемную силу, даже если у них плоские крылья.

« Популярное объяснение слова» лифт «- обычное, быстрое, логичное и понятное правильный ответ, но также вводит неправильные представления, использует бессмысленную физический аргумент и вводит в заблуждение уравнение Бернулли ».

Профессор Хольгер Бабинский, Кембриджский университет

Но стандартное объяснение подъемной силы проблематично и по другой важной причине: воздух, стреляющий над крылом, не должен идти в ногу с воздухом, идущим под ним, и ничто не говорит о том, что он должен преодолевать большее расстояние за одно и то же время.Представьте, что две молекулы воздуха прибывают в переднюю часть крыла и разделяются так, что одна взлетает вверх, а другая свистит прямо под днищем. Нет причин, по которым эти две молекулы должны прибыть в заднюю часть крыла в одно и то же время: вместо этого они могут встретиться с другими молекулами воздуха. Этот недостаток в стандартном объяснении аэродинамического профиля получил техническое название «теория равного прохождения». Это просто причудливое название (неправильной) идеи о том, что воздушный поток разделяется на переднюю часть профиля и снова аккуратно встречается сзади.

Как аэродинамические крылья создают подъемную силу №1: аэродинамический профиль разделяет входящий воздух, снижает давление верхнего воздушного потока и ускоряет оба воздушных потока вниз. Когда воздух ускоряется вниз, крыло (и самолет) движутся вверх. Чем больше аэродинамический профиль отклоняет путь встречного воздуха, тем большую подъемную силу он создает.

Так каково настоящее объяснение? Когда изогнутое крыло с аэродинамическим профилем летит по небу, оно отклоняет воздух и изменяет давление воздуха над и под ним.Это интуитивно очевидно. Подумайте, каково это, когда вы медленно идете через бассейн и чувствуете силу воды, толкающей ваше тело: ваше тело отвлекает поток воды, когда он проталкивается через него, и крыло с аэродинамическим профилем делает то же самое (гораздо более драматично — потому что это то, для чего оно предназначено). Когда самолет летит вперед, изогнутая верхняя часть крыла снижает давление воздуха прямо над ним, поэтому он движется вверх.

Почему это происходит? Когда воздух течет по изогнутой верхней поверхности, его естественный наклон должен двигаться по прямой линии, но изгиб крыла тянет его назад и вниз.По этой причине воздух эффективно растягивается в больший объем — такое же количество молекул воздуха вынуждено занимать больше места — и это то, что снижает его давление. По совершенно противоположной причине давление воздуха под крылом увеличивается: продвигающееся крыло сжимает молекулы воздуха перед собой в меньшее пространство. Разница в давлении воздуха между верхней и нижней поверхностями вызывает большую разницу в скорости воздуха (а не наоборот, как в традиционной теории крыла).Разница в скорости (наблюдаемая в реальных экспериментах в аэродинамической трубе) намного больше, чем можно было бы предсказать из простой теории (равнопроходной). Таким образом, если две наши молекулы воздуха разделяются спереди, одна, проходящая через верх, попадает в хвостовую часть крыла намного быстрее, чем та, которая проходит под нижней частью. Независимо от того, когда они прибудут, обе эти молекулы будут ускоряться на вниз на — и это помогает создать подъемную силу во втором важном направлении.

Рекламные ссылки

Промывка вниз

Если вы когда-либо стояли рядом с вертолетом, вы точно знаете, как он остается в небе: он создает огромный поток воздуха, который уравновешивает его вес.Винты вертолетов очень похожи на профили самолетов, но вращаются по кругу, а не движутся вперед по прямой, как в самолетах. Даже в этом случае самолеты создают потоки воды точно так же, как вертолеты — просто мы этого не замечаем. Промывка вниз не так очевидна, но так же важна, как и с измельчителем.

Этот второй аспект создания подъемной силы намного легче понять, чем разницу давления, по крайней мере, для физика: согласно третьему закону движения Исаака Ньютона, если воздух создает восходящую силу к самолету, самолет должен давать (равный и противоположный) нисходящий сила в воздух.Таким образом, самолет также создает подъемную силу, используя свои крылья, чтобы толкать воздух за собой вниз. Это происходит потому, что крылья не совсем горизонтальны, как вы могли предположить, а очень немного наклонены назад. поэтому они попали в воздух под углом угла атаки . Наклонные крылья толкают вниз как ускоренный воздушный поток (сверху над ними), так и более медленно движущийся воздушный поток (снизу), и это создает подъемную силу. Поскольку изогнутая верхняя часть аэродинамического профиля отклоняет (толкает вниз) больше воздуха, чем более прямая нижняя часть (другими словами, значительно изменяет траекторию входящего воздуха), она создает значительно большую подъемную силу.

Как крылья с аэродинамическим профилем создают подъемную силу №2: Изогнутая форма крыла создает область низкого давления над ним (красный цвет), которая создает подъемную силу. Низкое давление заставляет воздух ускоряться над крылом, а изогнутая форма крыла (и более высокое давление воздуха значительно выше измененного воздушного потока) вынуждает этот воздух создавать мощный поток вниз, который также толкает самолет вверх. На этой анимации показано, как разные углы атаки (угол между крылом и набегающим воздухом) изменяют область низкого давления над крылом и подъемную силу, которую оно создает.Когда крыло плоское, его изогнутая верхняя поверхность создает умеренную область низкого давления и умеренную подъемную силу (красный). По мере увеличения угла атаки подъемная сила также резко увеличивается — до такой степени, что увеличение сопротивления приводит к срыву самолета (см. Ниже). Если мы наклоним крыло вниз, мы создадим более низкое давление под ним, и самолет упадет. Основан на учебном фильме 1941 года «Аэродинамика», который стал достоянием общественности военного ведомства.

Вам может быть интересно, почему воздух вообще стекает за крыло?Почему, например, он не ударяется о переднюю часть крыла, не изгибается сверху, а затем не продолжает двигаться в горизонтальном направлении? Почему используется обратная промывка, а не просто горизонтальная «обратная промывка»? Вернемся к нашему предыдущему обсуждению давления: крыло снижает давление воздуха непосредственно над ним. Выше, намного выше самолета, воздух все еще имеет нормальное давление, которое выше, чем давление воздуха непосредственно над крылом. Таким образом, воздух с нормальным давлением над крылом толкает воздух с более низким давлением непосредственно над ним, эффективно «разбрызгивая» воздух вниз и за крыло при обратной промывке.Другими словами, перепад давления, создаваемый крылом, и поток воздуха позади него — это не две отдельные вещи, а неотъемлемая часть одного и того же эффекта: крыло с наклонным аэродинамическим профилем создает перепад давления, который вызывает обратный поток, и это производит поднимать.

Теперь мы видим, что крылья — это устройства, предназначенные для выталкивания воздуха вниз. Легко понять, почему самолеты с плоскими или симметричными крыльями (или перевернутые каскадерские самолеты) все еще могут безопасно летать. Пока крылья создают нисходящий поток воздуха, самолет будет испытывать равную и противоположную силу — подъемную силу — которая будет удерживать его в воздухе.Другими словами, перевернутый пилот создает определенный угол атаки, который создает достаточно низкое давление над крылом, чтобы удерживать самолет в воздухе.

Какую подъемную силу вы можете сделать?

Как правило, воздух, проходящий через верх и низ крыла, очень точно следует изгибу поверхностей крыла — точно так же, как вы могли бы проследить за ним, если бы рисовали его контур ручкой. Но по мере увеличения угла атаки плавный воздушный поток за крылом начинает разрушаться и становится более турбулентным, что снижает подъемную силу.При определенном угле (обычно около 15 °, хотя он бывает разным) воздух больше не течет плавно вокруг крыла. Сильно увеличилось лобовое сопротивление, сильно уменьшилась подъемная сила, и говорят, что у самолета заглохло, . Это немного сбивающий с толку термин, потому что двигатели продолжают работать, а самолет продолжает лететь; срыв просто означает потерю подъемной силы.

Фото: Как самолет сваливается: вот крыло с аэродинамической решеткой в ​​аэродинамической трубе, обращенное к набегающему воздуху под крутым углом атаки.Вы можете видеть линии наполненного дымом воздуха, приближающиеся справа и отклоняющиеся от крыла по мере их движения влево. Обычно линии воздушного потока очень точно повторяют форму (профиль) крыла. Здесь из-за большого угла атаки воздушный поток отделился за крылом, а турбулентность и сопротивление значительно увеличились. У летящего таким образом самолета произойдет внезапная потеря подъемной силы, которую мы называем «сваливанием». Фото любезно предоставлено Исследовательским центром NASA в Лэнгли.

Самолеты могут летать без крыльев аэродинамической формы; вы узнаете это, если когда-либо делали бумажный самолетик — и это было доказано 17 декабря 1903 года братьями Райт.В их оригинальном патенте «Летающая машина» (патент США № 821393) ясно, что слегка наклоненные крылья (которые они называли «самолетами») являются ключевыми частями их изобретения. Их «самолетики» были просто кусками ткани, натянутыми на деревянный каркас; у них не было профиль крыловой (aerofoil). Райт понял, что угол атаки имеет решающее значение: «В летательных аппаратах, характерных для данного изобретения, устройство поддерживается в воздухе из-за контакта между воздухом и нижней поверхностью одного или нескольких самолетов, контакт -поверхность представлена ​​под небольшим углом падения к воздуху.»[Курсив добавлен]. Хотя Райты были блестящими учеными-экспериментаторами, важно помнить, что им не хватало наших современных знаний в области аэродинамики и полного понимания того, как именно работают крылья.

Неудивительно, что чем больше крылья, тем большую подъемную силу они создают: удвоение площади крыла (это плоская область, которую вы видите при взгляде сверху) удваивает и подъемную силу, и сопротивление, которое оно создает. Вот почему гигантские самолеты (такие как C-17 Globemaster в нашем верхнее фото) имеют гигантские крылья.Но маленькие крылья также могут создавать большую подъемную силу, если они двигаются достаточно быстро. Чтобы создать дополнительную подъемную силу при взлете, у самолетов есть закрылки на крыльях, которые они могут выдвигать, чтобы опустить больше воздуха. Подъемная сила и сопротивление изменяются в зависимости от квадрата вашей скорости, поэтому, если самолет летит вдвое быстрее по отношению к набегающему воздуху, его крылья производят в четыре раз больше подъемной силы (и сопротивления). Вертолеты создают огромную подъемную силу, очень быстро вращая лопасти винта (по сути, тонкие крылья, вращающиеся по кругу).

Крыловые вихри

Теперь самолет не сбрасывает воздух за собой совершенно чисто. (Вы можете, например, представить, как кто-то выталкивает большой ящик с воздухом из задней двери военного транспортера, так что он падает прямо вниз. Но это не совсем так!) Каждое крыло фактически отправляет воздух вниз, создавая вращающийся вихрь (своего рода мини-торнадо) сразу за ним. Это немного похоже на то, когда вы стоите на платформе на железнодорожной станции, и скоростной поезд мчится мимо, не останавливаясь, оставляя за собой то, что кажется огромным всасывающим вакуумом.В случае с самолетом вихрь имеет довольно сложную форму, и большая его часть движется вниз, но не все. Огромный поток воздуха движется вниз по центру, но некоторое количество воздуха на самом деле закручивается вверх по обе стороны от законцовок крыльев, уменьшая подъемную силу.

Фото: законы Ньютона заставляют самолеты летать: самолет создает восходящую силу (подъемную силу), толкая воздух вниз к земле. Как видно на этих фотографиях, воздух движется вниз не аккуратным потоком, а вихрем. Помимо прочего, вихрь влияет на то, насколько близко один самолет может лететь позади другого, и это особенно важно вблизи аэропортов, где постоянно движется множество самолетов, создавая сложные модели турбулентности в воздухе.Слева: цветной дым показывает вихри на крыльях реального самолета. Дым в центре движется вниз, но поднимается за кончики крыльев. Справа: как вихрь появляется снизу. Белый дым показывает тот же эффект в меньшем масштабе при испытании в аэродинамической трубе. Обе фотографии любезно предоставлено Исследовательским центром НАСА в Лэнгли.

Как управляют самолеты?

Что такое рулевое управление?

Управлять чем угодно — от скейтборда или велосипеда до автомобиля. или гигантский реактивный самолет — означает, что вы меняете направление, в котором он движется.С научной точки зрения, изменение чего-то направление движения означает, что вы изменяете его скорость , то есть скорость, которую он имеет в определенном направлении. Даже если он движется с той же скоростью, если вы меняете направление движения, вы меняете скорость. Что-то менять Скорость (включая направление движения) означает, что вы ускоряете его . Опять же, не имеет значения, останется ли скорость то же самое: изменение направления всегда означает изменение скорости и ускорения.Законы движения Ньютона говорят нам, что вы можете ускорить что-либо (изменить его скорость или направление движения) только с помощью силы — другими словами, толкать или тянуть его как-то. Короче говоря, если вы хотите управлять чем-то, вам нужно приложить силу к Это.

Фото: Управление самолетом С-17 по крутому крену. Фото Рассела Э. Кули IV любезно предоставлено ВВС США.

Другой способ взглянуть на рулевое управление — подумать о нем как о том, чтобы что-то перестало двигаться по прямой линии и начало двигаться. по кругу.Это означает, что вы должны дать ему то, что называется центростремительная сила. Вещи, которые движутся по кругу (или рулевого управления по кривой, которая является частью круга) всегда есть что-то, что действует на них, чтобы дать им центростремительную силу. Если вы ведете автомобиль на повороте, центростремительная сила создается за счет трения между четырьмя шинами и дорогой. Если вы едете по кривой на скорости, часть вашей центростремительной силы исходит от шин, а часть — от наклоняясь в поворот. Если вы катаетесь на скейтборде, вы можете наклонить деку и наклониться, чтобы ваш вес помогал центростремительная сила.В каждом случае вы движетесь по кругу, потому что что-то обеспечивает центростремительную силу, которая тянет вас. путь от прямой до кривой.

Теоретически рулевое управление

Если вы находитесь в самолете, очевидно, что вы не контактируете с землей, так откуда берется центростремительная сила? чтобы помочь тебе держаться по кругу? Точно так же, как велосипедист, наклоняющийся в поворот, самолет «наклоняется» в поворот. Рулевое управление включает крен , где самолет наклоняется в одну сторону, и одно крыло опускается ниже, чем другое.Самолет общий подъемник наклонен под углом, и, хотя большая часть подъемника по-прежнему направлена ​​вверх, некоторые теперь действуют вбок. Это боком Часть подъемника обеспечивает центростремительную силу, которая заставляет самолет двигаться по кругу. Поскольку там меньше лифта действуя вверх, вес самолета меньше уравновешивается. Вот почему поворот самолета по кругу сделает он теряет подъемную силу и высоту (высоту), если пилот не делает что-то еще для компенсации, например, использует лифты (поверхности управления полетом в задней части самолета), чтобы увеличить угол атаки и, следовательно, снова поднять подъемную силу.

Изображение: Когда самолет кренится, подъемная сила, создаваемая его крыльями, наклоняется под углом. Большая часть подъемной силы по-прежнему направлена ​​вверх, но некоторые наклоняются в одну сторону, создавая центростремительную силу, которая заставляет самолет вращаться по кругу. Чем круче угол крена, тем больше подъемная сила наклонена в сторону, тем меньше поднимается сила, чтобы уравновесить вес, и тем больше потеря высоты (если пилот не компенсирует).

Рулевое управление на практике

В кабине есть рулевое управление, но это единственное, что у самолета общего с автомобилем.Как вы управляете тем, что летит по воздуху на высокой скорости? Простой! Вы заставляете воздушный поток проходить мимо крыльев с каждой стороны по-разному. Самолеты перемещаются вверх и вниз, поворачиваются из стороны в сторону и останавливаются комплексом Набор подвижных закрылков под названием , рулевые поверхности на передней и задней кромках крыльев и оперения. Их называют элеронами, рулями высоты, рулями направления, интерцепторами и воздушными тормозами.

Фото: На C-17 Globemaster более 20 поверхностей управления.При взгляде сверху они включают в себя: четыре руля высоты (внутренний и внешний), два руля направления (верхний и нижний), и два стабилизатора на хвосте; плюс восемь интерцепторов, четыре закрылка и два элерона на крыльях. Фото Тиффани А. Эмери любезно предоставлено ВВС США, с аннотацией на сайте Expainthatstuff.com.

Управлять самолетом очень сложно, и я не пишу здесь руководство для пилота: это всего лишь очень базовое введение в науку о силах и движении применительно к самолетам. Для простого обзора всех различных элементов управления плоскостью и как они работают, взгляните на статью Википедии о управляющих поверхностях.Основное введение НАСА в полет содержит хороший рисунок органы управления кабиной самолета и их использование для управления самолетом. Более подробную информацию вы найдете в официальном FAA. Справочник пилота по аэронавигационным знаниям (глава 6 посвящена управлению полетом).

Один из способов понять управляющие поверхности — построить себе бумажный самолетик и поэкспериментировать. Первый, Постройте себе простой бумажный самолетик и убедитесь, что он летит по прямой. Затем отрежьте или разорвите заднюю часть крыльев, чтобы элероны.Наклоните их вверх и вниз и посмотрите, какой эффект они занимают разные должности. Наклоните один вверх, а другой вниз и посмотрите, какая разница. Затем попробуйте сделать новый самолет с одним крылом больше другого (или тяжелее, добавив скрепки). Способ заставить бумажный самолетик поворачиваться — это заставить одно крыло генерировать большую подъемную силу, чем другое, — и вы можете сделать это разными способами!

Другие части самолета

Фото: Братья Райт очень научились летать, тщательно проверяя все особенности своих самолетов.Здесь они изображены во время одного из их первых полетов с двигателем 17 декабря 1903 года. Предоставлено NASA / Internet Archive.

Вот некоторые другие ключевые части самолетов:

• Топливные баки : Вам нужно топливо, чтобы привести самолет в действие — много. An Airbus A380 вмещает более 310 000 литров (82 000 галлонов США) топлива, что примерно в 7000 раз больше, чем у обычного автомобиля! Топливо надежно упакован в огромные крылья самолета.
• Шасси : Самолеты взлетают и приземляются на прочные колеса и шины, которые быстро убираются в шасси (самолет днище) с помощью гидроцилиндров для уменьшения лобового сопротивления (сопротивления воздуха) при они в небе.
• Радио и радар : братьям Райт пришлось летать на своих новаторский самолет Китти Хок полностью на виду. Это не имело значения потому что он пролетел у земли, пробыл в воздухе всего 12 секунд, и не было другие самолеты, о которых нужно беспокоиться! В наши дни небо наполнено самолеты, которые летают днем, ночью и в любую погоду. Для навигации необходимы радио, радары и спутниковые системы.
• Герметичные кабины : давление воздуха падает с высотой над поверхностью Земли — поэтому альпинистам необходимо использовать кислород цилиндры для достижения большой высоты.Вершина Эвереста — это чуть менее 9 км (5,5 миль) над уровнем моря, но реактивные самолеты обычно летали на больших высотах, и военные самолеты летали почти в три раза выше! Вот почему у пассажирских самолетов герметичные кабины: те, в которые постоянно нагнетается нагретый воздух чтобы люди могли нормально дышать. Военные летчики избегают проблемы, ношение лицевых масок и герметичных костюмов.

Благодарности

Я очень благодарен Стиву Носковичу за неоценимую помощь в уточнении и улучшении моего объяснения. о том, как крылья создают подъемную силу.

Рекламные ссылки

Узнать больше

На этом сайте

На других сайтах

• Руководство по аэронавтике для новичков: отличное введение в науку о полете (особенно для студентов) от Исследовательского центра NASA Glenn Research Center. Охватывает, как работают самолеты и двигатели, аэродинамические трубы, гиперзвук, аэродинамику, воздушные змеи и модели ракет.
• Документы Уилбура и Орвилла Райтов в Библиотеке Конгресса: довольно много интересных статей и фотографий Райтов доступны в Интернете.
• Летающая машина: оригинальный патент братьев Райт (подан 22 марта 1903 г. и выдан 22 мая 1906 г.) стоит прочитать, потому что он дает представление о полете собственными словами изобретателей. Поскольку в этом патенте описывается машина без двигателя, легко понять решающую важность крыльев в «летательной машине» — то, что мы склонны упускать из виду в эпоху реактивных двигателей!
• Справочник пилотов по аэронавигационным знаниям: Министерство транспорта США / FAA, 2016. К сожалению, даже в этом официальном руководстве приводится неверное объяснение подъемной силы Бернулли / равнопроходного транспорта.

Книги

Для читателей постарше

Для младших читателей

• Летная школа: Как управлять самолетом, шаг за шагом, Ник Барнард. Thames and Hudon, 2012. Хорошо иллюстрированный 48-страничный обзор для детей 8–12 лет.
• Очевидец: Полет Эндрю Нахума. Дорлинг Киндерсли, 2011. Наглядное руководство по истории и технологиям, лежащим в основе самолетов и других летательных аппаратов.
• Воздушные и космические путешествия Криса Вудфорда. Факты в файле, 2004. Это одна из моих собственных книг, в которой рассказывается об истории полетов на воздушных шарах, самолетах и ​​космических ракетах.Подходит для детей от 10 до взрослых.

Статьи

• [PDF] Как работают крылья? профессора Хольгера Бабинского. Physics Education, Volume 38, Number 6, 2003. Более подробное объяснение того, почему традиционное объяснение Бернулли подъемной силы неверно, и альтернативное объяснение того, как на самом деле работают крылья.

Видео

• Воздушный поток через крыло и Как работают крылья: эти короткие научные фильмы Хольгера Бабинского показывают движение воздуха по аэродинамическому профилю (аэродинамическому профилю) при изменении угла атаки и доказывают, что классическое простое объяснение Бернулли, основанное на равном времени прохождения, неверно.
• Как на самом деле работают крылья ?: Краткое изложение проекта Bloodhound SSC охватывает почти ту же тему, что и моя статья, но всего за полторы минуты!
• Как летают самолеты: длинное (18,5 минут) видео 1968 года от Федерального управления гражданской авиации, которое объясняет пилотам основы полета.
• Aerodynamics: Этот старый и крутой учебный фильм военного министерства США 1941 года объясняет теорию аэродинамических поверхностей и то, как они создают разную подъемную силу при изменении угла атаки.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2009, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Подписывайтесь на нас

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:

Цитируйте эту страницу

Вудфорд, Крис.(2009/2020) Самолеты. Получено с https://www.explainthatstuff.com/howplaneswork.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Больше на нашем сайте …

Как работают самолеты | наука о полете

Как работают самолеты | наука полета — Объясни это Реклама

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 24 августа 2020 г.

Мы считаем само собой разумеющимся, что можем летать с одной стороны света к другому за считанные часы, но сто лет назад этот удивительный способность летать по воздуху только что открылась.Что сделают ли братья Райт — пионеры механического полета возраст, в котором около 100 000 самолетов поднимаются в небо каждый день только в Соединенных Штатах? Конечно, они были бы поражены, и тоже в восторге. Благодаря их успешным экспериментам с Самолет по праву признан одним из величайших изобретения всех времен. Давайте подробнее рассмотрим, как это работает!

Фото: Вам нужны большие крылья, чтобы поднять такой большой самолет, как этот C-17 Globemaster ВВС США.Крылья имеют ширину 51,75 м (169 футов), что немного меньше длины корпуса самолета, составляющей 53 м (174 фута). Максимальный взлетный вес составляет 265 352 кг (585 000 фунтов), что примерно соответствует 40 взрослым слонам! Фото Майкла Бэттлса любезно предоставлено ВВС США.

Как летают самолеты?

Если вы когда-нибудь видели, как взлетает или прилетает реактивный самолет земли, первое, что вы заметите, это шум двигатели. Реактивные двигатели, представляющие собой длинные металлические трубы, непрерывно горящие поток топлива и воздуха, намного шумнее (и намного мощнее), чем традиционные винтовые двигатели.Вы можете подумать, что двигатели — это ключ к самолет летит, но вы ошибаетесь. Вещи могут летать довольно счастливо без двигателей, как планеры (самолеты без двигателей), бумажные самолетики, и действительно, летающие птицы охотно показывают нам.

На фото: на самолет в полете действуют четыре силы. Когда самолет летит горизонтально с постоянной скоростью, подъемная сила крыльев точно уравновешивает вес самолета, а тяга точно уравновешивает сопротивление. Однако во время взлета или когда самолет пытается подняться в небо (как показано здесь), тяга двигателей, толкающих самолет вперед, превышает сопротивление (сопротивление воздуха), тянущее его назад.Это создает подъемную силу, превышающую вес самолета, которая поднимает самолет выше в небо. Фото Натанаэля Каллона любезно предоставлено ВВС США.

Если вы пытаетесь понять, как летают самолеты, вам нужно ясно о разнице между двигателями и крыльями и они делают разные работы. Двигатели самолета предназначены для его движения. вперед на большой скорости. Это заставляет воздух быстро течь над крыльями, которые отбрасывают воздух вниз к земле, создавая восходящую силу, называемую подъемной силой, которая преодолевает сопротивление самолета. вес и держит его в небе.Так что двигатели двигают самолет вперед, в то время как крылья перемещают его вверх.

Фото: Третий закон движения Ньютона объясняет, как двигатели и крылья работают вместе, заставляя самолет двигаться по небу. Сила горячего выхлопного газа, вылетающего назад от реактивного двигателя, толкает самолет вперед. Это создает движущийся поток воздуха над крыльями. Крылья заставляют воздух опускаться, и это толкает самолет вверх. Фото Сэмюэля Роджерса (с добавлением аннотаций Expainthatstuff.com) любезно предоставлено ВВС США. Подробнее о том, как работают двигатели, читайте в нашей подробной статье о реактивных двигателях.

Как крылья создают подъемную силу?

Одним предложением крылья создают подъемную силу, изменяя направление и давление воздуха, который врезается в них, когда двигатели стреляют в них по небу.

Перепад давления

Хорошо, крылья — это ключ к тому, чтобы что-то летало, но как они работают? Крылья большинства самолетов имеют изогнутую верхнюю поверхность и более плоскую нижнюю поверхность, что делает форма поперечного сечения, называемая аэродинамическим профилем (или аэродинамическим профилем, если вы британцы):

Фото: крыло с аэродинамическим профилем обычно имеет изогнутую верхнюю поверхность и плоскую нижнюю поверхность.Это крыло самолета НАСА «Центурион», работающего на солнечной энергии. Фото Тома Чиды любезно предоставлено Центром летных исследований Армстронга НАСА.

Во многих научных книгах и на веб-страницах вы найдете неверное объяснение того, как такой аэродинамический профиль создает подъемную силу. Это выглядит так: когда воздух движется по изогнутой верхней поверхности крыла, он должен пройти на дальше на , чем воздух, который проходит под ним, поэтому он должен лететь на быстрее (чтобы преодолеть большее расстояние за то же время). Согласно принципу аэродинамики, названному Бернулли По закону, быстро движущийся воздух находится под более низким давлением, чем медленно движущийся воздух, поэтому давление над крылом ниже, чем давление под ним, и это создает подъемную силу, которая приводит самолет в движение вверх.

Хотя это объяснение того, как работают крылья, часто повторяется, оно неверно: оно дает правильный ответ, но по совершенно неправильным причинам! Подумайте об этом на мгновение, и вы увидите, что если бы это было правдой, акробатические самолеты не могли бы летать вверх ногами. Переворачивание самолета вызовет «опускание вниз», и он упадет на землю. Более того, вполне возможно спроектировать самолеты с аэродинамическими профилями, которые являются симметричными (смотрящими прямо вниз по крылу), и при этом они по-прежнему создают подъемную силу.Например, бумажные самолетики (и сделанные из тонкого бальзового дерева) создают подъемную силу, даже если у них плоские крылья.

« Популярное объяснение слова» лифт «- обычное, быстрое, логичное и понятное правильный ответ, но также вводит неправильные представления, использует бессмысленную физический аргумент и вводит в заблуждение уравнение Бернулли ».

Профессор Хольгер Бабинский, Кембриджский университет

Но стандартное объяснение подъемной силы проблематично и по другой важной причине: воздух, стреляющий над крылом, не должен идти в ногу с воздухом, идущим под ним, и ничто не говорит о том, что он должен преодолевать большее расстояние за одно и то же время.Представьте, что две молекулы воздуха прибывают в переднюю часть крыла и разделяются так, что одна взлетает вверх, а другая свистит прямо под днищем. Нет причин, по которым эти две молекулы должны прибыть в заднюю часть крыла в одно и то же время: вместо этого они могут встретиться с другими молекулами воздуха. Этот недостаток в стандартном объяснении аэродинамического профиля получил техническое название «теория равного прохождения». Это просто причудливое название (неправильной) идеи о том, что воздушный поток разделяется на переднюю часть профиля и снова аккуратно встречается сзади.

Как аэродинамические крылья создают подъемную силу №1: аэродинамический профиль разделяет входящий воздух, снижает давление верхнего воздушного потока и ускоряет оба воздушных потока вниз. Когда воздух ускоряется вниз, крыло (и самолет) движутся вверх. Чем больше аэродинамический профиль отклоняет путь встречного воздуха, тем большую подъемную силу он создает.

Так каково настоящее объяснение? Когда изогнутое крыло с аэродинамическим профилем летит по небу, оно отклоняет воздух и изменяет давление воздуха над и под ним.Это интуитивно очевидно. Подумайте, каково это, когда вы медленно идете через бассейн и чувствуете силу воды, толкающей ваше тело: ваше тело отвлекает поток воды, когда он проталкивается через него, и крыло с аэродинамическим профилем делает то же самое (гораздо более драматично — потому что это то, для чего оно предназначено). Когда самолет летит вперед, изогнутая верхняя часть крыла снижает давление воздуха прямо над ним, поэтому он движется вверх.

Почему это происходит? Когда воздух течет по изогнутой верхней поверхности, его естественный наклон должен двигаться по прямой линии, но изгиб крыла тянет его назад и вниз.По этой причине воздух эффективно растягивается в больший объем — такое же количество молекул воздуха вынуждено занимать больше места — и это то, что снижает его давление. По совершенно противоположной причине давление воздуха под крылом увеличивается: продвигающееся крыло сжимает молекулы воздуха перед собой в меньшее пространство. Разница в давлении воздуха между верхней и нижней поверхностями вызывает большую разницу в скорости воздуха (а не наоборот, как в традиционной теории крыла).Разница в скорости (наблюдаемая в реальных экспериментах в аэродинамической трубе) намного больше, чем можно было бы предсказать из простой теории (равнопроходной). Таким образом, если две наши молекулы воздуха разделяются спереди, одна, проходящая через верх, попадает в хвостовую часть крыла намного быстрее, чем та, которая проходит под нижней частью. Независимо от того, когда они прибудут, обе эти молекулы будут ускоряться на вниз на — и это помогает создать подъемную силу во втором важном направлении.

Рекламные ссылки

Промывка вниз

Если вы когда-либо стояли рядом с вертолетом, вы точно знаете, как он остается в небе: он создает огромный поток воздуха, который уравновешивает его вес.Винты вертолетов очень похожи на профили самолетов, но вращаются по кругу, а не движутся вперед по прямой, как в самолетах. Даже в этом случае самолеты создают потоки воды точно так же, как вертолеты — просто мы этого не замечаем. Промывка вниз не так очевидна, но так же важна, как и с измельчителем.

Этот второй аспект создания подъемной силы намного легче понять, чем разницу давления, по крайней мере, для физика: согласно третьему закону движения Исаака Ньютона, если воздух создает восходящую силу к самолету, самолет должен давать (равный и противоположный) нисходящий сила в воздух.Таким образом, самолет также создает подъемную силу, используя свои крылья, чтобы толкать воздух за собой вниз. Это происходит потому, что крылья не совсем горизонтальны, как вы могли предположить, а очень немного наклонены назад. поэтому они попали в воздух под углом угла атаки . Наклонные крылья толкают вниз как ускоренный воздушный поток (сверху над ними), так и более медленно движущийся воздушный поток (снизу), и это создает подъемную силу. Поскольку изогнутая верхняя часть аэродинамического профиля отклоняет (толкает вниз) больше воздуха, чем более прямая нижняя часть (другими словами, значительно изменяет траекторию входящего воздуха), она создает значительно большую подъемную силу.

Как крылья с аэродинамическим профилем создают подъемную силу №2: Изогнутая форма крыла создает область низкого давления над ним (красный цвет), которая создает подъемную силу. Низкое давление заставляет воздух ускоряться над крылом, а изогнутая форма крыла (и более высокое давление воздуха значительно выше измененного воздушного потока) вынуждает этот воздух создавать мощный поток вниз, который также толкает самолет вверх. На этой анимации показано, как разные углы атаки (угол между крылом и набегающим воздухом) изменяют область низкого давления над крылом и подъемную силу, которую оно создает.Когда крыло плоское, его изогнутая верхняя поверхность создает умеренную область низкого давления и умеренную подъемную силу (красный). По мере увеличения угла атаки подъемная сила также резко увеличивается — до такой степени, что увеличение сопротивления приводит к срыву самолета (см. Ниже). Если мы наклоним крыло вниз, мы создадим более низкое давление под ним, и самолет упадет. Основан на учебном фильме 1941 года «Аэродинамика», который стал достоянием общественности военного ведомства.

Вам может быть интересно, почему воздух вообще стекает за крыло?Почему, например, он не ударяется о переднюю часть крыла, не изгибается сверху, а затем не продолжает двигаться в горизонтальном направлении? Почему используется обратная промывка, а не просто горизонтальная «обратная промывка»? Вернемся к нашему предыдущему обсуждению давления: крыло снижает давление воздуха непосредственно над ним. Выше, намного выше самолета, воздух все еще имеет нормальное давление, которое выше, чем давление воздуха непосредственно над крылом. Таким образом, воздух с нормальным давлением над крылом толкает воздух с более низким давлением непосредственно над ним, эффективно «разбрызгивая» воздух вниз и за крыло при обратной промывке.Другими словами, перепад давления, создаваемый крылом, и поток воздуха позади него — это не две отдельные вещи, а неотъемлемая часть одного и того же эффекта: крыло с наклонным аэродинамическим профилем создает перепад давления, который вызывает обратный поток, и это производит поднимать.

Теперь мы видим, что крылья — это устройства, предназначенные для выталкивания воздуха вниз. Легко понять, почему самолеты с плоскими или симметричными крыльями (или перевернутые каскадерские самолеты) все еще могут безопасно летать. Пока крылья создают нисходящий поток воздуха, самолет будет испытывать равную и противоположную силу — подъемную силу — которая будет удерживать его в воздухе.Другими словами, перевернутый пилот создает определенный угол атаки, который создает достаточно низкое давление над крылом, чтобы удерживать самолет в воздухе.

Какую подъемную силу вы можете сделать?

Как правило, воздух, проходящий через верх и низ крыла, очень точно следует изгибу поверхностей крыла — точно так же, как вы могли бы проследить за ним, если бы рисовали его контур ручкой. Но по мере увеличения угла атаки плавный воздушный поток за крылом начинает разрушаться и становится более турбулентным, что снижает подъемную силу.При определенном угле (обычно около 15 °, хотя он бывает разным) воздух больше не течет плавно вокруг крыла. Сильно увеличилось лобовое сопротивление, сильно уменьшилась подъемная сила, и говорят, что у самолета заглохло, . Это немного сбивающий с толку термин, потому что двигатели продолжают работать, а самолет продолжает лететь; срыв просто означает потерю подъемной силы.

Фото: Как самолет сваливается: вот крыло с аэродинамической решеткой в ​​аэродинамической трубе, обращенное к набегающему воздуху под крутым углом атаки.Вы можете видеть линии наполненного дымом воздуха, приближающиеся справа и отклоняющиеся от крыла по мере их движения влево. Обычно линии воздушного потока очень точно повторяют форму (профиль) крыла. Здесь из-за большого угла атаки воздушный поток отделился за крылом, а турбулентность и сопротивление значительно увеличились. У летящего таким образом самолета произойдет внезапная потеря подъемной силы, которую мы называем «сваливанием». Фото любезно предоставлено Исследовательским центром NASA в Лэнгли.

Самолеты могут летать без крыльев аэродинамической формы; вы узнаете это, если когда-либо делали бумажный самолетик — и это было доказано 17 декабря 1903 года братьями Райт.В их оригинальном патенте «Летающая машина» (патент США № 821393) ясно, что слегка наклоненные крылья (которые они называли «самолетами») являются ключевыми частями их изобретения. Их «самолетики» были просто кусками ткани, натянутыми на деревянный каркас; у них не было профиль крыловой (aerofoil). Райт понял, что угол атаки имеет решающее значение: «В летательных аппаратах, характерных для данного изобретения, устройство поддерживается в воздухе из-за контакта между воздухом и нижней поверхностью одного или нескольких самолетов, контакт -поверхность представлена ​​под небольшим углом падения к воздуху.»[Курсив добавлен]. Хотя Райты были блестящими учеными-экспериментаторами, важно помнить, что им не хватало наших современных знаний в области аэродинамики и полного понимания того, как именно работают крылья.

Неудивительно, что чем больше крылья, тем большую подъемную силу они создают: удвоение площади крыла (это плоская область, которую вы видите при взгляде сверху) удваивает и подъемную силу, и сопротивление, которое оно создает. Вот почему гигантские самолеты (такие как C-17 Globemaster в нашем верхнее фото) имеют гигантские крылья.Но маленькие крылья также могут создавать большую подъемную силу, если они двигаются достаточно быстро. Чтобы создать дополнительную подъемную силу при взлете, у самолетов есть закрылки на крыльях, которые они могут выдвигать, чтобы опустить больше воздуха. Подъемная сила и сопротивление изменяются в зависимости от квадрата вашей скорости, поэтому, если самолет летит вдвое быстрее по отношению к набегающему воздуху, его крылья производят в четыре раз больше подъемной силы (и сопротивления). Вертолеты создают огромную подъемную силу, очень быстро вращая лопасти винта (по сути, тонкие крылья, вращающиеся по кругу).

Крыловые вихри

Теперь самолет не сбрасывает воздух за собой совершенно чисто. (Вы можете, например, представить, как кто-то выталкивает большой ящик с воздухом из задней двери военного транспортера, так что он падает прямо вниз. Но это не совсем так!) Каждое крыло фактически отправляет воздух вниз, создавая вращающийся вихрь (своего рода мини-торнадо) сразу за ним. Это немного похоже на то, когда вы стоите на платформе на железнодорожной станции, и скоростной поезд мчится мимо, не останавливаясь, оставляя за собой то, что кажется огромным всасывающим вакуумом.В случае с самолетом вихрь имеет довольно сложную форму, и большая его часть движется вниз, но не все. Огромный поток воздуха движется вниз по центру, но некоторое количество воздуха на самом деле закручивается вверх по обе стороны от законцовок крыльев, уменьшая подъемную силу.

Фото: законы Ньютона заставляют самолеты летать: самолет создает восходящую силу (подъемную силу), толкая воздух вниз к земле. Как видно на этих фотографиях, воздух движется вниз не аккуратным потоком, а вихрем. Помимо прочего, вихрь влияет на то, насколько близко один самолет может лететь позади другого, и это особенно важно вблизи аэропортов, где постоянно движется множество самолетов, создавая сложные модели турбулентности в воздухе.Слева: цветной дым показывает вихри на крыльях реального самолета. Дым в центре движется вниз, но поднимается за кончики крыльев. Справа: как вихрь появляется снизу. Белый дым показывает тот же эффект в меньшем масштабе при испытании в аэродинамической трубе. Обе фотографии любезно предоставлено Исследовательским центром НАСА в Лэнгли.

Как управляют самолеты?

Что такое рулевое управление?

Управлять чем угодно — от скейтборда или велосипеда до автомобиля. или гигантский реактивный самолет — означает, что вы меняете направление, в котором он движется.С научной точки зрения, изменение чего-то направление движения означает, что вы изменяете его скорость , то есть скорость, которую он имеет в определенном направлении. Даже если он движется с той же скоростью, если вы меняете направление движения, вы меняете скорость. Что-то менять Скорость (включая направление движения) означает, что вы ускоряете его . Опять же, не имеет значения, останется ли скорость то же самое: изменение направления всегда означает изменение скорости и ускорения.Законы движения Ньютона говорят нам, что вы можете ускорить что-либо (изменить его скорость или направление движения) только с помощью силы — другими словами, толкать или тянуть его как-то. Короче говоря, если вы хотите управлять чем-то, вам нужно приложить силу к Это.

Фото: Управление самолетом С-17 по крутому крену. Фото Рассела Э. Кули IV любезно предоставлено ВВС США.

Другой способ взглянуть на рулевое управление — подумать о нем как о том, чтобы что-то перестало двигаться по прямой линии и начало двигаться. по кругу.Это означает, что вы должны дать ему то, что называется центростремительная сила. Вещи, которые движутся по кругу (или рулевого управления по кривой, которая является частью круга) всегда есть что-то, что действует на них, чтобы дать им центростремительную силу. Если вы ведете автомобиль на повороте, центростремительная сила создается за счет трения между четырьмя шинами и дорогой. Если вы едете по кривой на скорости, часть вашей центростремительной силы исходит от шин, а часть — от наклоняясь в поворот. Если вы катаетесь на скейтборде, вы можете наклонить деку и наклониться, чтобы ваш вес помогал центростремительная сила.В каждом случае вы движетесь по кругу, потому что что-то обеспечивает центростремительную силу, которая тянет вас. путь от прямой до кривой.

Теоретически рулевое управление

Если вы находитесь в самолете, очевидно, что вы не контактируете с землей, так откуда берется центростремительная сила? чтобы помочь тебе держаться по кругу? Точно так же, как велосипедист, наклоняющийся в поворот, самолет «наклоняется» в поворот. Рулевое управление включает крен , где самолет наклоняется в одну сторону, и одно крыло опускается ниже, чем другое.Самолет общий подъемник наклонен под углом, и, хотя большая часть подъемника по-прежнему направлена ​​вверх, некоторые теперь действуют вбок. Это боком Часть подъемника обеспечивает центростремительную силу, которая заставляет самолет двигаться по кругу. Поскольку там меньше лифта действуя вверх, вес самолета меньше уравновешивается. Вот почему поворот самолета по кругу сделает он теряет подъемную силу и высоту (высоту), если пилот не делает что-то еще для компенсации, например, использует лифты (поверхности управления полетом в задней части самолета), чтобы увеличить угол атаки и, следовательно, снова поднять подъемную силу.

Изображение: Когда самолет кренится, подъемная сила, создаваемая его крыльями, наклоняется под углом. Большая часть подъемной силы по-прежнему направлена ​​вверх, но некоторые наклоняются в одну сторону, создавая центростремительную силу, которая заставляет самолет вращаться по кругу. Чем круче угол крена, тем больше подъемная сила наклонена в сторону, тем меньше поднимается сила, чтобы уравновесить вес, и тем больше потеря высоты (если пилот не компенсирует).

Рулевое управление на практике

В кабине есть рулевое управление, но это единственное, что у самолета общего с автомобилем.Как вы управляете тем, что летит по воздуху на высокой скорости? Простой! Вы заставляете воздушный поток проходить мимо крыльев с каждой стороны по-разному. Самолеты перемещаются вверх и вниз, поворачиваются из стороны в сторону и останавливаются комплексом Набор подвижных закрылков под названием , рулевые поверхности на передней и задней кромках крыльев и оперения. Их называют элеронами, рулями высоты, рулями направления, интерцепторами и воздушными тормозами.

Фото: На C-17 Globemaster более 20 поверхностей управления.При взгляде сверху они включают в себя: четыре руля высоты (внутренний и внешний), два руля направления (верхний и нижний), и два стабилизатора на хвосте; плюс восемь интерцепторов, четыре закрылка и два элерона на крыльях. Фото Тиффани А. Эмери любезно предоставлено ВВС США, с аннотацией на сайте Expainthatstuff.com.

Управлять самолетом очень сложно, и я не пишу здесь руководство для пилота: это всего лишь очень базовое введение в науку о силах и движении применительно к самолетам. Для простого обзора всех различных элементов управления плоскостью и как они работают, взгляните на статью Википедии о управляющих поверхностях.Основное введение НАСА в полет содержит хороший рисунок органы управления кабиной самолета и их использование для управления самолетом. Более подробную информацию вы найдете в официальном FAA. Справочник пилота по аэронавигационным знаниям (глава 6 посвящена управлению полетом).

Один из способов понять управляющие поверхности — построить себе бумажный самолетик и поэкспериментировать. Первый, Постройте себе простой бумажный самолетик и убедитесь, что он летит по прямой. Затем отрежьте или разорвите заднюю часть крыльев, чтобы элероны.Наклоните их вверх и вниз и посмотрите, какой эффект они занимают разные должности. Наклоните один вверх, а другой вниз и посмотрите, какая разница. Затем попробуйте сделать новый самолет с одним крылом больше другого (или тяжелее, добавив скрепки). Способ заставить бумажный самолетик поворачиваться — это заставить одно крыло генерировать большую подъемную силу, чем другое, — и вы можете сделать это разными способами!

Другие части самолета

Фото: Братья Райт очень научились летать, тщательно проверяя все особенности своих самолетов.Здесь они изображены во время одного из их первых полетов с двигателем 17 декабря 1903 года. Предоставлено NASA / Internet Archive.

Вот некоторые другие ключевые части самолетов:

• Топливные баки : Вам нужно топливо, чтобы привести самолет в действие — много. An Airbus A380 вмещает более 310 000 литров (82 000 галлонов США) топлива, что примерно в 7000 раз больше, чем у обычного автомобиля! Топливо надежно упакован в огромные крылья самолета.
• Шасси : Самолеты взлетают и приземляются на прочные колеса и шины, которые быстро убираются в шасси (самолет днище) с помощью гидроцилиндров для уменьшения лобового сопротивления (сопротивления воздуха) при они в небе.
• Радио и радар : братьям Райт пришлось летать на своих новаторский самолет Китти Хок полностью на виду. Это не имело значения потому что он пролетел у земли, пробыл в воздухе всего 12 секунд, и не было другие самолеты, о которых нужно беспокоиться! В наши дни небо наполнено самолеты, которые летают днем, ночью и в любую погоду. Для навигации необходимы радио, радары и спутниковые системы.
• Герметичные кабины : давление воздуха падает с высотой над поверхностью Земли — поэтому альпинистам необходимо использовать кислород цилиндры для достижения большой высоты.Вершина Эвереста — это чуть менее 9 км (5,5 миль) над уровнем моря, но реактивные самолеты обычно летали на больших высотах, и военные самолеты летали почти в три раза выше! Вот почему у пассажирских самолетов герметичные кабины: те, в которые постоянно нагнетается нагретый воздух чтобы люди могли нормально дышать. Военные летчики избегают проблемы, ношение лицевых масок и герметичных костюмов.

Благодарности

Я очень благодарен Стиву Носковичу за неоценимую помощь в уточнении и улучшении моего объяснения. о том, как крылья создают подъемную силу.

Рекламные ссылки

Узнать больше

На этом сайте

На других сайтах

• Руководство по аэронавтике для новичков: отличное введение в науку о полете (особенно для студентов) от Исследовательского центра NASA Glenn Research Center. Охватывает, как работают самолеты и двигатели, аэродинамические трубы, гиперзвук, аэродинамику, воздушные змеи и модели ракет.
• Документы Уилбура и Орвилла Райтов в Библиотеке Конгресса: довольно много интересных статей и фотографий Райтов доступны в Интернете.
• Летающая машина: оригинальный патент братьев Райт (подан 22 марта 1903 г. и выдан 22 мая 1906 г.) стоит прочитать, потому что он дает представление о полете собственными словами изобретателей. Поскольку в этом патенте описывается машина без двигателя, легко понять решающую важность крыльев в «летательной машине» — то, что мы склонны упускать из виду в эпоху реактивных двигателей!
• Справочник пилотов по аэронавигационным знаниям: Министерство транспорта США / FAA, 2016. К сожалению, даже в этом официальном руководстве приводится неверное объяснение подъемной силы Бернулли / равнопроходного транспорта.

Книги

Для читателей постарше

Для младших читателей

• Летная школа: Как управлять самолетом, шаг за шагом, Ник Барнард. Thames and Hudon, 2012. Хорошо иллюстрированный 48-страничный обзор для детей 8–12 лет.
• Очевидец: Полет Эндрю Нахума. Дорлинг Киндерсли, 2011. Наглядное руководство по истории и технологиям, лежащим в основе самолетов и других летательных аппаратов.
• Воздушные и космические путешествия Криса Вудфорда. Факты в файле, 2004. Это одна из моих собственных книг, в которой рассказывается об истории полетов на воздушных шарах, самолетах и ​​космических ракетах.Подходит для детей от 10 до взрослых.

Статьи

• [PDF] Как работают крылья? профессора Хольгера Бабинского. Physics Education, Volume 38, Number 6, 2003. Более подробное объяснение того, почему традиционное объяснение Бернулли подъемной силы неверно, и альтернативное объяснение того, как на самом деле работают крылья.

Видео

• Воздушный поток через крыло и Как работают крылья: эти короткие научные фильмы Хольгера Бабинского показывают движение воздуха по аэродинамическому профилю (аэродинамическому профилю) при изменении угла атаки и доказывают, что классическое простое объяснение Бернулли, основанное на равном времени прохождения, неверно.
• Как на самом деле работают крылья ?: Краткое изложение проекта Bloodhound SSC охватывает почти ту же тему, что и моя статья, но всего за полторы минуты!
• Как летают самолеты: длинное (18,5 минут) видео 1968 года от Федерального управления гражданской авиации, которое объясняет пилотам основы полета.
• Aerodynamics: Этот старый и крутой учебный фильм военного министерства США 1941 года объясняет теорию аэродинамических поверхностей и то, как они создают разную подъемную силу при изменении угла атаки.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2009, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Подписывайтесь на нас

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:

Цитируйте эту страницу

Вудфорд, Крис.(2009/2020) Самолеты. Получено с https://www.explainthatstuff.com/howplaneswork.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Больше на нашем сайте …

Как работают самолеты | наука о полете

Как работают самолеты | наука полета — Объясни это Реклама

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 24 августа 2020 г.

Мы считаем само собой разумеющимся, что можем летать с одной стороны света к другому за считанные часы, но сто лет назад этот удивительный способность летать по воздуху только что открылась.Что сделают ли братья Райт — пионеры механического полета возраст, в котором около 100 000 самолетов поднимаются в небо каждый день только в Соединенных Штатах? Конечно, они были бы поражены, и тоже в восторге. Благодаря их успешным экспериментам с Самолет по праву признан одним из величайших изобретения всех времен. Давайте подробнее рассмотрим, как это работает!

Фото: Вам нужны большие крылья, чтобы поднять такой большой самолет, как этот C-17 Globemaster ВВС США.Крылья имеют ширину 51,75 м (169 футов), что немного меньше длины корпуса самолета, составляющей 53 м (174 фута). Максимальный взлетный вес составляет 265 352 кг (585 000 фунтов), что примерно соответствует 40 взрослым слонам! Фото Майкла Бэттлса любезно предоставлено ВВС США.

Как летают самолеты?

Если вы когда-нибудь видели, как взлетает или прилетает реактивный самолет земли, первое, что вы заметите, это шум двигатели. Реактивные двигатели, представляющие собой длинные металлические трубы, непрерывно горящие поток топлива и воздуха, намного шумнее (и намного мощнее), чем традиционные винтовые двигатели.Вы можете подумать, что двигатели — это ключ к самолет летит, но вы ошибаетесь. Вещи могут летать довольно счастливо без двигателей, как планеры (самолеты без двигателей), бумажные самолетики, и действительно, летающие птицы охотно показывают нам.

На фото: на самолет в полете действуют четыре силы. Когда самолет летит горизонтально с постоянной скоростью, подъемная сила крыльев точно уравновешивает вес самолета, а тяга точно уравновешивает сопротивление. Однако во время взлета или когда самолет пытается подняться в небо (как показано здесь), тяга двигателей, толкающих самолет вперед, превышает сопротивление (сопротивление воздуха), тянущее его назад.Это создает подъемную силу, превышающую вес самолета, которая поднимает самолет выше в небо. Фото Натанаэля Каллона любезно предоставлено ВВС США.

Если вы пытаетесь понять, как летают самолеты, вам нужно ясно о разнице между двигателями и крыльями и они делают разные работы. Двигатели самолета предназначены для его движения. вперед на большой скорости. Это заставляет воздух быстро течь над крыльями, которые отбрасывают воздух вниз к земле, создавая восходящую силу, называемую подъемной силой, которая преодолевает сопротивление самолета. вес и держит его в небе.Так что двигатели двигают самолет вперед, в то время как крылья перемещают его вверх.

Фото: Третий закон движения Ньютона объясняет, как двигатели и крылья работают вместе, заставляя самолет двигаться по небу. Сила горячего выхлопного газа, вылетающего назад от реактивного двигателя, толкает самолет вперед. Это создает движущийся поток воздуха над крыльями. Крылья заставляют воздух опускаться, и это толкает самолет вверх. Фото Сэмюэля Роджерса (с добавлением аннотаций Expainthatstuff.com) любезно предоставлено ВВС США. Подробнее о том, как работают двигатели, читайте в нашей подробной статье о реактивных двигателях.

Как крылья создают подъемную силу?

Одним предложением крылья создают подъемную силу, изменяя направление и давление воздуха, который врезается в них, когда двигатели стреляют в них по небу.

Перепад давления

Хорошо, крылья — это ключ к тому, чтобы что-то летало, но как они работают? Крылья большинства самолетов имеют изогнутую верхнюю поверхность и более плоскую нижнюю поверхность, что делает форма поперечного сечения, называемая аэродинамическим профилем (или аэродинамическим профилем, если вы британцы):

Фото: крыло с аэродинамическим профилем обычно имеет изогнутую верхнюю поверхность и плоскую нижнюю поверхность.Это крыло самолета НАСА «Центурион», работающего на солнечной энергии. Фото Тома Чиды любезно предоставлено Центром летных исследований Армстронга НАСА.

Во многих научных книгах и на веб-страницах вы найдете неверное объяснение того, как такой аэродинамический профиль создает подъемную силу. Это выглядит так: когда воздух движется по изогнутой верхней поверхности крыла, он должен пройти на дальше на , чем воздух, который проходит под ним, поэтому он должен лететь на быстрее (чтобы преодолеть большее расстояние за то же время). Согласно принципу аэродинамики, названному Бернулли По закону, быстро движущийся воздух находится под более низким давлением, чем медленно движущийся воздух, поэтому давление над крылом ниже, чем давление под ним, и это создает подъемную силу, которая приводит самолет в движение вверх.

Хотя это объяснение того, как работают крылья, часто повторяется, оно неверно: оно дает правильный ответ, но по совершенно неправильным причинам! Подумайте об этом на мгновение, и вы увидите, что если бы это было правдой, акробатические самолеты не могли бы летать вверх ногами. Переворачивание самолета вызовет «опускание вниз», и он упадет на землю. Более того, вполне возможно спроектировать самолеты с аэродинамическими профилями, которые являются симметричными (смотрящими прямо вниз по крылу), и при этом они по-прежнему создают подъемную силу.Например, бумажные самолетики (и сделанные из тонкого бальзового дерева) создают подъемную силу, даже если у них плоские крылья.

« Популярное объяснение слова» лифт «- обычное, быстрое, логичное и понятное правильный ответ, но также вводит неправильные представления, использует бессмысленную физический аргумент и вводит в заблуждение уравнение Бернулли ».

Профессор Хольгер Бабинский, Кембриджский университет

Но стандартное объяснение подъемной силы проблематично и по другой важной причине: воздух, стреляющий над крылом, не должен идти в ногу с воздухом, идущим под ним, и ничто не говорит о том, что он должен преодолевать большее расстояние за одно и то же время.Представьте, что две молекулы воздуха прибывают в переднюю часть крыла и разделяются так, что одна взлетает вверх, а другая свистит прямо под днищем. Нет причин, по которым эти две молекулы должны прибыть в заднюю часть крыла в одно и то же время: вместо этого они могут встретиться с другими молекулами воздуха. Этот недостаток в стандартном объяснении аэродинамического профиля получил техническое название «теория равного прохождения». Это просто причудливое название (неправильной) идеи о том, что воздушный поток разделяется на переднюю часть профиля и снова аккуратно встречается сзади.

Как аэродинамические крылья создают подъемную силу №1: аэродинамический профиль разделяет входящий воздух, снижает давление верхнего воздушного потока и ускоряет оба воздушных потока вниз. Когда воздух ускоряется вниз, крыло (и самолет) движутся вверх. Чем больше аэродинамический профиль отклоняет путь встречного воздуха, тем большую подъемную силу он создает.

Так каково настоящее объяснение? Когда изогнутое крыло с аэродинамическим профилем летит по небу, оно отклоняет воздух и изменяет давление воздуха над и под ним.Это интуитивно очевидно. Подумайте, каково это, когда вы медленно идете через бассейн и чувствуете силу воды, толкающей ваше тело: ваше тело отвлекает поток воды, когда он проталкивается через него, и крыло с аэродинамическим профилем делает то же самое (гораздо более драматично — потому что это то, для чего оно предназначено). Когда самолет летит вперед, изогнутая верхняя часть крыла снижает давление воздуха прямо над ним, поэтому он движется вверх.

Почему это происходит? Когда воздух течет по изогнутой верхней поверхности, его естественный наклон должен двигаться по прямой линии, но изгиб крыла тянет его назад и вниз.По этой причине воздух эффективно растягивается в больший объем — такое же количество молекул воздуха вынуждено занимать больше места — и это то, что снижает его давление. По совершенно противоположной причине давление воздуха под крылом увеличивается: продвигающееся крыло сжимает молекулы воздуха перед собой в меньшее пространство. Разница в давлении воздуха между верхней и нижней поверхностями вызывает большую разницу в скорости воздуха (а не наоборот, как в традиционной теории крыла).Разница в скорости (наблюдаемая в реальных экспериментах в аэродинамической трубе) намного больше, чем можно было бы предсказать из простой теории (равнопроходной). Таким образом, если две наши молекулы воздуха разделяются спереди, одна, проходящая через верх, попадает в хвостовую часть крыла намного быстрее, чем та, которая проходит под нижней частью. Независимо от того, когда они прибудут, обе эти молекулы будут ускоряться на вниз на — и это помогает создать подъемную силу во втором важном направлении.

Рекламные ссылки

Промывка вниз

Если вы когда-либо стояли рядом с вертолетом, вы точно знаете, как он остается в небе: он создает огромный поток воздуха, который уравновешивает его вес.Винты вертолетов очень похожи на профили самолетов, но вращаются по кругу, а не движутся вперед по прямой, как в самолетах. Даже в этом случае самолеты создают потоки воды точно так же, как вертолеты — просто мы этого не замечаем. Промывка вниз не так очевидна, но так же важна, как и с измельчителем.

Этот второй аспект создания подъемной силы намного легче понять, чем разницу давления, по крайней мере, для физика: согласно третьему закону движения Исаака Ньютона, если воздух создает восходящую силу к самолету, самолет должен давать (равный и противоположный) нисходящий сила в воздух.Таким образом, самолет также создает подъемную силу, используя свои крылья, чтобы толкать воздух за собой вниз. Это происходит потому, что крылья не совсем горизонтальны, как вы могли предположить, а очень немного наклонены назад. поэтому они попали в воздух под углом угла атаки . Наклонные крылья толкают вниз как ускоренный воздушный поток (сверху над ними), так и более медленно движущийся воздушный поток (снизу), и это создает подъемную силу. Поскольку изогнутая верхняя часть аэродинамического профиля отклоняет (толкает вниз) больше воздуха, чем более прямая нижняя часть (другими словами, значительно изменяет траекторию входящего воздуха), она создает значительно большую подъемную силу.

Как крылья с аэродинамическим профилем создают подъемную силу №2: Изогнутая форма крыла создает область низкого давления над ним (красный цвет), которая создает подъемную силу. Низкое давление заставляет воздух ускоряться над крылом, а изогнутая форма крыла (и более высокое давление воздуха значительно выше измененного воздушного потока) вынуждает этот воздух создавать мощный поток вниз, который также толкает самолет вверх. На этой анимации показано, как разные углы атаки (угол между крылом и набегающим воздухом) изменяют область низкого давления над крылом и подъемную силу, которую оно создает.Когда крыло плоское, его изогнутая верхняя поверхность создает умеренную область низкого давления и умеренную подъемную силу (красный). По мере увеличения угла атаки подъемная сила также резко увеличивается — до такой степени, что увеличение сопротивления приводит к срыву самолета (см. Ниже). Если мы наклоним крыло вниз, мы создадим более низкое давление под ним, и самолет упадет. Основан на учебном фильме 1941 года «Аэродинамика», который стал достоянием общественности военного ведомства.

Вам может быть интересно, почему воздух вообще стекает за крыло?Почему, например, он не ударяется о переднюю часть крыла, не изгибается сверху, а затем не продолжает двигаться в горизонтальном направлении? Почему используется обратная промывка, а не просто горизонтальная «обратная промывка»? Вернемся к нашему предыдущему обсуждению давления: крыло снижает давление воздуха непосредственно над ним. Выше, намного выше самолета, воздух все еще имеет нормальное давление, которое выше, чем давление воздуха непосредственно над крылом. Таким образом, воздух с нормальным давлением над крылом толкает воздух с более низким давлением непосредственно над ним, эффективно «разбрызгивая» воздух вниз и за крыло при обратной промывке.Другими словами, перепад давления, создаваемый крылом, и поток воздуха позади него — это не две отдельные вещи, а неотъемлемая часть одного и того же эффекта: крыло с наклонным аэродинамическим профилем создает перепад давления, который вызывает обратный поток, и это производит поднимать.

Теперь мы видим, что крылья — это устройства, предназначенные для выталкивания воздуха вниз. Легко понять, почему самолеты с плоскими или симметричными крыльями (или перевернутые каскадерские самолеты) все еще могут безопасно летать. Пока крылья создают нисходящий поток воздуха, самолет будет испытывать равную и противоположную силу — подъемную силу — которая будет удерживать его в воздухе.Другими словами, перевернутый пилот создает определенный угол атаки, который создает достаточно низкое давление над крылом, чтобы удерживать самолет в воздухе.

Какую подъемную силу вы можете сделать?

Как правило, воздух, проходящий через верх и низ крыла, очень точно следует изгибу поверхностей крыла — точно так же, как вы могли бы проследить за ним, если бы рисовали его контур ручкой. Но по мере увеличения угла атаки плавный воздушный поток за крылом начинает разрушаться и становится более турбулентным, что снижает подъемную силу.При определенном угле (обычно около 15 °, хотя он бывает разным) воздух больше не течет плавно вокруг крыла. Сильно увеличилось лобовое сопротивление, сильно уменьшилась подъемная сила, и говорят, что у самолета заглохло, . Это немного сбивающий с толку термин, потому что двигатели продолжают работать, а самолет продолжает лететь; срыв просто означает потерю подъемной силы.

Фото: Как самолет сваливается: вот крыло с аэродинамической решеткой в ​​аэродинамической трубе, обращенное к набегающему воздуху под крутым углом атаки.Вы можете видеть линии наполненного дымом воздуха, приближающиеся справа и отклоняющиеся от крыла по мере их движения влево. Обычно линии воздушного потока очень точно повторяют форму (профиль) крыла. Здесь из-за большого угла атаки воздушный поток отделился за крылом, а турбулентность и сопротивление значительно увеличились. У летящего таким образом самолета произойдет внезапная потеря подъемной силы, которую мы называем «сваливанием». Фото любезно предоставлено Исследовательским центром NASA в Лэнгли.

Самолеты могут летать без крыльев аэродинамической формы; вы узнаете это, если когда-либо делали бумажный самолетик — и это было доказано 17 декабря 1903 года братьями Райт.В их оригинальном патенте «Летающая машина» (патент США № 821393) ясно, что слегка наклоненные крылья (которые они называли «самолетами») являются ключевыми частями их изобретения. Их «самолетики» были просто кусками ткани, натянутыми на деревянный каркас; у них не было профиль крыловой (aerofoil). Райт понял, что угол атаки имеет решающее значение: «В летательных аппаратах, характерных для данного изобретения, устройство поддерживается в воздухе из-за контакта между воздухом и нижней поверхностью одного или нескольких самолетов, контакт -поверхность представлена ​​под небольшим углом падения к воздуху.»[Курсив добавлен]. Хотя Райты были блестящими учеными-экспериментаторами, важно помнить, что им не хватало наших современных знаний в области аэродинамики и полного понимания того, как именно работают крылья.

Неудивительно, что чем больше крылья, тем большую подъемную силу они создают: удвоение площади крыла (это плоская область, которую вы видите при взгляде сверху) удваивает и подъемную силу, и сопротивление, которое оно создает. Вот почему гигантские самолеты (такие как C-17 Globemaster в нашем верхнее фото) имеют гигантские крылья.Но маленькие крылья также могут создавать большую подъемную силу, если они двигаются достаточно быстро. Чтобы создать дополнительную подъемную силу при взлете, у самолетов есть закрылки на крыльях, которые они могут выдвигать, чтобы опустить больше воздуха. Подъемная сила и сопротивление изменяются в зависимости от квадрата вашей скорости, поэтому, если самолет летит вдвое быстрее по отношению к набегающему воздуху, его крылья производят в четыре раз больше подъемной силы (и сопротивления). Вертолеты создают огромную подъемную силу, очень быстро вращая лопасти винта (по сути, тонкие крылья, вращающиеся по кругу).

Крыловые вихри

Теперь самолет не сбрасывает воздух за собой совершенно чисто. (Вы можете, например, представить, как кто-то выталкивает большой ящик с воздухом из задней двери военного транспортера, так что он падает прямо вниз. Но это не совсем так!) Каждое крыло фактически отправляет воздух вниз, создавая вращающийся вихрь (своего рода мини-торнадо) сразу за ним. Это немного похоже на то, когда вы стоите на платформе на железнодорожной станции, и скоростной поезд мчится мимо, не останавливаясь, оставляя за собой то, что кажется огромным всасывающим вакуумом.В случае с самолетом вихрь имеет довольно сложную форму, и большая его часть движется вниз, но не все. Огромный поток воздуха движется вниз по центру, но некоторое количество воздуха на самом деле закручивается вверх по обе стороны от законцовок крыльев, уменьшая подъемную силу.

Фото: законы Ньютона заставляют самолеты летать: самолет создает восходящую силу (подъемную силу), толкая воздух вниз к земле. Как видно на этих фотографиях, воздух движется вниз не аккуратным потоком, а вихрем. Помимо прочего, вихрь влияет на то, насколько близко один самолет может лететь позади другого, и это особенно важно вблизи аэропортов, где постоянно движется множество самолетов, создавая сложные модели турбулентности в воздухе.Слева: цветной дым показывает вихри на крыльях реального самолета. Дым в центре движется вниз, но поднимается за кончики крыльев. Справа: как вихрь появляется снизу. Белый дым показывает тот же эффект в меньшем масштабе при испытании в аэродинамической трубе. Обе фотографии любезно предоставлено Исследовательским центром НАСА в Лэнгли.

Как управляют самолеты?

Что такое рулевое управление?

Управлять чем угодно — от скейтборда или велосипеда до автомобиля. или гигантский реактивный самолет — означает, что вы меняете направление, в котором он движется.С научной точки зрения, изменение чего-то направление движения означает, что вы изменяете его скорость , то есть скорость, которую он имеет в определенном направлении. Даже если он движется с той же скоростью, если вы меняете направление движения, вы меняете скорость. Что-то менять Скорость (включая направление движения) означает, что вы ускоряете его . Опять же, не имеет значения, останется ли скорость то же самое: изменение направления всегда означает изменение скорости и ускорения.Законы движения Ньютона говорят нам, что вы можете ускорить что-либо (изменить его скорость или направление движения) только с помощью силы — другими словами, толкать или тянуть его как-то. Короче говоря, если вы хотите управлять чем-то, вам нужно приложить силу к Это.

Фото: Управление самолетом С-17 по крутому крену. Фото Рассела Э. Кули IV любезно предоставлено ВВС США.

Другой способ взглянуть на рулевое управление — подумать о нем как о том, чтобы что-то перестало двигаться по прямой линии и начало двигаться. по кругу.Это означает, что вы должны дать ему то, что называется центростремительная сила. Вещи, которые движутся по кругу (или рулевого управления по кривой, которая является частью круга) всегда есть что-то, что действует на них, чтобы дать им центростремительную силу. Если вы ведете автомобиль на повороте, центростремительная сила создается за счет трения между четырьмя шинами и дорогой. Если вы едете по кривой на скорости, часть вашей центростремительной силы исходит от шин, а часть — от наклоняясь в поворот. Если вы катаетесь на скейтборде, вы можете наклонить деку и наклониться, чтобы ваш вес помогал центростремительная сила.В каждом случае вы движетесь по кругу, потому что что-то обеспечивает центростремительную силу, которая тянет вас. путь от прямой до кривой.

Теоретически рулевое управление

Если вы находитесь в самолете, очевидно, что вы не контактируете с землей, так откуда берется центростремительная сила? чтобы помочь тебе держаться по кругу? Точно так же, как велосипедист, наклоняющийся в поворот, самолет «наклоняется» в поворот. Рулевое управление включает крен , где самолет наклоняется в одну сторону, и одно крыло опускается ниже, чем другое.Самолет общий подъемник наклонен под углом, и, хотя большая часть подъемника по-прежнему направлена ​​вверх, некоторые теперь действуют вбок. Это боком Часть подъемника обеспечивает центростремительную силу, которая заставляет самолет двигаться по кругу. Поскольку там меньше лифта действуя вверх, вес самолета меньше уравновешивается. Вот почему поворот самолета по кругу сделает он теряет подъемную силу и высоту (высоту), если пилот не делает что-то еще для компенсации, например, использует лифты (поверхности управления полетом в задней части самолета), чтобы увеличить угол атаки и, следовательно, снова поднять подъемную силу.

Изображение: Когда самолет кренится, подъемная сила, создаваемая его крыльями, наклоняется под углом. Большая часть подъемной силы по-прежнему направлена ​​вверх, но некоторые наклоняются в одну сторону, создавая центростремительную силу, которая заставляет самолет вращаться по кругу. Чем круче угол крена, тем больше подъемная сила наклонена в сторону, тем меньше поднимается сила, чтобы уравновесить вес, и тем больше потеря высоты (если пилот не компенсирует).

Рулевое управление на практике

В кабине есть рулевое управление, но это единственное, что у самолета общего с автомобилем.Как вы управляете тем, что летит по воздуху на высокой скорости? Простой! Вы заставляете воздушный поток проходить мимо крыльев с каждой стороны по-разному. Самолеты перемещаются вверх и вниз, поворачиваются из стороны в сторону и останавливаются комплексом Набор подвижных закрылков под названием , рулевые поверхности на передней и задней кромках крыльев и оперения. Их называют элеронами, рулями высоты, рулями направления, интерцепторами и воздушными тормозами.

Фото: На C-17 Globemaster более 20 поверхностей управления.При взгляде сверху они включают в себя: четыре руля высоты (внутренний и внешний), два руля направления (верхний и нижний), и два стабилизатора на хвосте; плюс восемь интерцепторов, четыре закрылка и два элерона на крыльях. Фото Тиффани А. Эмери любезно предоставлено ВВС США, с аннотацией на сайте Expainthatstuff.com.

Управлять самолетом очень сложно, и я не пишу здесь руководство для пилота: это всего лишь очень базовое введение в науку о силах и движении применительно к самолетам. Для простого обзора всех различных элементов управления плоскостью и как они работают, взгляните на статью Википедии о управляющих поверхностях.Основное введение НАСА в полет содержит хороший рисунок органы управления кабиной самолета и их использование для управления самолетом. Более подробную информацию вы найдете в официальном FAA. Справочник пилота по аэронавигационным знаниям (глава 6 посвящена управлению полетом).

Один из способов понять управляющие поверхности — построить себе бумажный самолетик и поэкспериментировать. Первый, Постройте себе простой бумажный самолетик и убедитесь, что он летит по прямой. Затем отрежьте или разорвите заднюю часть крыльев, чтобы элероны.Наклоните их вверх и вниз и посмотрите, какой эффект они занимают разные должности. Наклоните один вверх, а другой вниз и посмотрите, какая разница. Затем попробуйте сделать новый самолет с одним крылом больше другого (или тяжелее, добавив скрепки). Способ заставить бумажный самолетик поворачиваться — это заставить одно крыло генерировать большую подъемную силу, чем другое, — и вы можете сделать это разными способами!

Другие части самолета

Фото: Братья Райт очень научились летать, тщательно проверяя все особенности своих самолетов.Здесь они изображены во время одного из их первых полетов с двигателем 17 декабря 1903 года. Предоставлено NASA / Internet Archive.

Вот некоторые другие ключевые части самолетов:

• Топливные баки : Вам нужно топливо, чтобы привести самолет в действие — много. An Airbus A380 вмещает более 310 000 литров (82 000 галлонов США) топлива, что примерно в 7000 раз больше, чем у обычного автомобиля! Топливо надежно упакован в огромные крылья самолета.
• Шасси : Самолеты взлетают и приземляются на прочные колеса и шины, которые быстро убираются в шасси (самолет днище) с помощью гидроцилиндров для уменьшения лобового сопротивления (сопротивления воздуха) при они в небе.
• Радио и радар : братьям Райт пришлось летать на своих новаторский самолет Китти Хок полностью на виду. Это не имело значения потому что он пролетел у земли, пробыл в воздухе всего 12 секунд, и не было другие самолеты, о которых нужно беспокоиться! В наши дни небо наполнено самолеты, которые летают днем, ночью и в любую погоду. Для навигации необходимы радио, радары и спутниковые системы.
• Герметичные кабины : давление воздуха падает с высотой над поверхностью Земли — поэтому альпинистам необходимо использовать кислород цилиндры для достижения большой высоты.Вершина Эвереста — это чуть менее 9 км (5,5 миль) над уровнем моря, но реактивные самолеты обычно летали на больших высотах, и военные самолеты летали почти в три раза выше! Вот почему у пассажирских самолетов герметичные кабины: те, в которые постоянно нагнетается нагретый воздух чтобы люди могли нормально дышать. Военные летчики избегают проблемы, ношение лицевых масок и герметичных костюмов.

Благодарности

Я очень благодарен Стиву Носковичу за неоценимую помощь в уточнении и улучшении моего объяснения. о том, как крылья создают подъемную силу.

Рекламные ссылки

Узнать больше

На этом сайте

На других сайтах

• Руководство по аэронавтике для новичков: отличное введение в науку о полете (особенно для студентов) от Исследовательского центра NASA Glenn Research Center. Охватывает, как работают самолеты и двигатели, аэродинамические трубы, гиперзвук, аэродинамику, воздушные змеи и модели ракет.
• Документы Уилбура и Орвилла Райтов в Библиотеке Конгресса: довольно много интересных статей и фотографий Райтов доступны в Интернете.
• Летающая машина: оригинальный патент братьев Райт (подан 22 марта 1903 г. и выдан 22 мая 1906 г.) стоит прочитать, потому что он дает представление о полете собственными словами изобретателей. Поскольку в этом патенте описывается машина без двигателя, легко понять решающую важность крыльев в «летательной машине» — то, что мы склонны упускать из виду в эпоху реактивных двигателей!
• Справочник пилотов по аэронавигационным знаниям: Министерство транспорта США / FAA, 2016. К сожалению, даже в этом официальном руководстве приводится неверное объяснение подъемной силы Бернулли / равнопроходного транспорта.

Книги

Для читателей постарше

Для младших читателей

• Летная школа: Как управлять самолетом, шаг за шагом, Ник Барнард. Thames and Hudon, 2012. Хорошо иллюстрированный 48-страничный обзор для детей 8–12 лет.
• Очевидец: Полет Эндрю Нахума. Дорлинг Киндерсли, 2011. Наглядное руководство по истории и технологиям, лежащим в основе самолетов и других летательных аппаратов.
• Воздушные и космические путешествия Криса Вудфорда. Факты в файле, 2004. Это одна из моих собственных книг, в которой рассказывается об истории полетов на воздушных шарах, самолетах и ​​космических ракетах.Подходит для детей от 10 до взрослых.

Статьи

• [PDF] Как работают крылья? профессора Хольгера Бабинского. Physics Education, Volume 38, Number 6, 2003. Более подробное объяснение того, почему традиционное объяснение Бернулли подъемной силы неверно, и альтернативное объяснение того, как на самом деле работают крылья.

Видео

• Воздушный поток через крыло и Как работают крылья: эти короткие научные фильмы Хольгера Бабинского показывают движение воздуха по аэродинамическому профилю (аэродинамическому профилю) при изменении угла атаки и доказывают, что классическое простое объяснение Бернулли, основанное на равном времени прохождения, неверно.
• Как на самом деле работают крылья ?: Краткое изложение проекта Bloodhound SSC охватывает почти ту же тему, что и моя статья, но всего за полторы минуты!
• Как летают самолеты: длинное (18,5 минут) видео 1968 года от Федерального управления гражданской авиации, которое объясняет пилотам основы полета.
• Aerodynamics: Этот старый и крутой учебный фильм военного министерства США 1941 года объясняет теорию аэродинамических поверхностей и то, как они создают разную подъемную силу при изменении угла атаки.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2009, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Подписывайтесь на нас

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:

Цитируйте эту страницу

Вудфорд, Крис.(2009/2020) Самолеты. Получено с https://www.explainthatstuff.com/howplaneswork.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Больше на нашем сайте …

Взлет самолетов: 10 процедур, которые необходимо выполнить в первую очередь

(CNN) — Сидеть в здании аэровокзала в ожидании вызова нашего рейса — обычное явление для большинства из нас, но что на самом деле происходит там? на пандусе, пока мы внутри пялились на свои телефоны?

Самолет, который доставит вас к месту назначения, скорее всего, только что прибыл откуда-то еще.Когда он приземлится, он изменится с прибытия на рейс вылета.

Машины и люди на трапе, готовые быстро вернуть ваш рейс в воздух — в конце концов, самолет не приносит денег, сидя на земле.

Вот 10 шагов от прибытия до взлета:

1. Стоянка самолета

Как только самолет приземляется и выезжает на активную взлетно-посадочную полосу, пилоты получают инструкции руления от наземных диспетчеров. В крупных аэропортах может быть сложная и запутанная схема расположения рулежных дорожек, в то время как в некоторых аэропортах просто есть взлетно-посадочная полоса и зона пандуса.

Подойдя к терминалу, пилоты ищут выход на посадку и ждут, пока руководитель группы трапа начнет размахивать подсвеченными ярко-оранжевыми дубинками.

Там может быть вводная система освещения, чтобы помочь пилотам выстроиться в линию у ворот, или они могут просто следовать инструкциям, идущим от поводка на рампе.

Когда самолет замедляется до остановки, цель для носового колеса — нарисованная линия на рампе, соответствующая типу самолета. Это поставит самолет в нужное место для посадки пассажиров на мостик.

2. Подключение самолета

Двигатели самолета обеспечивают тягу и электроэнергию во время полета, но все пассажирские самолеты имеют небольшой реактивный двигатель, который вырабатывает электричество, когда самолет находится на стоянке — вспомогательная силовая установка или ВСУ .

ВСУ находится в хвостовом обтекателе, и пилоты запускают его, чтобы подать питание на системы самолета.

Но APU использует дорогостоящее топливо из баков реактивного самолета, поэтому многие аэропорты имеют наземную систему питания, или у ворот припаркована тележка с генератором.Как только панель доступа к самолету открывается и выполняется соединение с помощью сверхпрочного кабеля и вилки, источник питания переключается, и двигатели выключаются.

3. Подключение кондиционера

APU также питает системы климат-контроля самолета, надеясь поддерживать хорошую температуру в салоне во время стоянки. Как и в случае с наземным питанием, в некоторых аэропортах кондиционированный воздух подается через гибкие воздуховоды большого диаметра, которые подключаются к порту в нижней части самолета.

Или вы можете увидеть, как смонтированный на грузовике агрегат выполняет свою работу с воздуховодом, тянущимся к плоскости.Большому широкофюзеляжному самолету требуется два воздушных соединения для обеспечения комфорта в салоне.

4. Снятие с самолета

Пассажиры внутри самолета вскочили и нетерпеливо ждут в проходе, чтобы выйти — прямо сейчас.

Если ворота оборудованы, посадочный мост для пассажиров располагается у передних левых дверей.

В противном случае лестница, установленная на грузовике или тележке, скатывается вверх, и пассажиры испытывают волнение, спускаясь по лестнице и поднимаясь по пандусу, имея возможность оглянуться на свой самолет.

Небольшие региональные реактивные и турбовинтовые самолеты расположены близко к земле, а лестницы встроены в двери самолета, и до трапа остается всего пара ступенек.

5. Разгрузка багажа и груза

Контейнеры, заполненные сумками пассажиров, обрабатываются специальной машиной.

Ховард Слуцкен

Справа от самолета команда трапа начала действовать. После открытия дверей багажных и грузовых трюмов устанавливается ленточный погрузчик или контейнеровоз, в зависимости от самолета.

«Рэмпи» — это отраслевой термин для сотрудников авиакомпаний, которые загружают и разгружают самолеты.

Рэмпи в брюхе узкофюзеляжного самолета кладет каждое место багажа на ремень, а его партнер снимает его с ремня и кладет в багажную тележку.

Тележки направляются в камеру хранения багажа, и багаж сбрасывается на конвейер, который, надеюсь, появится на карусели вскоре после того, как вы приедете.

Широкофюзеляжным самолетам, перевозящим сотни пассажиров, требовался эффективный способ обработки багажа и грузов, поэтому багажные и грузовые отсеки были разработаны еще тогда, когда впервые появились гигантские реактивные самолеты.

Контейнеры заполняются сумками пассажиров и обрабатываются специальной машиной. Один рампи может управлять им и заставлять капсулы танцевать на платформе погрузчика или в трюмах самолета, активируя приводные колеса.

6. Запасы еды

Грузовики с доставкой присоединяются к толпе за пределами фюзеляжа самолета. Поднимаясь на ножничном подъемнике, ящик грузовика соответствует высоте дверей камбуза самолета.

Бригада общественного питания заменяет использованные тележки на камбузе новыми, каждая тележка имеет код для определенного места на камбузе.

Для обслуживания двухэтажного мега-реактивного самолета Airbus A380 грузовики общественного питания поднимаются вверх, к дверям верхней кухни.

7. Очистка туалетов

Возможно, это не самая желанная работа на рампе, но кто-то должен опорожнить туалеты самолета и заполнить систему пресной воды. Как и в случае с автомобилем для отдыха, это происходит не на каждой остановке.

Пандусы устанавливают цистерну и насосный агрегат, смонтированные на грузовике или тележке, и подсоединяют шланги для выполнения работы.

8. Заправка топливом

Как и у вашего автомобиля, топливные баки самолета не обязательно заполняются на каждой остановке.

Операционная группа авиакомпании выяснит, сколько топлива необходимо для каждого участка ежедневного маршрута самолета и когда нужно дозаправляться.

Большие грузовики-цистерны подключаются к топливной системе самолета под крылом, или самосвал подключается к топливному гидранту в рампе, затем к бакам реактивного самолета и откачивает.

9. Отталкивание

Отталкивание — это когда самолет отбрасывается назад от ворот аэропорта транспортными средствами, называемыми буксирами или тягачами.

Ближе к вылету буксир самолета припаркуется прямо перед носовым колесом.

Буксир может быть непосредственно прикреплен к носовой опоре самолета с помощью буксировочной балки или может быть буксиром с подъемным колесом. Эти буксиры удерживают переднюю опору, а затем поднимают ее перед перемещением самолета. Это дает водителю буксира возможность контролировать направление самолета во время буксировки.

Появляются новые технологии такси, такие как пилотируемые буксиры и электродвигатели, установленные на шасси самолета.Оба обещают сэкономить топливо и снизить шум в аэропорту.

10. Посадка и взлет

Экипаж завершил все предполетные приготовления, дверь кабины закрыта, и вы усаживаетесь на свое место. Ваше путешествие начинается с легкого толчка в обратном направлении, и вы предвкушаете грядущие приключения.

Не забудьте помахать на прощание рампи — они упорно трудились, чтобы помочь вам.

Что происходит, когда самолет взлетает? — WingMag

Прилив адреналина для многих пассажиров: когда самолет взлетает, а вас прижимают обратно к креслу.Но как, черт возьми, этой массивной машине удается оторваться от земли? Поясним, что именно нужно сделать перед взлетом самолета.

После посадки до взлета

В воздушном движении пилоты всегда сменяют друг друга, переходя к следующему этапу процесса. Как только самолет приземлился, его уже готовят к следующему вылету. Но сначала его нужно правильно припарковать. Пилот получает точные инструкции по рулению и парковке от диспетчера вышки и наземного персонала.По пути к терминалу системы освещения помогают определить точное местоположение. Затем жиклер направляется в точное положение с помощью системы парковки или направляющей.

После выключения двигателей задний вспомогательный силовой агрегат (APU) берет на себя питание и кондиционирование воздуха в переходные периоды. Если самолет находится в неподвижном состоянии в течение длительного периода времени, кондиционер и источник питания подключаются извне. Устанавливается лестница или трап, чтобы пассажиры могли высадиться.При этом разгружается багаж, а питание на борту пополняется или полностью заменяется. Самолет очищен, бачок туалета опорожнен, система заправлена ​​свежей водой и, конечно же, заправлена ​​керосином.

После того, как все будет сделано, самолет отодвигается от своего «носового положения». Здесь нос самолета указывает на ворота, и буксир аэропорта толкает его обратно на рулежную дорожку, так как он не может двигаться задним ходом.Оказавшись на рулежной дорожке, он медленно рулит к взлетно-посадочной полосе.

Подготовка к взлету

Прежде чем самолет сможет взлететь, необходимо тщательное планирование. Авиакомпания передаст это пилотам, которые проверят всю информацию и настроят ее. Проверена вся инфраструктура и техническое состояние. Эта проверка называется «Предполетная проверка». Все важные технические функции просматриваются, так сказать, под лупой.

Во время так называемой «внешней проверки» один из пилотов проверяет внешнее состояние самолета во время обязательного рейса.Особое внимание уделяется явным повреждениям, состоянию турбин и закрылков, а также шасси и тормозов. Другой пилот снабжает бортовой компьютер всеми возможными данными. Текущая информация о погоде для старта будет предоставляться в прямом эфире из соответствующего аэропорта.

Также необходима пилотная «Before-Taxi-Check» (проверка перед началом руления). Вся процедура является обязательной и должна выполняться перед каждым полетом. Помимо прочего, проверяется, заперты ли двери, пристегнуты ли все пассажиры, а приборы предоставляют правильную информацию.

При необходимости, воздушное судно будет очищено от снега и наледи антиобледенительной службой в холодное время года (см. Статью «Полеты зимой»). Какой маршрут выполняется и существуют ли ограничения на вылет, регулируется органами управления воздушным движением (УВД) и сохраняется в навигационных картах в кабине экипажа.

После того, как все сделано, самолет выводится из «носового положения» путем отталкивания. В этом положении самолет стоит носом у выхода на посадку и выталкивается на рулежную дорожку с помощью буксиров аэропорта, так как не может двигаться задним ходом.Оказавшись на рулежной дорожке, он катится к взлетно-посадочной полосе.

К взлету готовы: колеса начинают катиться

Наконец-то можно запустить; взлет самолета начинается. Воют двигатели, и самолет слегка приподнимается впереди. В большинстве случаев мощность двигателя используется не полностью. Чтобы уменьшить нагрузку на высокотехнологичные двигатели, пики мощности уменьшаются на точно рассчитанное значение. Существующую длину пути следует использовать с максимальной эффективностью. Это не только сокращает срок службы двигателей, но также снижает износ, шум и выбросы.

Для взлета на взлетно-посадочной полосе должна быть уже достигнута определенная скорость, так как это единственный способ преодолеть силу тяжести, чтобы самолет мог взлететь. Коммерческие авиалайнеры разгоняются до гордых 250 — 345 км / ч.

Руль высоты заставляет самолет вращаться вокруг своей поперечной оси. Носовая часть самолета поднимается, и передняя опора поднимается. Точка, до которой пилот может прервать взлет, называется V1. Если до этого момента он выключит дроссель, планер автоматически выполнит своего рода «экстренное торможение».После превышения V1 самолет должен взлететь.

Шины самолетов залиты азотом и катятся вместе с ним. Это означает, что они не управляются сами по себе, как на машине. Аэродинамическая подъемная сила на крыльях достигается за счет увеличения угла атаки. Сначала поднимается носовое колесо, затем задние колеса. Тяга, которую вы можете почувствовать в этот момент, вызвана силой тяжести и проходит уже через несколько секунд.

Наконец пилот взлетает и убирает шасси.В течение 15-20 минут самолет находится в режиме набора высоты (Climb), а затем переходит в крейсерский полет (Cruising).

Заглянем за кулисы

На следующем видео вы можете увидеть, какими командами пилоты обмениваются командами с наземным экипажем, вышкой, а также друг с другом во время взлета и как идет подготовка к взлету:

В течение всего времени пассажир может сидеть сложа руки и наслаждаться полным полетом.