Jak to się dzieje, że samoloty latają? Wyjaśnienie dla niefizyków

Jak to jest, że samoloty latają? My siedzimy sobie wygodnie i w krótkim czasie pokonujemy ogromne odległości. Większość roboty robi za nas fizyka. Tłumaczymy, jak to zrozumieć nie będąc fizykiem.

Naturalnie, piszemy tu o wersji uproszczonej, tak, by cały proces był jak najbardziej zrozumiały dla jak najszerszego grona odbiorców.

Jak samolot może latać?

Najważniejszym elementem samolotu są skrzydła. Do tego truizmu zaraz wrócimy. Czego potrzeba, by samolot ważący dajmy na to 500 ton mógł oderwać się od ziemi? Potrzeba siły nośnej, o odpowiednim kierunku (góra), odpowiednio dużej, by przezwyciężyła siłę ciążenia.

Zobacz też: Airbus wymierzył wysoko. Oto pierwszy na świecie samolot, który nie emituje spalin

Na powstawanie siły nośnej składa się kilka czynników. Po pierwsze, profil skrzydła. Chodzi o ich nachylenie względem opływających je mas powietrza. Tu musimy nieco skomplikować sprawę fizyką. Działają tu druga i trzecia zasada dynamiki – co oznacza, że skrzydło działa na powietrze z daną siłą zwróconą w dół, a powietrze działa na skrzydło siłą o takiej samej wartości, ale przeciwnym zwrocie, w efekcie czego powstaje siła nośna. Na górnej części skrzydła ciśnienie jest mniejsze, na dolnej – większe.

Ponadto skrzydło jest tak zaprojektowane, by powietrze opływające je od góry, pokonało dłuższą drogę, niż to od dołu, zatem rusza się z większą prędkością. Kolejnym czynnikiem zwiększającym siłę nośną są silniki odrzutowe zamontowane nie przypadkiem na skrzydłach.

Powietrze, które wlatuje do turbiny samolotu, miesza się z paliwem, w efekcie powstałe w wyniku takiego spalania gazy wyrzucane są z dużą siłą, co tworzy siłę nośną. Samolot na pasie startowym przyspiesza, powietrze na górnej części skrzydła przesuwa się coraz szybciej, dochodzi do spadku ciśnienia oddziałującego na górną część przy rośnięciu ciśnienia oddziałującego dolną część skrzydła. Przy odpowiedniej prędkości w końcu pokonuje siłę ciążenia i odrywa się od ziemi (prędkość zależy od samolotu i warunków atmosferycznych – mówimy o przedziale 177-330 km/h).

Skrzydła samolotu – co robią klapy, spojlery, lotki?

Skrzydła to szalenie skomplikowany mechanizm. Każde skrzydło samolotu ma klapy, które – wysuwane w dół lub do tyłu – istotne szczególnie przy lotach niższych prędkości, zwiększają wysklepienie i stabilizują lot. Sloty działają na podobnej zasadzie, znajdują się z przodu skrzydła.

Przeczytaj także: Nikt na świecie nie miał odwagi. Polska linia jako pierwsza kupuje niesławne samoloty

Spojler natomiast to płyta wysuwana z górnej powierzchni skrzydła, które przerywają strumień powietrza, zmniejszając siłę nośną. Samolot je wysuwa, gdy zbiera się do lądowania.

Kolejny element to lotki. Jeśli samolot ma skręcić, pilot podnosi lotki na jednym skrzydle, jednocześnie opuszczają się lotki na drugim. Podniesiona lotka zmniejsza siłę nośną po swojej stronie, na drugim skrzydle efekt jest odwrotny, a samolot się przechyla i skręca. Ostatnim wartym omówienia elementem skrzydła są winglety – te zagięcia na węższych końcach. Stosuje się, by złagodzić mieszanie się mas powietrza (spod skrzydeł i znad skrzydeł), zmniejszając opór i zwiększając zasięg.