Изобретение самолета - одно из крупнейших достижений XX века. Источником вдохновения человеку послужили наблюдения за авиаторами, созданными самой природой, - птицами.
С давних времен человек страстно мечтал научиться взмывать в небо с легкостью и грациозностью птицы. В Древней Греции существовала легенда об Икаре, смастерившем крылья из воска и перьев и взлетевшем в небо.
Великий итальянский художник и изобретатель эпохи Возрождения Леонардо да Винчи тоже был неутомимым поборником идеи механического полета. Он оставил множество рисунков со своими чертежами летательных аппаратов. Но прежде чем тайна полета постепенно начала раскрываться, прошло еще четыреста лет.
Важное открытие
В 1738 году швейцарский математик и врач Даниэль Бернулли октрыл, что чем быстрее движение жидкости или газа, тем ниже давление. Например, при встрече с движущимся крылом птицы воздух разделяется на два потока, идущих над крылом и под ним. Поскольку верхняя поверхность крыла изогнута и, следовательно, длиннее более плоской нижней, воздуху требуется пройти большее расстояние. Поэтому он движется с большей скоростью и быстрее теряет давление под крылом и приподнимая его вверх. Это называется подъемной силой.
В XIX веке многие пионеры воздухоплавания использовали этот принцип при создании примитивных планеров. В 1853 году Джорж Кейли, которого часто называют "отцом аэроплана", построил и испытал первый в мире планер. Затем, в 1890-х гг., американцы братья Райт сконструировали крыло, позволившее сделать полет управляемым.
Если отделить крыло от корпуса самолета и посмотреть на него в сечении, станет видно, что по форме оно напоминает лежащую на боку каплю, со сплющенным основанием. Широкая и изонутая передняя часть (передняя кромка), более плоская и тонкая задняя часть (задняя кромка) - такая форма называется аэродинамическим профилем. Он демонстрирует закон Бернулли путем создания двух воздушных потоков: над и под крылом.
Образование вихря
Подъемная сила, образующаяся в результате этого действия, увеличивается за счет естественного движения водуха. Проходя по крылу и скатываясь с его задней кромки, воздушный поток образует воронку, как вода, стекающая в сливное отверстие. Такая турбулентность называется начальный вихрь. Он, в свою очередь, образует встречный вихрь. По силе он равен начальному, но вращается в обратном направлении, проходит под крылом и встречается с основным воздушным потоком, движущимся в противоположном направлении. В результате движение основного воздушного потока замедляется .
Встречный вихрь образуется на передней кромке крыла прежде, чем слиться с основным потоком воздуха. В результате нижний поток воздуха замедляется, а верхний ускоряется. Давление на крыло уменьшается, а под крылом повышается, вследствие чего возрастает подъемная сила.
Взлет!
Теперь неоходимо было каким-то образом задать самолету ту скорость, которая создаст требуемую поъемную силу. Американцы Уилбур и Орвилл Райт решили эту проблему, построив небольшой двигатель с предельно малым весом. Двигатель приводил в действие несколько пропеллеров в форме аэродинамических профилей, установленных в вертикальном положении в передней части самолета. Движение воздуха, создаваемое этим вращением, называется тягой. Тяга образует направленную вперед подъемную силу, отталкивая воздух назад и заставляя самолет двигаться вперед. Братья Райт осуществили первый в мире полет на летательном аппарате тяжелее воздуха 17 декабря 1903 года в городе Китти-Хок, штат Северная Каролина. Их "Флайер" находился в воздухе лишь 12 секунд и прелетел лишь 36 метров, но тем не менее удалось успешно продемонстрировать верность принципа, положенного в основу всего последующего самолетостроения.
Продолжение следует. В следующей части:
- Современные двигатели
- Короткий взлет и посадка
- Поворот
- Мягкая посадка
- Остановка самолета
