Здесь вы узнаете, как поднимать предметы с помощью фена, почему духи - великое изобретение и как же летит самолет.
Каждый из нас видел эти пролетающих над головой огромных металлических птиц, а большинство даже знает, как именно они летают. Разница давлений, и крыло какой-то необычной формы, собственно все.
Но мне такое объяснение не очень нравилось. Про давление я знаю только то, что у взрослого человека с ним бывают проблемы и оно может предсказывать погоду.
Для того, чтобы понять, почему летит самолет, нам нужно разобраться с самим давлением воздуха.
"Термин непонятный, что-то из физики, наверняка скучно и сложно." - подумаете вы, и будете правы, если начнете читать об этом в учебнике. Но я не учебник, и мне эти ваши формулы даром не нужны.
Предположим, что у нас есть сова и два человека, которые давят на нее с двух сторон. Сове неприятно, но она нарисованная, так что мы ничего не нарушаем. Если люди с двух сторон будут давить на сову с одинаковой силой, то сова будет оставаться на месте. Но мы замечаем, что у парня слева нет бицухи, и он слабее. Понимаем, что сова будет понемногу двигаться влево.
Делаем умный вывод, что объект (сова) стремиться в ту сторону, где меньше давления.
Воздух вокруг нас занимается тем же, чем и парни на картинке. Только в отличии от них он давит не сильно и со всех сторон сразу. Поэтому предмет остается на месте. Но если по какой-то причине с одной стороны он начнет давить меньше, объект сдвинется в сторону меньшего давления.
Возникает следующий вопрос: как тогда изменить давление воздуха с какой-то одной стороны? В этом нам помог человек по имени Даниил Бернулли, который путем экспериментов и размышлений в душе пришел к выводу, что чем выше скорость потока воздуха, тем ниже его давление.
Эксперименты
Вместо того, чтобы углубляться в физику и путать себя формулами, проведем пару экспериментов. Убедимся, что Даниил не брехло.
Первый эксперимент понагляднее. Нам понадобится длинный сосуд, вроде колбы. Насыпаем внутрь что-то легкое. Подойдет пенопласт, воздушный рис или пыль. Что найдете. Засыпаем внутрь колбы. Берем фен или пылесос с обратным режимом выдува. Если ничего нет, можно воспользоваться надутым воздушным шариком. Нам важна скорость потока воздуха. Чем выше, тем лучше. На крайний случай пользуемся легкими, но там как получится.
Пока мы никак не воздействуем на крупинки, они просто лежат на дне. Но если мы создадим большой поток воздуха над колбой, они полетят вверх.
Так как крупинки двинулись в сторону сильного потока воздуха (вверх), делаем вывод, что давление сверху намного меньше. Воздух снизу становится сильнее (как мужик справа на первом фото) и крупинки поднимаются вверх.
А не потому, что воздух как-то попадает внутрь и как-то поднимает каждую крупинку.
Для второго эксперимента нам понадобится только мусорный пакет литров на 60. Поищите на кухне.
1. Выпускаем весь воздух из пакета.
2. Пытаемся наполнить его через трубочку или узкую щель воздухом из собственных легких. Если вы бегун или лыжник, сможете надуть литра четыре и это успех, я вами горжусь. У всех остальных, включая меня получится не больше трех.
3. Снова выпускаем весь воздух, но теперь наполняем его не через узкую щель, а задуваем, слега отдалившись и оставив дыру побольше. Удивительно, но вы надуете почти все 60 литров.
Как вы уже понимаете, дело в давлении. Собственными легкими вы направили поток воздуха в пакет, а воздух, который находился рядом стал притягиваться к нему, так как давление в потоке меньше. Этот воздух и прибавился к тому, что вы надули в пакет.
Вступление заняло большую часть этой истории, но, надеюсь, было полезно и интересно. А главное - понятно.
Пульверизатор
Мы добрались и до него. Работает он по тому же принципу, что и колба. Нам нужно уменьшить давление вверху, чтобы капли жидкости потянулись вверх.
Нажимаем на помпу, скорость воздуха увеличивается, давление сверху трубки уменьшается. Так же, как в первом эксперименте с крупинками, капли воды поднимаются вверх и вылетают в сторону напора воздуха. Такой механизм вы наверняка видели в сериалах или у бабушки на тумбе. Так выглядели раньше духи. Уже через пару десятков лет мы смогли использовать тот же принцип в построении первых самолетов.
Самолет
Летать мы хотели на протяжении всей истории человечества, но полых костей, как у птиц, мы не вырастили, а разгоняться достаточно быстро не научились. Однако изобретение воздушного шара с корзиной показало, что летать мы все таки можем. Тут главное захотеть.
Считается, что первыми, кто действительно захотел, были браться Райт. Но информация не точная, источники расходятся во мнениях. Люди пробовали строить крылья, как у птиц, делали велосипеды с лопастями, разгонялись с утесов на своих прототипах. Интернета не было, а желание повеселиться было.
Когда люди поняли, что очевидные методы работают не очень хорошо, стали искать способы остроумнее. Нужно было сделать так, чтобы сам воздух поднимал нас вверх, а не сопротивляться ему.
Начали с простого принципа, который мы сегодня называем углом атаки. Если в двух словах, нужно повернуть крыло так, чтобы большая часть воздуха при разгоне била вниз крыла и толкала его вверх.
Если крыло стоит горизонтально, поток воздуха просто пройдет мимо. Поэтому конструкции первых самолетов были с приподнятыми крыльями. Самый наблюдательные уже заметили, что сам воздух при разгоне не только поднимает самолет вверх, но и тормозит его (крыло ударяется о воздух). Да и снижаться при таком расположении крыла крайне сложно.
Если вам интересно, почему воздух именно "обволакивает" крыло, можете провести мини эксперимент. Наполните водой какую нибудь емкость, окуните ладонь на сантиметр и проведите вдоль. Вода под силой притяжения будет стремиться как можно быстрее занять свое первоначальное положение, опускаясь сразу за вашей ладонью. С воздухом то же самое.
Стало понятно, что концепт крайне интересный, но не всегда удобный. И тогда взоры людей обратились в Даниилу Бернулли и его гениальному закону зависимости давления воздуха от скорости. Если скорость воздуха сверху крыла будет выше, чем снизу, сам воздух будет поднимать нас вверх. Перепробовали кучу конструкций, но ключевым в итоге стало новое строение крыла. Разрешите представить вам: современное крыло!
Идея проста: чем больший путь нужно преодолеть воздуху, тем быстрее он это сделает. (помним, что он пытается как можно скорее вернуться в изначальное положение). Поэтому верхнюю часть крыла сделали выпуклой, а нижнюю почти прямой.
Поток воздуха разбивается на два в начале крыла и встречается в его конце. И как завещал нам дядюшка Бернулли, давление сверху меньше из-за скорости. Крыло движется вверх.
Но главный плюс такой конструкции заключается в том, что при отрицательном угле наклона (как справа на картинке) поток сверху все еще может двигаться быстрее. Угол наклона не очень большой, но для комфортной посадки и безопасности более чем достаточно.
Для этой статьи пришлось немало рисовать. Поддержите её лайком и оставляйте комментарии с дополнениями! Спасибо!