Как вообще можно говорить, что вертолёт и самолёт - это одинаковые машины? У одного винт, у другого реактивный двигатель (хотя бывают и другие). Один взлетает вертикально, а другому нужна взлётная полоса. Но секрет кроется в принципе полёт.
Спросите любого человека, который не интересуется техникой - а как летает вертолёт? Нет, ну конечно вы услышите, что он раскручивает винт и потому начинает подниматься над Землей. Но в базе процесс будет описываться скорее всего, как отталкивание винтом воздуха и создание некоторой подушки, которая и поднимет вертолёт. Вот с этого места и нужно говорить подробнее.
Очень многие убеждены, что когда винт вращается, он создаёт под лопастью подушку из воздуха. Как будто это огромный насос. Но на самом деле винт вертолёта - это тоже самое крыло, но другой формы. В случае самолёта крыло разгоняют вперёд и появляется подъемная сила, а в случае вертолёта крыло раскручивают. Очень приближенно действительно можно ориентироваться на сопоставление с перекачкой воздуха, потому что подъёмная сила возникает благодаря зоне низкого и высокого давлений. Но по факту это совсем другой процесс.
Ваша правда тут в том, что у вертолёта действительно есть так называемый эффект воздушной подушки, пока он находится рядом с Землей. Она увеличивает силу тяги примерно на 20%.
Но это не огромный пылесос, который включили на выдув и тот благодаря такому подходу вдруг взлетел и выше оно уже не работает так. Какое-то количество воздуха действительно будет перекачивать, но это совсем другая логика работы.
Так, как представляют себе работу вертолёта большинство, работает на самом деле машина на воздушной подушке. Там действительно мощные вентиляторы нагнетают ту самую подушку, что приподнимает всю машину.
Если сказать в двух словах: вертолёт держится в воздухе благодаря той же подъёмной силе, что и самолёт. Только вместо неподвижного крыла у него есть вращающийся винт.
Каждая лопасть этого винта сделана по форме крыла — вытянутая и узкая. Когда винт раскручивается, лопасти встречают поток воздуха. Сверху он идёт быстрее, снизу — медленнее, и возникает разница давлений. Именно она и толкает вертолёт вверх.
Крыло самолёта работает тоже как хитрый разделитель потоков воздуха. Его верхняя поверхность сделана более выпуклой, а нижняя — более плоской. Когда самолёт летит вперёд, воздух встречает крыло и вынужден огибать его. Потоку сверху приходится двигаться быстрее, а снизу медленнее. Из-за этого сверху создаётся область пониженного давления, а снизу - повышенного. Разница давлений толкает крыло вверх, и это усилие мы называем подъёмной силой.
Чем быстрее самолёт движется, тем сильнее поток воздуха, а значит, тем больше подъёмная сила. Управляя углом наклона крыла к потоку (углом атаки), пилот может менять величину этой силы — именно так самолёт набирает высоту или снижает её.
На такую мысль вас легко может натолкнуть и строение винта. Посмотрите внимательно на лопасти. Они очень похожи на аэродинамическую форму крыла. А почему так? Потому что цель раскручивания не перекачивать воздух (там эффективно работал бы другой профиль), а поймать подъемную силу и опираться именно на этот физический эффект.
Получается, что вертолёт и самолёт похожи значительно больше, чем нам это может показаться.
Подборка статей мини-курс "Математика для физика простыми словами"
⚡ Ещё больше интересного в моём Telegram!
Хочется помочь проекту? Просто поставьте лайк 👍 и подписывайтесь на канал ✔️! Напишите комментарий и поделитесь статьёй с друзьями
