Ar kada nors žiūrėdami į dangų ir pastebėję virš debesų skriejantį lėktuvą susimąstėte, kaip ta milžiniška mašina gali išsilaikyti ore?
Atrodo beveik neįmanoma, kad tai, kas pagaminta iš metalo ir veža šimtus keleivių bei jų bagažą, gali taip grakščiai skraidyti po visą pasaulį. Kiekvienas skrydis reiškia įspūdingą fizikos ir konstrukcijos pusiausvyrą.
4 pagrindinės jėgos
Skrydžiui labai svarbios keturios pagrindinės jėgos: keliamoji jėga, svorio jėga, traukos jėga ir pasipriešinimo jėga. Jos iš esmės veikia kaip nematoma komanda, dėl kurios kiekviena kelionė tampa įmanoma. Lėktuvą keliamoji jėga kelia į viršų, svorio jėga traukia žemyn, traukos jėga stumia į priekį, o pasipriešinimo jėga stabdo jo judėjimą. Skrydžio metu svarbiausia yra išlaikyti tinkamą visų keturių jėgų pusiausvyrą – kai traukos jėga didesnė už pasipriešinimo jėgą, greitis didėja, kai orlaivio priekinė dalis pakyla, pradedama kilti.
Keliamoji jėga daugiausia priklauso nuo sparnų. Sparnų profilis (taip pat vadinamas aerodinaminiu profiliu) turi nedidelį išlinkį viršuje ir plokštesnį paviršių apačioje. Orlaiviui judant į priekį, oro srautas virš išlenkto viršutinio paviršiaus juda greičiau, o apačioje – lėčiau. Dėl šio oro greičio skirtumo virš sparnų susidaro žemesnis slėgis, o po jais – didesnis, taigi, sukeliama pakankamai stipri į viršų nukreipta jėga, galinti atsverti sunkio jėgą. Kuo greičiau oras juda virš sparnų, tuo didesnė keliamoji jėga, ir kai ji tampa didesnė už svorio jėgą, lėktuvas kyla!
Kita vertus, svorio jėga veikia kaip sunkio jėga. Būtent svorio jėga mus laiko ant žemės ir orlaivį visą laiką traukia Žemės link. Kad jis pakiltų į dangų, keliamoji jėga turi įveikti šią trauką žemyn. Kai šios dvi jėgos yra subalansuotos, lėktuvas išlaiko horizontalųjį skrydį ir stabiliai sklendžia ore.
Tada dėl variklių pradeda veikti traukos jėga. Nesvarbu, ar tai riaumojantis reaktyvinis variklis, ar besisukantis propeleris, ore traukos jėga orlaivį stumia į priekį. Jei nebūtų greičio, sparnai nesukurtų keliamosios jėgos.
Ir galiausiai, pasipriešinimo jėga iš esmės yra oro pasipriešinimas. Natūrali trintis, verčianti lėktuvą lėtėti. Inžinieriams prireikia ne vienų metų aptakioms formoms ir lygiems paviršiams suprojektuoti, kad būtų kuo labiau padidinta keliamoji jėga ir kiek įmanoma sumažinta pasipriešinimo jėga, nes tada orlaiviai gali judėti efektyviai ir taupydami degalus, o EASA pareiga – atlikti visą sertifikavimo procesą.
Kaip viskas sudaro visumą
Kiekviena orlaivio dalis turi tam tikrą paskirtį. Prie sparnų galų esantys eleronai padeda orlaiviui suktis į kairę arba į dešinę. Aukščio vairas ant orlaivio užpakalinės dalies stumia jo priekinę dalį į viršų arba apačią, kad būtų galima valdyti aukštėjimą ir žemėjimą. Prie vertikalaus stabilizatoriaus pritvirtintas krypties vairas valdo orlaivio polinkį. Jiems veikiant kartu, pilotas orlaivį danguje gali valdyti nepaprastai tiksliai ir saugiai.
Šiuolaikiniuose orlaiviuose taip pat naudojamos pažangiausios technologijos, kad viskas veiktų visiškoje harmonijoje. Kompiuteriai nuolat stebi skrydžio sąlygas ir atlieka tikslųjį reguliavimą greičiau nei žmogus gebėtų. Sparnai suprojektuoti taip, kad būtų lankstūs turbulentiškame ore ir sugertų dalį dėl turbulencijos susidarančios energijos bei užtikrintų kuo sklandesnį skrydį.
Grįžimas prie pagrindų
Kad ir kiek sukurta technologijų, skrydžio fizika nepasikeitė nuo tada, kai 1903 m. pirmą kartą pakilo broliai O. ir W. Wrightai. Nesvarbu, ar tai sklandytuvas, sklendžiantis virš kalvos, ar komercinis lėktuvas, skrendantis per visą šalį, visada veikiama pagal tuos pačius principus. Keliamoji jėga turi atitikti svorio jėgą, o traukos jėga turi įveikti pasipriešinimo jėgą.
Skrydis nuostabus tuo, kaip lengvai jis atrodo. Nuo žemės atrodo, kad orlaivis tiesiog plaukia, tačiau tai – judantis fizikos šedevras.
Taigi, kai vėl skrisite orlaiviu ir žvelgdami pro langą stebėsite, kaip pasaulis apačioje vis labiau mažėja, prisiminkite ir įvertinkite tai, kas iš tiesų vyksta. Kiekvieną sekundę aplink jus yra visiška fizikos jėgų pusiausvyra. Sparnai valdo orą, varikliai stumia orlaivį į priekį, o pilotai ir keleivių salono įgula yra pasirengę užtikrinti jūsų saugumą.