Jak działają samoloty

Każdy obiekt na Ziemi ma wagę, iloczyn grawitacji i masy. Na przykład samolot pasażerski Boeing 747-8 ma maksymalną masę startową 487,5 tony (442 tony metryczne), czyli siłę, z jaką ciężki samolot jest przyciągany w kierunku Ziemi.

Siła przeciwna ciężaru to winda, która utrzymuje samolot w powietrzu. Osiąga się to za pomocą skrzydła, znanego również jako płat. Podobnie jak w przypadku oporu, winda może istnieć tylko w obecności poruszającego się płynu. Nie ma znaczenia, czy obiekt jest nieruchomy, a płyn się porusza (jak w przypadku latawca w wietrzny dzień) lub jeśli płyn jest nieruchomy, a obiekt przez niego porusza się (jak w przypadku szybującego odrzutowca w bezwietrzny dzień). Naprawdę liczy się względna różnica w prędkościach między obiektem a płynem.

Jeśli chodzi o rzeczywistą mechanikę podnoszenia, siła występuje, gdy poruszający się płyn jest odchylona przez solidny przedmiot. Skrzydło rozdziela strumień powietrza na dwa kierunki: w górę i nad skrzydłem oraz w dół wzdłuż dolnej części skrzydła.

Skrzydło jest ukształtowane i pochylone tak, że poruszające się nad nim powietrze porusza się szybciej niż powietrze poruszające się pod nim . Kiedy poruszające się powietrze przepływa nad obiektem i napotyka przeszkodę (taką jak nierówność lub nagły wzrost kąta skrzydła), jego ścieżka zwęża się, a przepływ przyspiesza, ponieważ wszystkie cząsteczki pędzą. Po minięciu przeszkody ścieżka rozszerza się, a przepływ znów zwalnia. Jeśli kiedykolwiek uszczypnąłeś wąż z wodą, zaobserwowałeś tę samą zasadę w działaniu. Ściskając wąż, zwężasz ścieżkę przepływu płynu, co przyspiesza cząsteczki. Zmniejsz ciśnienie, a przepływ wody powróci do poprzedniego stanu.

Gdy powietrze przyspiesza, jego ciśnienie spada. Zatem szybciej poruszające się powietrze poruszające się nad skrzydłem wywiera na nie mniejszy nacisk niż wolniej poruszające się pod skrzydłem. Rezultatem jest pchnięcie windy w górę. W dziedzinie dynamiki płynów jest to znane jako zasada Bernoulliego.