Почему самолёт летит и не падает — что такое подъёмная сила?
Самолёт весит сотни тонн, но летит. Что за подъёмная сила его держит и откуда она берётся? Это правда из-за формы крыла или из-за угла?
2 ответа
Самолёт держит в воздухе подъёмная сила — она направлена вверх и уравновешивает вес.
Крыло отклоняет встречный поток воздуха вниз. По третьему закону Ньютона, если крыло толкает воздух вниз, воздух толкает крыло вверх. Это и есть главная, честная причина подъёмной силы.
Два фактора создают это отклонение потока:
- Угол атаки — крыло наклонено к потоку, как ладонь из окна машины. Поток бьёт снизу и отклоняется вниз.
- Форма профиля — верх крыла выпуклый, поток над ним загибается вниз за задней кромкой.
Подъёмная сила тем больше, чем больше:
- скорость (входит в квадрате! вдвое быстрее → вчетверо больше силы),
- площадь крыла,
- плотность воздуха,
- угол атаки (до определённого предела).
Поэтому на взлёте выпускают закрылки (увеличивают площадь и кривизну крыла) и разгоняются — нужна большая скорость, чтобы оторваться.
Важно: если задрать угол атаки слишком сильно (примерно больше 15°), поток срывается с крыла, подъёмная сила резко падает — это сваливание (срыв потока). Опасный режим.
Самый простой образ: крыло — это «лопата», которая на ходу кидает воздух вниз. Кидаешь массу воздуха вниз — тебя отдачей толкает вверх. Чем быстрее летишь и чем больше крыло, тем больше воздуха отбрасываешь за секунду, тем больше сила. Форма профиля помогает делать это эффективно и без срыва.