Горизонты техники для детей, 1963 №7 (14)

Самолет летает по воздуху, поэтому сначала поговорим о воздухе. Воздух — это реальное вещество. Детям трудновато это понять. Они не хотят согласиться с тем, что пустой стакан, стоящий на столе, всё-таки не пустой, а заполнен воздухом. Если такой «пустой» стакан поставить в сосуд с водой вверх дном, сразу же заметите, что вода не заполнит весь стакан. А почему? Если стакан перевернуть в воде, из него начнут выходить маленькие пузырьки. Только после этого вода заполнит весь стакан. Воздух — это газ, или, точнее говоря, смесь газов. Его можно сжать, то есть в небольшом объеме заключить большое количество воздуха. Небольшое количество воздуха, наоборот, можно заключить в большом объеме, то есть разделить воздух. Сжатый воздух обладает большим давлением, разреженный — малым давлением, то есть давлением, меньше атмосферного.

Каждый из вас делал, наверное, бумажные самолетики и с силой запускал их. Именно если такой самолетик с силой бросить вверх, он может далеко полететь, а если пустить слегка — упадет сразу же на землю. Значит, чтобы бумажный самолетик удерживался в воздухе, он должен постоянно двигаться вперед. Большие самолеты двигаются вперед за счет мощных двигателей, подъемная сила вращающих пропеллер. Быстро вращающийся пропеллер выбрасывает за себя огромные массы воздуха, обеспечивая поступательное движение самолета. Здесь как раз и выступает принцип действия и противодействия, о котором мы говорили в предыдущих номерах. Каждому действию соответствует противодействие, равное по величине и противоположное по направлению.

А почему бумажный самолетик, как и большой самолет, двигаясь достаточно быстро вперед, не падает на землю?

Давайте проделаем с вами простой и очень интересный эксперимент. Согнем лист бумаги, как это показано на рисунке, и положим его на стол. Через соломинку будем вдувать воздух под согнутый лист, чтобы сдуть лист со стола. Что же получится? Вместо того, чтобы подняться вверх, лист бумаги прогнется вниз, как бы прилипая к столу, причем, чем сильнее будем дуть, тем плотнее лист прилипнет к столу. Это значит, что давление воздуха сверху больше давления воздуха снизу. Давление воздуха сверху остается неизменным. Что же происходит с давлением воздуха снизу? Оно уменьшилось, поэтому лист бумаги прогнулся вниз. Это произошло следующим образом: воздух под листом движется с некоторой скоростью, зависящей от силы, с которой мы дуем из соломинки. Воздух движется, а его давление, направленное вниз, уменьшается.

Чем больше скорость, тем меньше давление воздуха.

По этому же принципу построен ряд приборов, например, всем вам известный пульверизатор для распыления одеколона.

Крыло самолета имеет специальный профиль. Снизу поверхность крыла довольно плоская, а сверху немного выгнутая. Воздух, протекающий при движении самолета вдоль верхней поверхности крыла, должен пройти больший путь, чем вдоль нижней поверхности, так как верхняя поверхность выпуклая. Скорость верхней струи воздуха больше скорости нижней струи. Там, где большая скорость, должно быть меньшее давление. Меньшее давление будет над верхней поверхностью крыла (над верхним профилем), а большее — под нижней поверхностью крыла. На крыло будет действовать выталкивающая сила, направленная вверх. Эта сила называется подъемной силой крыла. Она действует постоянно при движении самолета и удерживает его в воздухе.

На первый взгляд эта сила кажется небольшой. На один квадратный сантиметр поверхности крыла приходится всего несколько килограммов этой силы (в зависимости от скорости, профиля крыла и т. п.). Но на один квадратный метр приходится несколько сот килограммов этой силы. Даже самый маленький самолет имеет несущую поверхность крыльев, равную десяти с лишним квадратным метрам. Подъемная сила больших самолетов равна десяткам тысяч килограммов.

Старт самолета происходит так, что по мере набирания скорости на стартовой дорожке крылья самолета создают всё большую подъемную силу. При определенной скорости подъемная сила превышает силу тяжести самолета, который поднимается в этот момент в воздух. Поднявшись на требуемую высоту, самолет летит вперед за счет вращения пропеллера, преодолевая сопротивление воздуха, не набирая высоты, так как подъемная сила уравновешивает тяжесть самолета.