Мик О'Хара - Почему у пингвинов не мерзнут лапы? и еще 114 вопросов, которые поставят в тупик любого ученого

Конструкцию иллюминаторов изменили, на фюзеляже разместили небольшие иллюминаторы. Так проблема была решена, положение иллюминаторов остается неизменным по сей день.

Майк БернеКолледж Веллингтон, Кроуторн, Беркшир, Великобритания

«Почему, когда ведешь машину, руль сам возвращается в исходное положение, если после поворота убрать с него руки? На машине Lego Technics моего друга так не бывает».

Стремление руля вернуться в исходное положение вызвано стабилизирующим действием передних колес. Этот эффект наглядно виден на магазинной тележке, где вертикальная поворотная ось каждого колеса находится впереди точки соприкосновения колеса с опорой. Если начать толкать вперед тележку, колеса которой не направлены в сторону ее движения, они сами выровняются под действием силы торможения между опорой и колесом.

Если объяснять подробнее, то при движении тележки вперед сила торможения, приложенная опорой к колесу, всегда будет направлена в сторону, противоположную направлению движения колеса по опоре.

Если колеса не выровнены в направлении движения тележки, сила сопротивления не действует на поворотные оси, следовательно, создается вращающий момент вокруг этой оси, который всегда стремится изменить положение колеса.

В машинах тот же эффект достигается с помощью наклона рулевого колеса, а также тем, что точка пересечения оси с землей находится перед точкой соприкосновения шины с землей. То же самое справедливо для велосипеда, в чем вы убедитесь, если приложите палку вдоль поворотной оси переднего колеса так, чтобы край палки касался земли, вы обнаружите, что эта точка находится перед точкой соприкосновения шины с землей.

Можно продемонстрировать стабилизирующее воздействие на велосипед, катая его вперед-назад за седло и не придерживая руль. При движении вперед велосипед довольно легко вести по сравнительно прямой линии.

Но вести велосипед за седло назад почти невозможно: переднее колесо будет пытаться развернуться на 180°, как колесо магазинной тележки. При переходе на задний ход в машине вы тоже заметите, что руль перестает возвращаться в исходное положение.

Билл ЛафтонСаутгемптон, Гемпшир, Великобритания

«Весь наш класс, в том числе и учитель математики, в тупике. Мы не можем понять, как самолету удается летать вверх шасси и не падать на землю. Если мы правильно понимаем, крылья сконструированы таким образом, чтобы поддерживать самолет в воздухе при горизонтальном движении. Но когда самолет летит колесами вверх, как часто делают маленькие самолеты, ясно, что подъемная сила должна действовать в обратном направлении и прижимать самолет к земле. Но маленьким самолетам удается летать в перевернутом состоянии довольно долго. Как такое возможно?»

Аэродинамический профиль крыла самолета имеет некоторое отношение к подъему в воздух при нормальном полете, но более важным фактором является угол атаки — угол, под которым воздух ударяет в крыло.

Крылья самолета обычно наклонены под углом около 4° в горизонтальной плоскости по сравнению с корпусом самолета. Это хордовый угол крыла.

Так что даже когда фюзеляж выровнен, угол атаки крыла составляет 4°. Возникает подъемная сила, такая же, как действующая на ладонь, если держать ее под углом около 45° к горизонтали в потоке воздуха, движущемся с большой скоростью. Рука не имеет аэродинамического профиля, но вы будете ощущать действие подъемной силы, вызванной углом атаки ладони к приближающемуся ветру.

Этот принцип позволяет самолетам летать в перевернутом виде. Нос самолета при этом задирается сильнее, чем при обычном полете, из-за необходимости компенсировать хордовый угол крыльев. Но если угол атаки положительный по сравнению с касательным воздушным потоком над крылом, тогда направленная сила все равно возникает. Это подъемная сила, которая преодолевает силу, созданную формой крыла, и удерживает самолет в воздухе.

Переворачивая самолет в воздухе, пилоты должны опасаться в первую очередь остановки двигателя, поскольку и топливная, и масляная системы большинства обычных легких самолетов действуют под влиянием гравитации. При перевороте самолета поступление топлива может прекратиться, поскольку клапан, подающий топливо двигателю, вдруг оказывается над баком.