Czy kiedykolwiek pytałeś, jak wysoko lecą samoloty? Odpowiedź jest łatwa do zrozumienia, kiedy pamiętasz, jak działa lot samolotem. Każdy przedmiot, który porusza się w płynie, jest pod wpływem czterech sił, oporu, podnoszenia, ciężaru i ciągu. Suma netto musi być dodatnia, aby wpływ ciągu i siły podnoszenia utrzymywał samolot w powietrzu. Ciąg i siła nośna zależą od gęstości powietrza. Dlatego łatwiej jest osiągnąć idealną siłę nośną i ciąg na wyższych wysokościach niż na niższych wysokościach. To, jak wysoko leci samolot, nie jest ustalone, z wyjątkiem granicy próżni w przestrzeni, w której atmosfera staje się zbyt cienka, aby działała aerodynamika.
Podnoszenie i pchanie to główne siły, które umożliwiają lot. Dopóki będą większe niż ciężar lub opór, samolot będzie latał. Ciąg jest przyspieszeniem do przodu wytwarzanym przez silnik samolotu. Im mniej gęste powietrze, tym większy ciąg musi wytworzyć samolot, aby wytworzyć potrzebny wzrost. Pełne wyjaśnienie jest dość skomplikowane, ale najlepszym sposobem na wyrażenie jest to, że każdy samolot ma maksymalny warunek, jaki osiąga latać. To maksimum jest najlepszą możliwą kombinacją gęstości, prędkości i wysokości do latania samolotem. Dlatego wysokość, którą może latać samolot, może być tak różna. To zależy od potrzeb samolotu.
Dobrym przykładem są komercyjne dysze turbo. Turbo dysze lecą poniżej prędkości dźwięku. Też dużo ważą. Aby osiągnąć optymalne warunki lotu i latać z prędkościami wystarczająco wygodnymi, aby podróż samolotem była opłacalna, większość samolotów komercyjnych lata na 30 000 stóp. Jest wystarczająco wysoki, aby samolot miał najmniejszy opór i mógł osiągnąć maksymalną prędkość, którą jego silniki mogą bezpiecznie wytwarzać. Statki naddźwiękowe, takie jak myśliwce i samoloty szpiegowskie, mogą latać znacznie wyżej. Wynika to z faktu, że konstrukcja samolotu ułatwia mu opór i wytwarza większy ciąg, aby skompensować cieńsze powietrze.
Widzimy więc, że wysokość samolotu może latać zależy od jego użycia, oporu, siły nośnej, ciągu i ciężaru. Wiemy również, że bezwzględną granicą samolotów będzie, gdy powietrze stanie się zbyt rzadkie, aby działać jak płyn, który jest najwyższym poziomem atmosfery. Obecnie naukowcy chcą wykorzystać ten górny poziom atmosfery, aby pomóc samolotom latać jeszcze szybciej. Jednak nadal istnieją bariery, takie jak tarcie i konstrukcja silnika.
Napisaliśmy wiele artykułów o samolotach dla czasopisma Space Magazine. Oto artykuł o największym samolocie, a także artykuł o zdjęciach samolotów.
Jeśli chcesz uzyskać więcej informacji o samolotach, zapoznaj się z tymi artykułami z How Stuff Works. Oto artykuł o tym, jak latają samoloty.
Nagraliśmy też cały odcinek Astronomii Przesyłaj całą nawigację GPS. Posłuchaj tutaj, odcinek 212: Nawigacja GPS.
Źródła:
NASA
Jak działają rzeczy
