Съдържание
Изработен от човека самолет лети според същите принципи на физиката, както и птицата: той трябва да преодолее гравитационните сили, за да постигне повдигане и полет. Крилата на самолета работят за генериране на асансьора и те постигат това чрез извиване на потока въздух около тях. Без крила самолетът е просто автомобил.
ВС
Самолетите - и птиците - могат да летят, защото балансират четири сили: повдигане, тежест, влачене и тяга. Самолет излита във въздуха, когато повдигачът - силата, която се натиска нагоре върху долната повърхност на крилата му - надвишава тежестта на самолета поради силата на гравитацията. Повдигането се създава от въздушния поток около самолета, особено около крилата. Издърпването е силата на съпротивлението на въздуха срещу движението на самолета. Тази сила се увеличава с увеличена скорост на самолета, но намалява, ако самолетът има гладка или аеродинамична форма. Двигателят и задвижващата система на самолета, реактивен или витлов, генерира сила на тяга, за да преодолее съпротивлението.
Нютон и Бернули
Двама европейски учени обясниха принципите на полета на самолета. Английският физик Исак Нютон (1642–1727) изброи три закона за движение, които са приложими за всички движещи се обекти. Първият е, че обектите остават в покой или при равномерно движение, освен ако не са принудени да се променят от външна сила. Втората гласи, че сила, насочена към обект, го кара да се ускори в посока на тази сила. Третата заявява, че за всяка сила съществува равна и противоположна сила. Швейцарският математик Даниел Бернули (1700–1782) е пионер в разработването на математическо обяснение за динамиката на флуидите, за механиката на протичането на течности и газове. Основното му откритие, известно като принципа на Бернули, гласи, че с увеличаването на скоростта на въздушния поток, налягането му намалява.
Ъгъл на атака
Крилата на самолета са проектирани така, че да се накланят леко от хоризонталата, известна още като пътека на полета. Този ъгъл на наклона се нарича ъгъл на атака и е най-важната променлива при генериране на повдигане. Самолетът започва да се движи, когато пилотът прилага тяга от двигателя, за да накара самолета да се движи напред по земята. Пилотът завърта самолета нагоре, като повдига носа си, за да увеличи ъгъла на атака и да постигне излитане. Прекалено големият ъгъл на атака обаче ще задържи самолета.
Кривина на потока
Повдигането се генерира чрез извиване на въздуха около крилата на самолета. Когато въздушният поток удря водещия ръб на крилото, той се разделя на две, някои текат по горната повърхност, а други текат по повърхността отдолу. Формата на крилото е леко асиметрична, с по-голяма площ на горната страна. Въздушният поток се придържа към горната повърхност, докато се движи между водещите и задните ръбове на крилото, извивайки и понижавайки налягането според принципа на Бернули. Докато самолетът набира скорост, асансьорът се увеличава според втория закон на движение на Нютон. Това от своя страна увеличава кривината на въздуха върху горната повърхност, принуждавайки повече въздух надолу от края на крилата. Докато равнината се движи през въздуха, крилата отдолу, които са изправени пред въздушния поток под ъгъла на атака, също отклоняват част от въздушния поток надолу. Този низходящ въздушен поток генерира равна и противоположна реакция във възходящ поток въздух с високо налягане (третият закон на Нютон), увеличавайки повдигането и поддържайки самолета във въздуха.