Dlaczego samolot lata mimo, że jest ciężki?

Samoloty są ciężkie, niektóre ważą nawet setki ton! Jak to więc możliwe, że z taką lekkością unoszą się w powietrzu.

Po pierwsze: to, że samolot jest ciężki nie znaczy, że nie może się unosić. W końcu balony na ogrzane powietrze też są ciężkie, a unoszą się dzięki temu, że gorące powietrze w ich wnętrzu ma mniejszą gęstość niż zimne powietrze na zewnątrz kopuły.

Widzimy więc, że to nie ciężar samolotu ma znaczenie, a jego średnia gęstość. Pomyślicie: gęstość samolotu, o co chodzi? Każdy przedmiot ma jakąś gęstość. Wyobraźmy sobie statek. Gdyby był stalową kulką wypełnioną w środku, zatonąłby. Dlatego skonstruowany jest w taki sposób, aby było w nim jak najwięcej pustej przestrzeni. Tak samo jest z samolotem. Ma długi kadłub, wypełniony powietrzem.

Oczywiście gęstość samolotu jest znacznie większa niż gęstość powietrza, ale ciągle warto wiedzieć, że samoloty są niezwykle lekkie, jak na swoje rozmiary.

• Wróćmy do kwestii latania maszyn bardziej gęstych od powietrza. Samoloty mogą latać, ponieważ zaopatrzone są w potężne silniki (wirnikowe lub odrzutowe), które generują tzw. siłę ciągu.

Siła ciągu jest większa niż siła, która działa na samolot ze względu na jego masę w polu grawitacyjnym. Mówiąc prościej: silnik samolotu “ciągnie go w górę”.

*Dla ciekawskich: balon ma mniejszą gęstość od powietrza.

Szybowce

W poprzedniej ciekawostce pisaliśmy o tym, że samoloty latają dzięki sile ciągu, którą wytwarzają ich silniki. To zjawisko tłumaczy, jak wznoszą się i podróżują potężne samoloty pasażerskie i zwinne wojskowe odrzutowce. Wiemy jednak, że oprócz takich samolotów istnieją też szybowce, które nie mają żadnych silników, a jednak z gracją szybują w chmurach. Jak to się dzieje?

Do rozwiązania tej zagadki musimy wyjaśnić słowo “szybują”. Podobnie, jak niektóre ptaki, szybowce wykorzystują prądy powietrza i dużą rozpiętość skrzydeł, żeby poruszać się na duże odległości i wykonywać ewolucje wysoko w powietrzu.

Szybowce zazwyczaj wynoszone są w powietrze za pomocą normalnych samolotów, dzięki czemu zyskują dużą prędkość i wysokość. Kiedy szybowce zostają odczepione od samolotu, zaczynają “ślizgać się” w powietrzu, powoli tracąc swoją wysokość. Zdarza się, że szybowce wznoszą się powyżej punktu, w którym zostały odczepione od samolotu. Jest to możliwe dzięki występującym prądom powietrznym.

Możliwe jest też wzniesienie szybowca przez odpowiednie ustawienie stateczników i lotek (elementów ogona i skrzydeł). Takie ustawienie powoduje, że szybowiec wznosi się powoli tracąc prędkość. Po chwili wznoszenia zawsze musi jednak nastąpić okres szybkiego opadania i nabierania prędkości.

Szybowanie jest możliwe dzięki siłom tarcia. Tarcie jest wszechobecne w naszym życiu – to dzięki niemu możemy chodzić, jeździć samochodami a przedmioty nie zsuwają się z siebie nawzajem. Czasami tarcie powoduje wiele problemów i staramy się je ograniczyć. Zapominamy przez to o tym, że jest ono niezbędne do życia i funkcjonowania. Dla szybowców tarcie jest bardzo ważne! To również dzięki tarciu powietrza o skrzydła, szybowiec może poruszać się w przestworzach.