Вы когда-нибудь спрашивали, как высоко летают самолеты? Ответ легко понять, если вспомнить, как работает полет на самолете. Любой объект, который движется в жидкости, находится под воздействием четырех сил: сопротивления, подъема, веса и тяги. Итоговая сумма должна быть положительной, чтобы влияние тяги и подъема удерживало самолет в воздухе. Тяга и подъем зависят от плотности воздуха. Таким образом, легче достичь идеальной подъемной силы и тяги на больших высотах, чем на низких. То, насколько высоко летит самолет, не установлено, за исключением предела вакуума пространства, где атмосфера становится слишком тонкой, чтобы аэродинамика могла работать.
Подъем и тяга являются основными силами, которые делают возможным полет. Пока они больше веса или сопротивления, самолет будет летать. Тяга - это ускорение вперед, создаваемое двигателем самолета. Чем меньше плотность воздуха, тем больше тяги самолет должен создать для создания необходимого подъема. Полное объяснение довольно сложное, но лучший способ сказать, что у каждого самолета есть максимальное условие, которого он достигает, чтобы летать. Этот максимум является наилучшей комбинацией плотности, скорости и подъема для полета на самолете. Вот почему высота, на которой может летать самолет, может сильно различаться. Это зависит от потребностей самолета.
Хороший пример - коммерческие турбореактивные самолеты. Турбореактивные самолеты летают ниже скорости звука. Также весят много. Для достижения оптимальных условий полета и полета на скоростях, достаточно удобных для прибыльных авиаперевозок, большинство коммерческих самолетов летают на высоте 30 000 футов. Это достаточно высоко, чтобы самолет имел наименьшее сопротивление и мог развить максимальную скорость, которую его двигатели могли бы безопасно развивать. Сверхзвуковые корабли, такие как истребители и самолеты-шпионы, могут летать намного выше. Это связано с тем, что конструкция самолета облегчает сопротивление самолету и создает большую тягу для компенсации более тонкого воздуха.
Итак, мы видим, как высоко самолет может летать, определяется его использованием, сопротивлением, подъемной силой, тягой и весом. Мы также знаем, что абсолютный предел плоскостей будет там, где воздух становится слишком тонким, чтобы действовать как жидкость, которая является самым верхним уровнем атмосферы. В настоящее время ученые стремятся использовать этот верхний уровень атмосферы, чтобы помочь самолетам летать еще быстрее. Однако все еще существуют барьеры, такие как трение и конструкция двигателя.
Мы написали много статей о самолетах для журнала Space. Вот статья о самом большом самолете и статья о фотографиях самолетов.
Если вам нужна дополнительная информация о самолетах, ознакомьтесь с этими статьями из раздела Как работает материал. Вот статья о том, как летают самолеты.
Мы также записали целый эпизод Astronomy Cast all GPS Navigation. Послушайте, Эпизод 212: GPS-навигация.
Источники:
НАСА
Как это работает
