Алексей Жабров - Как устроен самолет и как он летает

Всякий знает, что самолет есть летательная машина, с крыльями и мотором, которая может лететь быстрее птицы и перевозить по воздуху тысячи кило груза. Но как устроен самолет? Почему тяжелая, иногда в несколько тонн машина может нестись по воздуху, словно птица? Об этом редко кто знает. Птицы летают благодаря крыльям. Если крылья подрезать, то птица или муха камнем падает на землю Значит, птицы и насекомые тяжелее воздуха и могут в нем летать лишь благодаря силе мускулов, которые приводят в быстрое движение их крылья. Самолет тоже тяжелее воздуха, и поэтому он во многом похож на птицу. Правда, он не машет крыльями, — они неподвижны, но зато у самолета есть крепкие мускулы — это его мотор, который приводит в движение воздушный винт, или, как его называют, пропеллер.

Почему же не сделали самолет подобно птице, — чтобы и машина могла, как птица, махать крыльями?

Такие аппараты пробовали строить но их достигла неудача. Да и нужны ли они? Ведь и на самолете с неподвижными крыльями человек летает уже давно много быстрее птиц. Нужно только нашу воздушную машину еще усовершенствовать и сделать более доступной каждому.

Теперь посмотрим — почему самолет может лететь, как он устроен, какие самолеты бывают и как производится полет на них.

Воздушный змей можно запустить только при ветре.

Можно заставить подняться змей и при полном безветрии, но не надолго. Делается это так: змей кладется на землю и мальчуган, распустив метров на 30 нитку, начинает быстро бежать, змей взмывает, он держится в воздухе лишь до тех пор, пока мальчуган бежит, а как только он остановится, так змей тотчас же, беспомощно кувыркаясь, падает на Землю. В чем же тут дело?

Когда мальчуган начинает бежать и тянет за собой змей, то встречный воздух ударяет в его нижнюю поверхность (рис. 1).

Рис. 1. Запуск детского змея. Стрелками обозначено действие встречного воздуха.

Это происходит потому, что благодаря особому прикреплению нитки и хвоста (обычно из мочалы) змей передним краем несколько наклонен вперед. Встречный воздух (который на нашем рисунке изображен стрелками) встречает на своем пути накладную поверхность змея и давит на нее снизу вверх. От этого-то змей и поднимается. Если есть встречный ветер, то змей будет летать, даже если мальчуган остановится.

Теперь ясно, что если змей запускается в безветрие, то как только мальчуган перестанет бежать, то и встречного воздуха (ветра) не будет, и змей упадет. Из этого примера видно, что для полета змея надо, чтобы или дул встречный ветер , или же, в случае безветрия, чтобы сам змей быстро двигался (его тащит за собой бегущий мальчуган).

Значит — это одно и то же. Вот это очень для нас важно.

У самолета крылья тоже слегка приподняты своим передним краем, только очень мало, почти незаметно на глаз. Самолет должен летать всегда и везде, значит его веревкой, как змей, не запустишь. Правда, теперь очень хорошо летают на планерах (планер — безмоторный самолет), о которых верно тоже все слышали. Так вот планер запускают в точности так, как змей планер ставится на горе против ветра, а за длинную веревку, задетую за крючок на носу планера, его тащит быстро против ветра команда человек из шести. Планер взмывает, кольцо веревки соскакивает с крючка и планер летит дальше один (рис. 2).

Рис. 2. Запуск планера. На рисунке ясно виден запускной трос, еще не соскочивший с крючка.

Чтобы запустить самолет и заставить его лететь дальше, надо следовательно заставить его быстро двигаться, тогда встречный воздух будет давить на крылья снизу вверх и самолет поднимется. Как же это сделать?

Известно, что ветряная мельница будет только тогда работать, когда ее крылья стоят против ветра. Отчего же так? Дело в том, что крылья (лопасти) мельницы изогнуты винтом, и когда на них давит воздух (ветер), то они, насаженные на подвижный мельничный вал, начинают вращаться. В деревне почти на каждых воротах можно увидеть торчащую вверх палку с прибитой на ее верхнем конце двухлопастной ветрянкой. Когда ветер дует на нее, го она так быстро начинает вертеться, что лопастей и не разглядеть — они сливаются в один сплошной, мелькающий круг. Лопасти такой ветрянки тоже скошены винтом.

Крыло ветряной мельницы, как и ветрянка на воротах, и есть воздушный винт. Благодаря особому устройству лопастей он начинает быстро вращаться, если на него дует ветер (давит воздух). А что же произойдет, если мы сами каким-либо образом начнем быстро вращать такой воздушный винт?

Для примера возьмем обыкновенную игрушку называемую «мухой». Она состоит из той же ветрянки (которая крутится на воротах), но насажена на тонкую круглую небольшую палочку, (рис. 3).

Рис. 3. «Муха» — простейший воздушный винт. На рисунке палочка уменьшена. Чтобы «муха» летала, нужно, чтобы палочка была не меньше размаха лопастей.

Если эту палочку взять между ладонями и, сильно крутнув, отпустить, то муха с жужжанием взлетит высоко вверх. Значит воздушный винт при быстром вращении ввинчивается в воздух, все равно как железный винт (шуруп) в дерево. Представим себе теперь такую же ветрянку, но только большого размера, ну хоть метра два-три в размахе. Если такой большой воздушный винт, вращать с большой скоростью, то он с громадной силой стремится ввинтиться в воздух. Нельзя ли его приспособить на самолете? Оказывается — очень хорошо можно приспособить. На самолете (рис. 4), обычно в передней его части, устанавливается мощный бензиновый мотор, а на его вал насаживается воздушный винт, или, как его называют, пропеллер (французское слово).

Рис. 4. Современный самолет. Воздушный винт ясно виден.

Мотор с громадной скоростью вращает воздушный винт, который, стремясь ввинтиться в воздух, тянет за собой всю машину. Так как самолет стоит на колесах, то он начинает все быстрее и быстрее катиться по земле. От этого давление встречного воздуха на нижнюю часть его крыльев все растет и растет, или, как говорят, увеличивается подъемная сила крыльев. Наконец она делается настолько велика, что самолет отрывается от земли, поднимается в воздух и летит.