Удивительная история аэронавтики от дымного шара до паровой ракеты - страница 4

Давайте начнём с самого понятного – с нагрузки на крыло.

Вот возьмём гирю пудовую – и нам сазу ясно, никуда эта гиря не полетит. Но любой самолёт многократно тяжелее этой гири – а летит. И мы знаем, он летит, опираясь на воздух. А гиря легче самолёта, но не летит. И мы понимаем почему. У самолёта большая площадь опоры крыльев на воздух, а у гири никакая. Нечем ей на воздух опереться, вот она и не летит.

Нагрузка на крыло это сколько килограмм полётного веса приходится на квадратный метр площади крыла. Вес тут важен именно полётный. Не сухой, а с полной заправкой топливом и пилотом на борту. А ежили положено в небо поднимать ещё какой груз, то и его учитываем в полётный вес. Иначе нельзя. Так вот, те этажерки, что храбро сражались в небесах в Первую Мировую, (и пилоты которых яростно перестреливались друг с другом из револьверов) – у них типичная нагрузка на крыло от 30 до 40 кг/кв. м. Но вот планёры, они должны быть очень лёгкими чтоб воспарять под облака на восходящих потоках нагретого воздуха. Вернее, у них должна быть как можно ниже нагрузка на крыло. Но не совсем, потому как если эта нагрузка уж очень мала, то взлетит конечно легко, но управлять полётом такого планёра станет невозможно, ибо его любым ветерком сдувать будет. В итоге проб и ошибок родился оптимум для планёров – минимальная удельная нагрузка на крыло 5 кг/кв. м.

Аэродинамическое качество, простыми словами, это сколько километров планер (или самолёт с неработающим мотором) пролетит будучи отпущенным в полёт с высоты в 1 километр.

Разумеется, для аэродинамического качества существует более научное определение. И формула. Даже целый график зависимости этого самого качества от установившейся скорости летательного аппарата. Ибо при разных скоростях и качество окажется разным. И разумеется для каждого аппарата график зависимости аэродинамического качества от скорости полёта будет свой. Но мы обойдёмся без этих сложностей, нас вполне устроит и самое простое объяснение.

Аэродинамическое качество пушечного ядра намного меньше 1, потому ядро в планирующем полёте улетит недалеко. Аэродинамическое качество воробья 4, с таким качеством уже можно летать, вот правда крылышками махать приходится часто. Зато у чайки аэродинамическое качество 10, и каждый из нас хоть раз в жизни любовался чайкой, парящей над волнами без единого взмаха крыла.

Есть, разумеется, и математически точная формулировка. К ней мы ещё вернёмся далее. А сейчас отметим вот что:

1) очевидно, что летательный аппарат тем дальше летит, чем меньше теряет скорость при движении в воздухе

2) а значит чем меньше лобовое сопротивление – тем дальше улетишь – тем выше должно получаться аэродинамическое качество

3) однако аэродинамическое качество так же улучшается – с ростом удлинения крыла

Я вам обещал, что в этой книге удивительное будет? А что же сейчас мы узнали удивительного?

Так ведь чем длиннее крылья – тем выше лобовое сопротивление. И от этого аэродинамическое качество должно падать казалось бы. А на деле выходит так, что не падает, а наоборот, лучше становится. Что за удивительный парадокс?

Но это ещё не всё. Куда удивительнее будет, когда узнаем, что же такое это самое удлинение крыла.

Ведь это определённо самый важный, нет, наиважнейший параметр любого самолёта! И в этом свято уверены все юные и даже не очень юные спорщики. Которым одного взгляда, к примеру, на аэроплан Можайского достаточно, чтоб уверенно заключить: