NộI Dung
Một chiếc máy bay do con người tạo ra bay theo các nguyên tắc vật lý tương tự như một con chim: nó phải vượt qua lực hấp dẫn để đạt được lực nâng và bay. Một cánh máy bay hoạt động để tạo ra lực nâng, và họ thực hiện điều này bằng cách làm cong luồng không khí xung quanh chúng. Không có cánh, một chiếc máy bay chỉ là một chiếc ô tô.
Lực lượng máy bay
Máy bay và chim cánh cụt có thể bay vì chúng cân bằng bốn lực: nâng, trọng lượng, kéo và lực đẩy. Một chiếc máy bay cất cánh lên không trung khi lực nâng Sốc lực đẩy lên trên bề mặt dưới của đôi cánh của nó vượt quá trọng lượng của máy bay do lực hấp dẫn. Nâng được tạo ra bởi luồng không khí xung quanh máy bay, đặc biệt là xung quanh cánh. Lực cản là lực cản không khí chống lại chuyển động của máy bay. Lực này tăng khi tốc độ máy bay tăng nhưng giảm nếu máy bay có hình dạng trơn, hoặc khí động học. Động cơ và hệ thống động cơ máy bay, có thể là máy bay phản lực hoặc cánh quạt, tạo ra lực đẩy để vượt qua lực cản.
Newton và Bernoulli
Hai nhà khoa học châu Âu đã giải thích các nguyên tắc của máy bay. Nhà vật lý người Anh Isaac Newton (1642 Ném1727) liệt kê ba định luật về chuyển động có thể áp dụng cho tất cả các vật chuyển động. Đầu tiên là các vật thể vẫn ở trạng thái nghỉ hoặc chuyển động đều trừ khi chúng bị buộc phải thay đổi bởi một lực bên ngoài. Thứ hai nói rằng một lực hướng vào một vật làm cho nó tăng tốc theo hướng của lực đó. Trạng thái thứ ba nói rằng đối với mọi lực lượng, tồn tại một lực bằng nhau và ngược lại. Nhà toán học người Thụy Sĩ Daniel Bernoulli (1700 Ví1782) là người tiên phong trong việc phát triển một lời giải thích toán học cho động lực học chất lỏng, cơ học về cách chất lỏng và khí chảy. Phát hiện chính của ông, được gọi là nguyên lý Bernoulli, nói rằng khi tốc độ của luồng không khí tăng lên, áp suất của nó giảm.
Góc tấn công
Cánh máy bay được thiết kế để hơi nghiêng từ ngang, còn được gọi là đường bay. Góc nghiêng này được gọi là góc tấn công và là biến quan trọng nhất trong việc tạo lực nâng. Một chiếc máy bay bắt đầu di chuyển khi phi công áp dụng lực đẩy từ động cơ để khiến máy bay di chuyển về phía trước trên mặt đất. Phi công xoay máy bay lên trên bằng cách nâng mũi để tăng góc tấn công và đạt được cất cánh. Tuy nhiên, góc tấn công quá lớn sẽ khiến máy bay bị chòng chành.
Độ cong dòng chảy
Lực nâng được tạo ra bởi không khí uốn quanh một cánh máy bay. Khi luồng không khí chạm vào cạnh đầu của một cánh, nó sẽ tách thành hai, một số chảy dọc theo bề mặt trên và một số chảy dọc theo bề mặt bên dưới. Hình dạng của một cánh hơi bất đối xứng, với diện tích bề mặt lớn hơn ở phía trên. Luồng khí bám vào bề mặt trên khi nó di chuyển giữa các cánh dẫn đầu và các cạnh kéo, uốn cong và giảm áp suất theo nguyên tắc Bernoulli. Khi máy bay tập hợp tốc độ, lực nâng tăng theo định luật chuyển động thứ hai của Newton. Điều này lần lượt làm tăng độ cong không khí ở bề mặt trên, buộc nhiều không khí xuống từ mép cánh. Khi máy bay di chuyển trong không khí, đôi cánh bên dưới phải đối mặt với luồng không khí ở góc tấn công cũng làm chệch hướng một số luồng không khí đi xuống. Luồng khí đi xuống này tạo ra một phản ứng bằng nhau và ngược lại trong luồng không khí áp suất cao đi lên (định luật thứ ba của Newton), làm tăng lực nâng và giữ cho máy bay bay trong không khí.