هواپیما چطور از زمین بلند می‌شود؟
احتمالا شما هم وقتی که یک هواپیما از بالای سر شما عبور می‌کند، با خود می‌گویید چطور یک چیز بزرگ و سنگین مانند هواپیما میتواند در آسمان پرواز کند! اما نگران نباشید، چرا که با دانستن چند نکته می‌توانید اطلاعات بیشتری درباره این وسیله‌های بزرگ هوایی پیدا کنید.
درک نادرست از پرواز هواپیما
برای پاسخ به این سوال اول باید بگوییم که هوا یک مایع است و از مایعات دیگر، مثل آب، کم‌چگالی‌تر است. این یعنی هر چیزی که سبک‌تر از هوا باشد میتواند در آن شناور شود. اما اجسام سنگین‌تر برای اینکه در هوا پرواز کنند، به یک نیروی خاص نیاز دارند. در مورد هواپیماها، این نیروی خاص بیشتر توسط بال‌های آن‌ها تامین می‌شود.
یکی از توضیحات نادرست درباره نیروی بالابرنده، در مورد “مسیر طولانی‌تر” یا “زمان برابر عبور” است. در این توضیح گفته می‌شود که مولکول‌های هوایی که از بالای یک بال هواپیما می‌گذرند، مسیر طولانی‌تری نسبت به مولکول‌هایی که زیر بال هستند، طی می‌کنند. بنابراین برای اینکه مولکول‌های هوای بالایی به مولکول‌های زیر بال برسند، باید سریع‌تر حرکت کنند. این سرعت مختلف باعث ایجاد اختلاف فشار می‌شود و هواپیما به سمت بالا میرود.
چگونه هواپیما پرواز می‌کند؟
همانطور که گفتیم، این توضیح اشتباه است.
واقعیت این است که مولکول‌های هوای بالای بال و زیر آن نیازی به یکی شدن در انتهای بالا ندارند. این یعنی هوای بالایی خیلی سریع‌تر از هوای زیر بال به لبه‌ی عقب بال می‌رسد. برای درک چگونگی ایجاد نیروی بالابرنده، بیایید فرض کنیم که یک بال هواپیما در حال حرکت است.
وقتی هواپیما به جلو حرکت می‌کند، بال‌های آن بر روی جریان هوای اطراف تاثیر می‌گذارد. وقتی هوا با سطح بال برخورد می‌کند، یک لایه‌ی نازک از هوا اطراف بال شکل می‌گیرد. جریان هوا به دو قسمت تقسیم می‌شود: بالا و پایین بال، که به شکل بال بستگی دارد.
وقتی جریان هوا به سمت بالا میرود، مسیری را دور تا دور جلو بال ایجاد می‌کند که میتواند نیرویی مشابه با نیرویی که در یک چرخش تند با ماشین احساس می‌کنید، تولید کند.
پس چون سرعت هوای بالای بال از زیر آن بیشتر است، این افزایش سرعت با کاهش فشار بالا را به همراه دارد. در همین حال، هوایی که در زیر بال جریان دارد، تغییرات کمتری در جهت و سرعت دارد، که باعث می‌شود فشار در زیر بال بیشتر از فشار روی بال باشد. این اختلاف فشار نیرویی به سمت بالا ایجاد می‌کند. هرچه هواپیما سریع‌تر حرکت کند، این اختلاف فشار بیشتر و در نتیجه نیروی بالابرنده هم بیشتر می‌شود. وقتی نیروی بالابرنده بر نیروی گرانش غلبه کند، هواپیما میتواند پرواز کند و در آسمان حرکت کند.
