Уютный трикотаж: интернет магазин белорусского трикотажа

Как самолет держится в воздухе: Почему самолет держится в воздухе? Аэродинамика «на пальцах». | Техника и Интернет

Как самолет держится в воздухе: Почему самолет держится в воздухе? Аэродинамика «на пальцах». | Техника и Интернет

Почему самолет держится в воздухе? Аэродинамика «на пальцах». | Техника и Интернет

Взлет Су-24 Шутки шутками, но определенный налет серьезности появляется в подобной ситуации не только у обремененного авиационными знаниями человека. Тем более, что вышеупомянутая сорокатонная «дура» — это, вобщем-то, средний по размерам самолет российских ВВС СУ-24. Ну, а если этот «посерьезневший» человек окажется свидетелем неторопливого, но о-о-очень уверенного взлета самого большого в мире транспортного самолета АН-225 «Мрия» («Мечта» по-украински, кто не знает)?.. Комментировать больше ничего не буду. Добавлю лишь, что взлетный вес этой «птички» — 600 тонн.

Да, впечатления на этой почве могут быть очень глубокими. Но, как бы то ни было, эмоции здесь совершенно ни при чем. Физика. Одна голая физика. Именно подчиняясь законам физики, поднимаются в воздух все летательные аппараты, начиная с легких спортивных самолетов и заканчивая тяжелыми транспортниками и, казалось бы, уж совсем бесформенными вертолетами, непонятно как удерживающимися в воздухе. И происходит все это за счет подъемной силы да еще силы тяги двигателя.

Обтекание профиля Словосочетание «подъемная сила» знакомо практически любому человеку, но удивительно то, что далеко не каждый может сказать, откуда же она все-таки берется, эта самая сила. А между тем объяснить ее происхождение можно просто, буквально «на пальцах», не влезая в математические дебри.

Как известно, главная несущая поверхность самолета — это крыло. Оно практически всегда имеет определенный профиль, у которого нижняя часть плоская, а верхняя выпуклая (по определенному закону). Воздушный поток, проходя под нижней частью профиля, почти не меняет своей структуры и формы. Зато, проходя над верхней частью, он сужается, ведь для него верхняя поверхность профиля — это как вогнутая стенка в трубе, по которой этот самый поток как бы протекает.

Теперь, чтобы через эту «продавленную» трубу прогнать за определенное время тот же обьем воздуха, его нужно двигать быстрее, что и происходит на самом деле. Осталось вспомнить закон Бернулли из любимого школьного курса физики, который гласит, что чем выше скорость потока, тем ниже его давление. Таким образом, давление над профилем (а значит и над всем крылом) ниже давления под ним.

Возникает сила, которая старается «выдавить» крыло, а значит и весь летательный аппарат вверх. Это и есть та самая вышеупомянутая подъемная сила. Как только она становится больше веса — ура! Мы в воздухе! Мы летим! И, кстати, чем выше наша скорость, тем больше подъемная сила. Если же в дальнейшем подъ

емная сила и вес сравняются по величине, то самолет перейдет в горизонтальный полет. А хорошую скорость нам придаст мощный авиационный двигатель или, точнее, сила тяги, которую он создает.

Распределение давления воздуха на профиль крыла Используя этот принцип можно, теоретически, заставить взлететь (и успешно летать) предмет любой массы и формы. Главное — точно все рассчитать с точки зрения аэродинамики и других авиационных наук и правильно изготовить этот самый предмет. Упоминая о форме, я имею ввиду, главным образом, вертолет. Аппарат, совсем не похожий внешне на самолет, в воздухе держится по той же причине. Ведь каждая лопасть его главного, говоря авиационным языком, несущего (очень характерное слово, выше уже встречалось) винта — это то же крыло с аэродинамическим профилем.

Двигаясь в воздушном потоке при вращении винта, лопасть создает подъемную силу, которая, кстати, не только поднимает вертолет, но и двигает его вперед. Для этого ось вращения винта немного наклоняется (создается «перекос» винта), и появляется горизонтальная составляющая подъемной силы, исполняющая роль силы тяги самолетного двигателя. Винт как бы тянет одновременно вверх и вперед. В результате получаем уверенный и очень надежный полет такого, вобщем-то, «странного» аппарата, как вертолет. И, между прочим, достаточно красивый полет. Я неоднократно наблюдал с земли пилотаж боевого вертолета МИ-24 — зрелище просто завораживающее.

  Вертолет Ми-24 Кстати, хочу заметить, что винты самолетов с винтовыми двигателями (турбо или поршневыми) сродни вертолетным и используют тот же принцип (догадались какой?). Только подъемная сила здесь полностью «переквалифицировалась» в силу тяги. Говоря по-вертолетному, «перекос» винта — 90 градусов.

Да, авиация — это очень красиво. Слова восхищения применимы в разговоре о полете любого достаточно совершенного летательного аппарата. Будь то внешне неторопливый гигант «Мрия», трудяга-штурмовик СУ-25 или юркий спортивный пилотажник. Вся эта красота является результатом подчас многолетней кропотливой работы ученых и авиационных инженеров, аэродинамиков, двигателистов, прочнистов и т. д.

И авиационная наука на самом деле столь же сложна, сколь и интересна. Но в основе ее лежит, вобщем-то, простой физический принцип образования подъемной силы, суть которого, при желании, можно очень легко обьяснить, и который, тем не менее, помогает осуществить вековое стремление человечества к полету…

Научно-технические мифы, часть 1. Почему летают самолеты? / Хабр
В современном мире многие люди интересуются наукой и техникой и пытаются хотя бы в общих чертах понять, как работают вещи, которые их окружают. Благодаря этому стремлению к просвещению существует научно-просветительская литература и сайты, подобные Гиктаймсу. А поскольку читать и воспринимать ряды формул большинству людей затруднительно, то излагаемые в подобных изданиях теории неизбежно подвергаются значительному упрощению в попытке донести до читателя «суть» идеи с помощью простого и понятного объяснения которое легко воспринять и запомнить. К сожалению, некоторые из подобных «простых объяснений» являются в корне неверными, но при этом оказываются настолько «очевидными», что не подвергаясь особому сомнению начинают кочевать из одного издания в другое и нередко становятся доминирующей точкой зрения, несмотря на свою ошибочность.

В качестве одного из примеров попробуйте ответить на простой вопрос: «откуда возникает подъемная сила в крыле самолета»?

Если в Вашем объяснении фигурируют «разная длина верхней и нижней поверхности крыла», «разная скорость потока воздуха на верхней и нижней кромках крыла» и «закон Бернулли», то я вынужден Вам сообщить, что Вы скорее всего стали жертвой популярнейшего мифа, который преподают порою даже в школьной программе.

Давайте для начала напомним, о чем идет речь

Объяснение подъемной силы крыла в рамках мифа выглядит следующим образом:

  1. Крыло имеет несимметричный профиль снизу и сверху
  2. Непрерывный поток воздуха разделяется крылом на две части, одна из которых проходит над крылом, а другая под ним
  3. Мы рассматриваем ламинарное обтекание, в котором поток воздуха плотно прилегает к поверхности крыла
  4. Поскольку профиль несимметричен, то для того чтобы снова сойтись за крылом в одной точке «верхнему» потоку нужно проделать больший путь, чем «нижнему», поэтому воздуху над крылом приходится двигаться с большей скоростью чем под ним
  5. Согласно закону Бернулли статическое давление в потоке уменьшается с ростом скорости потока, поэтому в потоке над крылом статическое давление будет ниже
  6. Разница давлений в потоке под крылом и над ним и составляет подъемную силу

А для демонстрации этой идеи достаточно простого гибкого и легкого листа бумаги. Берем лист, подносим его ко рту, и дуем над ним чтобы создать модель в которой поток воздуха над листом бумаги движется быстрее чем под ним. И вуаля — с первой или второй попытки лист бумаги презрев тяготение действительно поднимается под действием подъемной силы вверх. Теорема доказана!

… или все-таки нет?..

Существует история (я правда не знаю насколько она правдива), что одним из первых людей предложивших, подобную теорию был не кто иной, как сам Альберт Эйнштейн. Согласно этой истории в 1916 году он написал соответствующую статью и на её основе предложил свою версию «идеального крыла», которое, по его мнению, максимизировало разницу скоростей над крылом и под ним, и в профиль выглядело примерно вот так:

В аэродинамической трубе продули полноценную модель крыла с этим профилем, но увы — её аэродинамические качества оказались на редкость плохими. В отличие — парадоксально! — от многих крыльев с

идеально симметричным профилем, в которых путь воздуха над крылом и под ним должен был быть принципиально одинаков. В рассуждениях Эйнштейна явно что-то было неправильно. И вероятно наиболее явным проявлением этой неправильности было то что некоторые пилоты в качестве акробатического трюка стали летать на своих самолетах вверх ногами. У первых самолетов, которые пробовали перевернуться в полете, возникали проблемы с топливом и маслом, которое не текло туда, куда нужно, и вытекало там, где не нужно, но после того, как в 30-х годах прошлого века энтузиастами аэробатики были созданы топливные и масляные системы, способные работать длительное время в перевернутом положении, полет «вверх ногами» стал обычным зрелищем на авиашоу. В 1933, к примеру, один американец и вовсе совершил полет вверх ногами из Сан-Диего в Лос-Анджелес. Каким-то волшебным образом перевернутое крыло по-прежнему генерировало подъемную силу, направленную вверх.

Посмотрите на эту картинку — на ней изображен самолет, аналогичный тому, на котором был установлен рекорд полета в перевернутом положении. Обратите внимание на обычный профиль крыла (Boeing-106B airfoil) который, согласно приведенным выше рассуждениям, должен создавать подъемную силу от нижней поверхности к верхней.

Итак, у нашей простой модели подъемной силы крыла есть некоторые трудности, которые можно в целом свести к двум простым наблюдениям:

  1. Подъемная сила крыла зависит от его ориентации относительно набегающего потока воздуха — угла атаки
  2. Симметричные профили (в том числе и банальный плоский лист фанеры) тоже создают подъемную силу

В чем же причина ошибки? Оказывается, что в приведенном в начале статьи рассуждении совершенно неверен (и вообще говоря, просто взят с потолка) пункт №4. Визуализация потока воздуха вокруг крыла в аэродинамической трубе показывает, что фронт потока, разделенный на две части крылом, вовсе не смыкается обратно за кромкой крыла.

Проще говоря, воздух «не знает», что ему нужно двигаться с какой-то определенной скоростью вокруг крыла, чтобы выполнить какое-то условие, которое нам кажется очевидным. И хотя скорость потока над крылом действительно выше, чем под ним, это является не причиной

образования подъемной силы а следствием того, что над крылом существует область пониженного давления, а под крылом — область повышенного. Попадая из области нормального давления в разреженную область, воздух разгоняется перепадом давлений, а попадая в область с повышенным давлением — тормозится. Важный частный пример столь «не-бернуллевского» поведения наглядно демонстрируют экранопланы: при приближении крыла к земле его подъемная сила возрастает (область повышенного давления поджимается землей), тогда как в рамках «бернуллевских» рассуждений крыло на пару с землей формируют нечто вроде сужающегося тоннеля что в рамках наивных рассуждений должно было бы разгонять воздух и притягивать за счет этого крыло к земле подобно тому, как это делается в схожих по смыслу рассуждениях о «взаимном притяжении проходящих на параллельных курсах пароходах». Причем в случае экраноплана ситуация во многом даже хуже, поскольку одна из «стенок» этого тоннеля движется с высокой скоростью навстречу крылу, дополнительно «разгоняя» тем самым воздух и способствуя еще большему снижению подъемной силы. Однако реальная практика «экранного эффекта» демонстрирует прямо противоположную тенденцию, наглядно демонстрируя опасность логики рассуждений о подъемной силе построенных на наивных попытках угадать поле скоростей потока воздуха вокруг крыла.

Как это ни странно, значительно более приближенное к истине объяснение дает другая неверная теория подъемной силы, отвергнутая еще в XIX веке. Сэр Исаак Ньютон предполагал, что взаимодействие объекта с набегающим воздушным потоком можно моделировать, предположив, что набегающий поток состоит из крошечных частиц, ударяющихся об объект и отскакивающих от него. При наклонном расположении объекта относительно набегающего потока частицы будут преимущественно отражаться объектом вниз и в силу закона сохранения импульса при каждом отклонении частицы потока вниз объект будет получать импульс движения вверх. Идеальным крылом в подобной модели был бы плоский воздушный змей, наклоненный к набегающему потоку:

Подъемная сила в этой модели возникает за счет того, что крыло направляет часть воздушного потока вниз, это перенаправление требует приложения определенной силы к потоку воздуха, а подъемная сила является соответствующей силой противодействия со стороны воздушного потока на крыло. И хотя исходная «ударная» модель вообще говоря неверна, в подобной обобщенной формулировке это объяснение действительно верно. Любое крыло работает за счет того, что отклоняет часть набегающего потока воздуха вниз и это, в частности, объясняет, почему подъемная сила крыла пропорциональна плотности потока воздуха и квадрату его скорости. Это дает нам первое приближение к правильному ответу: крыло создает подъемную силу потому что линии тока воздуха после прохождения крыла в среднем оказываются направлены вниз. И чем сильнее мы отклоняем поток вниз (например увеличивая угол атаки) — тем подъемная сила оказывается больше.

Немного неожиданный результат, правда? Однако он пока никак не приближает нас к пониманию того, почему воздух после прохождения крыла оказывается движущимся вниз. То, что Ньютоновская ударная модель неверна, было показано экспериментально опытами, которые продемонстрировали что реальное сопротивление потока ниже, чем предсказывает Ньютоновская модель, а генерируемая подъемная сила — выше. Причиной этих расхождений является то, что в модели Ньютона частички воздуха никак не взаимодействуют друг с другом, тогда как реальные линии тока не могут пересекать друг друга, так как это показано на рисунке выше. «Отскакивающие» под крылом вниз условные «частички воздуха» сталкиваются с другими и начинают «отталкивать» их от крыла еще до того, как они с ним столкнутся, а частички воздушного тока, оказавшиеся над крылом, «выпихивают» частички воздуха, расположенные ниже, в пустое пространство, остающееся за крылом:

Говоря другими словами, взаимодействие «отскочившего» и «набегающего» потоков создает под крылом область высокого давления (красную), а «тень», пробиваемая крылом в потоке, образует область низкого давления (синюю). Первая область отклоняет поток под крылом вниз еще до того, как этот поток соприкоснется с его поверхностью, а вторая заставляет поток над крылом изгибаться вниз, хотя он с крылом не соприкасался вообще. Совокупное давление этих областей по контуру крыла, собственно, и образует в итоге подъемную силу. При этом интересный момент состоит в том, что неизбежно возникающая перед крылом область высокого давления у правильно спроектированного крыла соприкасается с его поверхностью лишь по небольшому участку в передней кромке крыла, тогда как область высокого давления под крылом и область низкого давления над ним соприкасаются с крылом на значительно большой площади. В результате подъемная сила крыла формируемая двумя областями вокруг верхней и нижней поверхностей крыла может быть намного больше, чем сила сопротивления воздуха, которую обеспечивает воздействие области высокого давления, расположенной перед передней кромкой крыла.

Поскольку наличие областей разного давления изгибает линии тока воздуха, то часто удобно определять эти области именно по этому изгибу. К примеру, если линии тока над крылом «загибаются вниз», то в этой области существует градиент давления направленный сверху вниз. И если на достаточно большом удалении над крылом давление является атмосферным, то по мере приближения к крылу сверху вниз давление должно падать и непосредственно над крылом оно окажется ниже атмосферного. Рассмотрев аналогичное «искривление вниз», но уже под крылом, мы получаем, что если начать с достаточно низкой точки под крылом, то, приближаясь к крылу снизу вверх, мы придем в область давления, которое будет выше атмосферного. Аналогичным образом «расталкивание» линий тока перед передней кромкой крыла соответствует существованию перед этой кромкой области повышенного давления. В рамках подобной логики можно сказать, что крыло создает подъемную силу, изгибая линии тока воздуха вокруг крыла. Поскольку линии тока воздуха как бы «прилипают» к поверхности крыла (эффект Коанда) и друг к другу, то, изменяя профиль крыла, мы заставляем воздух двигаться вокруг него по искривленной траектории и формировать в силу этого нужный нам градиент давлений. К примеру, для обеспечения полета вверх ногами достаточно создать нужный угол атаки, направив нос самолета в сторону от земли:

Снова немного неожиданно, правда? Тем не менее это объяснение уже ближе к истине, чем исходная версия «воздух ускоряется над крылом, потому что над крылом ему нужно пройти большее расстояние, чем под ним». Кроме того, в его терминах легче всего понять явление, которое называется «срывом потока» или «сваливанием самолета». В нормальной ситуации увеличивая угол атаки крыла мы увеличиваем тем самым искривление воздушного потока и соответственно подъемную силу. Ценою за это является увеличение аэродинамического сопротивления, поскольку область низкого давления постепенно смещается из положения «над крылом» в положение «слегка за крылом» и соответственно начинает притормаживать самолет. Однако после некоторого предела ситуация неожиданно резко изменяется. Синяя линия на графике — коэффициент подъемной силы, красная — коэффициент сопротивления, горизонтальная ось соответствует углу атаки.

Дело в том, что «прилипаемость» потока к обтекаемой поверхности ограничена, и если мы попытаемся слишком сильно искривить поток воздуха, то он начнет «отрываться» от поверхности крыла. Образующаяся за крылом область низкого давления начинает «засасывать» не поток воздуха, идущий с ведущей кромки крыла, а воздух из области оставшейся за крылом, и подъемная сила генерируемая верхней частью крыла полностью или частично (в зависимости от того, где произошел отрыв) исчезнет, а лобовое сопротивление увеличится.

Для обычного самолета сваливание — это крайне неприятная ситуация. Подъемная сила крыла уменьшается с уменьшением скорости самолета или уменьшением плотности воздуха, а кроме того поворот самолета требует большей подъемной силы, чем просто горизонтальный полет. В нормальном полете все эти факторы компенсируют именно выбором угла атаки. Чем медленнее летит самолет, чем менее плотный воздух (самолет забрался на большую высоту или садится в жаркую погоду) и чем круче поворот, тем больше приходится делать этот угол. И если неосторожный пилот переходит определенную черту, то подъемная сила упирается в «потолок» и становится недостаточной для удержания самолета в воздухе. Добавляет проблем и увеличившееся сопротивление воздуха, которое ведет к потере скорости и дальнейшему снижению подъемной силы. А в результате самолет начинает падать — «сваливается». Попутно могут возникнуть проблемы с управлением из-за того, что подъемная сила перераспределяется по крылу и начинает пытаться «повернуть» самолет или управляющие поверхности оказываются в области сорванного потока и перестают генерировать достаточное управляющее усилие. А в крутом повороте, к примеру, поток может сорвать лишь с одного крыла, в результате чего самолет начнет не просто терять высоту, но и вращаться — войдет в штопор. Сочетание этих факторов остается одной из нередких причин авиакатастроф. С другой стороны, некоторые современные боевые самолеты специально проектируются таким специальным образом, чтобы сохранять управляемость в подобных закритических режимах атаки. Это позволяет подобным истребителям при необходимости резко тормозить в воздухе. Иногда это используется для торможения в прямолинейном полете, но чаще востребовано в виражах, поскольку чем меньше скорость, тем меньше при прочих равных радиус поворота самолета. И да-да, Вы угадали — именно это та самая «сверхманевренность», которой заслуженно гордятся специалисты проектировавшие аэродинамику отечественных истребителей 4 и 5 поколений.

Однако мы пока так и не ответили на основной вопрос: откуда, собственно, возникают области повышенного и пониженного давления вокруг крыла в набегающем потоке воздуха? Ведь оба явления («прилипание потока к крылу» и «над крылом воздух движется быстрее»), которыми можно объяснить полет, являются следствием определенного распределения давлений вокруг крыла, а не его причиной. Но почему формируется именно такая картина давлений, а не какая-то другая?

К сожалению, ответ на этот вопрос уже неизбежно требует привлечения математики. Давайте представим себе, что наше крыло является бесконечно длинным и одинаковым по всей длине, так что движение воздуха вокруг него можно моделировать в двумерном срезе. И давайте предположим, для начала, что в роли нашего крыла выступает… бесконечно длинный цилиндр в потоке идеальной жидкости. В силу бесконечности цилиндра такую задачу можно свести к рассмотрению обтекания круга в плоскости потоком идеальной жидкости. Для столь тривиального и идеализированного случая существует точное аналитическое решение, предсказывающее, что при неподвижном цилиндре общее воздействие жидкости на цилиндр будет нулевым.

А теперь давайте рассмотрим некое хитрое преобразование плоскости на себя, которое математики называют конформным отображением. Оказывается можно подобрать такое преобразование, которое с одной стороны сохраняет уравнения движения потока жидкости, а с другой трансформирует круг в фигуру, имеющую похожий на крыло профиль. Тогда трансформированные тем же самым преобразованием линии тока жидкости для цилиндра становятся решением для тока жидкости вокруг нашего импровизированного крыла.

Наш исходный круг в потоке идеальной жидкости имеет две точки, в которых линии тока соприкасаются с поверхностью круга, и следовательно те же две точки будут существовать и на поверхности профиля после применения к цилиндру преобразования. И в зависимости от поворота потока относительно исходного цилиндра («угла атаки») они будут располагаться в разных местах поверхности сформированного «крыла». И почти всегда это будет означать, что часть линий тока жидкости вокруг профиля должна будет огибать заднюю, острую кромку крыла, как показано на картинке выше.

Это потенциально возможно для идеальной жидкости. Но не для реальной.

Наличие в реальной жидкости или газе даже небольшого трения (вязкости) приводит к тому, что поток подобный изображенному на картинке немедленно нарушается — верхний поток будет сдвигать точку где линия тока соприкасается с поверхностью крыла до тех, пор пока она не окажется строго на задней кромке крыла (постулат Жуковского-Чаплыгина, он же аэродинамическое условие Кутты). И если преобразовать «крыло» обратно в «цилиндр», то сдвинувшиеся линии тока окажутся примерно такими:

Но если вязкость жидкости (или газа) очень мала, то получившееся подобным путем решение должно подходить и для цилиндра. И оказывается, что такое решение действительно можно найти, если предположить, что цилиндр вращается. То есть физические ограничения, связанные с перетоком жидкости вокруг задней кромки крыла приводят, к тому, что движение жидкости из всех возможных решений будет стремиться прийти к одному конкретному решению, в котором часть потока жидкости вращается вокруг эквивалентного цилиндра, отрываясь от него в строго определенной точке. А поскольку вращающийся цилиндр в потоке жидкости создает подъемную силу, то ее создает и соответствующее крыло. Компонент движения потока соответствующий этой «скорости вращения цилиндра» называется циркуляцией потока вокруг крыла, а теорема Жуковского говорит о том, что аналогичную характеристику можно обобщить для произвольного крыла, и позволяет количественно рассчитывать подъемную силу крыла на ее основе. В рамках этой теории подъемная сила крыла обеспечивается за счет циркуляции воздуха вокруг крыла, которая порождается и поддерживается у движущегося крыла указанными выше силами трения, исключающими переток воздуха вокруг его острой задней кромки.

Удивительный результат, не правда ли?

Описанная теория конечно сильно идеализирована (бесконечно длинное однородное крыло, идеальный однородный несжимаемый поток газа / жидкости без трения вокруг крыла), но дает довольно точное приближение для реальных крыльев и обычного воздуха. Только не воспринимайте в ее рамках циркуляцию как свидетельство того, что воздух действительно вращается вокруг крыла. Циркуляция — это просто число, показывающее, насколько должен отличаться по скорости поток на верхней и нижней кромках крыла, чтобы решение движений потока жидкости обеспечило отрыв линий тока строго на задней кромке крыла. Не стоит также воспринимать «принцип острой задней кромки крыла» как необходимое условие для возникновения подъемной силы: последовательность рассуждений вместо этого звучит как «если у крыла острая задняя кромка, то подъемная сила формируется так-то».

Попробуем подытожить. Взаимодействие воздуха с крылом формирует вокруг крыла области высокого и низкого давления, которые искривляют воздушный поток так, что он огибает крыло. Острая задняя кромка крыла приводит к тому, что в идеальном потоке из всех потенциальных решений уравнений движения реализуется только одно конкретное, исключающее переток воздуха вокруг острой задней кромки. Это решение зависит от угла атаки и у обычного крыла имеет область пониженного давления над крылом и область повышенного давления — под ним. Соответствующая разница давлений формирует подъемную силу крыла, заставляет воздух двигаться быстрее над верхней кромкой крыла и замедляет воздух под нижней. Количественно подъемную силу удобно описывать численно через эту разницу скоростей над крылом и под ним в виде характеристики, которая называется «циркуляцией» потока. При этом в соответствии с третьим законом Ньютона действующая на крыло подъемная сила означает, что крыло отклоняет вниз часть набегающего воздушного потока — для того, чтобы самолет мог лететь, часть окружающего его воздуха должна непрерывно двигаться вниз. Опираясь на этот движущийся вниз поток воздуха самолет и «летит».

Простое же объяснение с «воздухом, которому нужно пройти более длинный путь над крылом, чем под ним» — неверно.

Почему самолет не падает, а корабль не тонет

Если запустить в воздух бумажный самолетик, он немного покружится и упадет. Упадёт и любой тяжелый предмет, который мы подбросим. А если положить камень или кусочек металла на воду, то он просто опустится на дно. Почему же тогда тяжелые самолеты не падают, а огромные корабли не тонут? У них есть свои секреты.

Как самолеты держатся в воздухе

Люди создали летательные аппараты, наблюдая за птицами: не падать самолетам помогают те же самые законы физики и те же приспособления, что и пернатым.

Большую роль играют крылья: снизу их делают ровными, а сверху – выпуклыми. Благодаря такой форме воздух, проходящий под крылом, давит на на него больше, чем воздух над крылом. Возникает так называемая подъемная сила, которая буквально выталкивает самолет вверх. Когда эта сила становится больше веса самолета, он взмывает в воздух. Представьте, насколько она большая, если большой самолет весит от 50 тонн – это вес десяти слонов. Пока действует подъемная сила, самолет не упадет.

Но эта сила будет держать летающий транспорт в воздухе, пока он движется. Попробуйте подбросить мяч: он будет лететь, пока есть скорость, и чем она выше, тем дольше он будет лететь. То же самое с самолетом: чтобы держаться в воздухе, ему нужно набрать нужную скорость и продолжать движение. Самолет не взлетит, пока не наберет скорость, которая требуется для взлета. Здесь задействуется другая сила: сила тяги, которую создает двигатель внутри самолета, – именно это и направляет его вперед. И чем большую скорость набирает самолет, тем сильнее воздух его выталкивает.

Получается, что самолет не падает благодаря особой форме, которая помогает ему парить в воздухе, и скорости полета, которую обеспечивает двигатель.

Как корабли держатся на воде

Секрет плавательных средств не только в воде, но и в воздухе, который в сотни раз легче воды. Корабли строят так, чтобы внутри было много пространств, заполненных воздухом, который будет держать корабль на воде, не давая ему пойти ко дну.

Это можно проиллюстрировать на простом опыте: положите на воду металлическую пластину – она сразу же утонет. Но если вы опустите на воду миску из того же металла, она будет оставаться на плаву, даже если вы положите в нее что-то еще. Причина все та же: в ней есть воздух.

Физика объясняет такой эффект тем, что в воде тонут предметы, плотность которых выше воды. И наоборот: не тонут предметы, плотность которых ниже. Металл плотнее воды, но если из него сделать предмет и наполнить его воздухом, его плотность будет ниже, и он будет держаться на поверхности.

Кроме того, на любой предмет в воде действует выталкивающая сила – сила Архимеда. Чем больший объем воды корабль вытесняет своим объемом, погруженным в воду, тем больше сила, которая давит на него снизу, выталкивая на поверхность. Эта сила равна весу вытесненной воды.

Получается, что корабль не тонет благодаря объему воздуха, который в нем находится.

Но попробуйте заполнить миску из нашего примера предметами – и она затонет. Точно так же с кораблем, именно поэтому есть строгие нормативы по весу груза, которое можно взять на борт. 

На самолетах тоже действуют правила провоза багажа: есть определенная взлетная масса, превышать которую нельзя. Так что еще один секрет того, почему самолет не падает, а корабль не тонет, в его правильном весе и послушных пассажирах.

Самолеты, особенно вблизи, впечатляют своими габаритами и  ма ссой. Остается при этом не понятным, как такой громоздкий и тяжелый объект поднимается в небесную высь. Притом,          ответить на это могут даже не все взрослые, а вопросы детей частенько способны поставить в тупик. Возникновение       подъёмной силы часто объясняют разностью статических      давлений воздушных потоков на верхней и нижней поверхности крыла самолёта.

Конструкция крыла такова, что верхняя часть его профиля         имеет выпуклую форму. Воздушный поток, обтекающий крыло, разделяется на два: верхний и нижний. Скорость нижнего потока остаётся практически неизменной. А вот скорость верхнего возрастает за счёт того, что он должен преодолеть больший путь за то же время. Следовательно, давление над крылом становится ниже. Из-за разницы этих давлений возникает подъёмная сила, которая толкает крыло вверх, а вместе с ним поднимается и самолёт. И чем больше эта разница, тем больше и подъёмная сила
Самолёт может взлететь только в том случае, если подъёмная сила больше его веса.  Скорость он развивает с помощью двигате 

лей. С увеличением скорости увеличивается и подъёмная сила. И самолёт поднимается вверх. Каждый из вас делал, наверное, бумажные самолетики и с силой запускал их. Современный самолет, даже весом в десятки тонн, его крыло должно иметь достаточную площадь. На подъемную силу крыла влияет множество параметров, таких как профиль, площадь, форма крыла в плане, угол атаки, скорость и плотность воздушного потока. Каждый самолет имеет свою минимальную скорость, при которой он может взлетать и лететь, не падая. Так, минимальная скорость современных пассажирских самолетов находится в пределах от 180 до 250 км/ч.Для того чтобы подъемная сила смогла поднять в воздух Именно если такой самолетик с силой бросить вверх, он может далеко полететь, а если пустить слегка — упадет сразу же на землю. Значит, чтобы бумажный самолетик удерживался в воздухе, он должен постоянно двигаться вперед. Большие самолеты двигаются вперед за счет мощных двигателей, вращающих пропеллер. Быстро вращающийся пропеллер выбрасывает за себя огромные массы воздуха, обеспечивая поступательное движение самолета.

Если подъёмная сила и вес самолёта равны, то он летит горизонтально.

При создании самолета крылу уделяется огромное внимание, потому что именно от него будет зависеть безопасность выполнения полетов. Глядя в иллюминатор, пассажир замечает, что оно гнется и вот-вот сломается. Не бойтесь, оно выдерживает просто колоссальные нагрузки. 
Если откажет двигатель самолета - ничего страшного, самолет долетит на втором. Если отказали оба двигателя

 - история знает случаи, что и в таких обстоятельствах садились на посадку. Шасси? Ничего не мешает самолету сесть на брюхо, при соблюдении определенных мер пожарной безопасности он даже не загорится. Но самолет никогда не сможет лететь без крыла.

Почему самолеты летают так высоко?

Потому что именно оно создает подъемную силу. Высота полета современных реактивных самолетов находится в пределах от 5000 до 10000 метров над уровнем моря. Это объясняется очень просто: на такой высоте плотность воздуха намного меньше, а, следовательно, меньше и сопротивление воздуха. Самолеты летают на больших высотах, потому что при полете на высоте 10 километров самолет расходует на 80% меньше горючего, чем при полете на высоте в один километр. Однако почему же тогда они не  летают еще выше, в верхних слоях атмосферы, где плотность воздуха еще меньше? Дело в том, что для создания необходимой тяги двигателем самолета необходим определенный минимальный запас воздуха. Поэтому у каждого самолета имеется наибольший безопасный предел высоты полета, называемый также «практический потолок». К примеру, практический потолок самолета Ту-154 составляет около 12100 метров.

Почему самолету нужно сжечь все топливо перед посадкой?

При проектировании самолета (как гражданского, так и военного, кстати) и в частности его шасси всегда есть такой параметр, как максимальная посадочная масса. Совершенно очевидно, что это максимальная масса, которую выдержит шасси при посадке. Когда самолет готовят к выполнению задания в него заливают столько топлива, что бы долететь до запланированного места посадки + навигационный запас топлива. Когда все штатно, топливо не сливают. Если экипаж принял решение сажать машину, а ее масса превышает максимальную посадочную, то от топлива избавляются. Особенно часто такие ситуации происходят в случае серьезного отказа сразу после взлета. Так же следует заметить, что не все самолеты просто «дожигают» топливо, чтобы «сбросить вес», некоторые оборудованы системой аварийного слива топлива.

Резюмируя, можно сказать, что самолет дожигает топливо для того, чтобы нагрузка на шасси при посадке не превосходила максимальную, в противном случае шасси просто не выдержит.
При проектировании самолета (как гражданского, так и военного, кстати) и в частности его шасси всегда есть такой параметр, как максимальная посадочная масса. Совершенно очевидно, что это максимальная масса, которую выдержит шасси при посадке. Когда самолет готовят к выполнению задания в него заливают столько топлива, что бы долететь до запланированного места посадки + навигационный запас топлива. Когда все штатно, топливо не сливают. Если экипаж принял решение сажать машину, а ее масса превышает максимальную посадочную, то от топлива избавляются. Особенно часто такие ситуации происходят в случае серьезного отказа сразу после взлета. Так же следует заметить, что не все самолеты просто «дожигают» топливо, чтобы «сбросить вес», некоторые оборудованы системой аварийного слива топлива.

Многие боятся упасть вниз с высоты 10 км. Это невозможно из-за сильного давления под крыльями самолета. Он держится на воздухе не хуже, чем машина на шоссе. Его можно поставить на хвост, повернуть вокруг своей оси на 100 градусов, направить вниз — и если отпустить штурвал, то самолет просто будет покачиваться в воздухе, как лодка на волнах.

"Снимать сложнее, чем управлять истребителем". Как делается воздушная съемка

"Хорошо летать могут только красивые самолеты", — говорил известный авиаконструктор Андрей Туполев. Хотя бы раз в жизни каждый из нас видел фотографии, когда "стальная птица" делает фигуру пилотажа в воздухе, находясь на огромной высоте от земли, но при этом на ней с легкостью можно разглядеть все детали, словно фотограф парит в небе рядом. Мало кто задумывался, как в реальности происходят такие съемки и что стоит за этими самыми красочными кадрами, от которых по-настоящему захватывает дух.

"Авиация — это красиво! Наши самолеты снимать очень интересно, потому что они не только хорошо летают, но и красиво выглядят. И все-все в мире это признают", — рассказал журналисту ТАСС известный фотограф Министерства обороны РФ Вадим Савицкий, при этом отметив, что в некоторых случаях фотография имеет не только эстетический, но и прикладной смысл.

"Цена ошибки здесь высока"

Один из самых сложных видов воздушной съемки — это съемка из кабины истребителя во время пилотажа в составе группы. При этом видео делать сложнее, чем фото. "Это физически тяжелее — обеспечить непрерывный фрагмент без каких-либо сильных колебаний, ведь это сложно даже на земле делать без штатива. А в кабине мотает и швыряет — тут все против оператора", — говорит Артур Саркисян.

Артур Саркисян Личный архив Артура Саркисяна

Артур Саркисян

© Личный архив Артура Саркисяна

В прошлом — летчик-истребитель, сегодня он — признанный мастер в мире авиационной видео- и фотосъемки. У него есть кадры, которые не повторил никто до сих пор. А начинал он снимать еще из кабины истребителя МиГ-23 в 1988 году во время службы в Германии.

Сложность этой съемки в том, что я сам управляю самолетом и мне нужно держать строй, причем я нахожусь внутри строя. Цена ошибки здесь высока. И в те годы, и сейчас это называется хулиганством. Ведь это нарушение, потому что посторонних предметов в кабине не должно быть, тем более в одноместном управлении. Ведь это не кабина большого самолета, где можно положить фуражку, сумку и другие вещи. Там сам еле-еле помещаешься…

Артур Саркисян

Он показывает одну из своих первых работ — кадры, снятые на пленочный фотоаппарат "Зенит-TTL". "Здесь нужно было и управлять в ручном режиме, и снимать в ручном режиме. Я очень долго тренировался на земле, проходил все тренажеры. Отрабатывал многие действия и по управлению машиной, и какие действия совершаю в кабине с фотоаппаратом", — говорит Саркисян.

МиГ-23 Артур Саркисян

МиГ-23

© Артур Саркисян

Тогда ему удалось на полигоне снять сход бомбы у ведущего, доприцеливаться на свои цели, попасть и все это сфотографировать. "Это был высший предел! Один раз я это сделал, и это было очень напряженно. На четверку я сделал бомбометание и сфотографировал сход бомбы у ведущего, — рассказывает летчик. — То есть у меня на прицеливание остается 4–5 секунд после этого хулиганства, и я еще должен доприцеливаться на свою соседнюю цель, сбросить и вывести из пикирования вовремя самолет".

Однажды был случай, когда при посадке в кабине истребителя Саркисян не рассчитал, что у него на груди висит широкопленочный фотоаппарат Pentacon с большим объективом, в который в последний момент уперлась ручка самолета. Но быстро сообразил, левой рукой скинул аппарат и добрал.

МиГ-29 Артур Саркисян

МиГ-29

© Артур Саркисян

"Я тогда ведь действительно был сумасшедшим. Сейчас бы я так не полез бы туда", — смеется Саркисян, отмечая, что именно с этих кадров началась его воздушная съемка. Примечательно и то, что в те годы не было фотоаппаратов, способных, как сейчас, делать серийную съемку, а было всего 36 кадров.

В 1990-х Саркисян ушел на гражданку, работал в Московском авиационно-производственном объединении "МиГ" (ныне — РСК "МиГ", в составе Объединенной авиастроительной корпорации). Получил допуск, сдал все зачеты по авиационной части, безопасности и катапультированию. Несколько лет работал штатным фотографом и видеооператором групп высшего пилотажа "Русские витязи" и "Стрижи". Кроме него летные допуски получили фотокорреспонденты Сергей Пашковский (фотограф ОКБ "Сухой") и Сергей Скрынников (входил в десятку лучших фотожурналистов мира). Но в 1990-х годах Саркисян был единственным, кто делал и видео, и фото, да еще и с такой летной биографией.

Пилотажная группа "Русские витязи" Артур Саркисян

Пилотажная группа "Русские витязи"

© Артур Саркисян

Не секрет, когда я в воздухе во время пилотажа перехватывал фотоаппарат, у меня ощущение было, что это я делаю передышку. Меня спасало то, что я находился в привычной среде. Поэтому факторы полета сильно на меня не влияли. Даже если взять самого лучшего наземного оператора, не факт, что получится из него сделать воздушного

Артур Саркисян

"Но сейчас такого нет. Это, можно сказать, вымирающая профессия для России, но на Западе так летают", — говорит летчик, отмечая, что примерно после 2006 года в ВВС РФ появился запрет полетов для гражданских лиц в кабине с военными экипажами.

Потом Саркисян сам делал подвесные системы, наружные камеры, ставил крепления на истребители МиГ-29 и МиГ-31 для стратосферных полетов. "У меня принцип этих наружных креплений такой, что нет вмешательства в конструкцию летательного аппарата, — рассказывает он. — Я ничего не сверлю, ничего не меняю, а приспосабливаюсь к самой конструкции самолета, где есть болты или различные системы зацепа".

' Artur Sarkisyan/YouTube'

Например, одна из уникальных систем крепления у Саркисяна держится на одном штырьке. Все это было подогнано, зажато и летало много раз на максимальной скорости до 1250 км/ч. Есть крепления, рассчитанные на еще большие скорости.

Снимать сложнее, чем управлять самолетом. И при этом физически тяжелее, особенно если съемка видео, то находишься в неудобной позе, так как идет пилотаж, но при этом нужно держать камеру, да еще и при перегрузках

Артур Саркисян

Пилотажная группа Baltic Bees Артур Саркисян

Пилотажная группа Baltic Bees

© Артур Саркисян

Саркисян снимал в условиях перегрузки до 7g, но однажды было и 8g. "Я специально попросил, чтобы проверить лентопротяжный механизм пленочной камеры. Это было на МиГ-29 во время испытательных полетов в конце 1990-х годов", — признался он. Саркисян придумал и разработал свою методику креплений, чтобы все это можно было эксплуатировать без помощников. Иногда он ставит на самолет шесть камер, при этом снимает еще с рук и дроном за один полет.

"Как солдатики в воздухе"

После Саркисяна на предприятие "МиГ" пришел Павел Новиков, также увлекшийся воздушными съемками. Первый полет был на МиГ-29MRCA, с годами список увеличился: МиГ-25, МиГ-29, Су-27, Як-130, L-39 — порядка семи типов самолетов. Были у него и полеты со знаменитыми "Русскими витязями" в Геленджике в 2006 году, где пришлось немного понервничать.

Павел Новиков Личный архив Павла Новикова

Павел Новиков

© Личный архив Павла Новикова

"Тогда у меня была еще пленочная камера, не было никаких экранов, куда можно было смотреть. Соответственно, ты не можешь быть пристегнут жестко к креслу, — рассказывает Павел. — Дело в том, что у любого катапультного кресла есть два режима: или отпущены плечевые ремни, когда ты можешь свободно отклониться, или зафиксированное положение. Вот в таком зафиксированном и вертикальном положении ты можешь легко переносить перегрузки. Собственно говоря, так и пилотируют летчики. Позвоночник, мышцы позволяют относительно легче переносить перегрузки".

Но на тот момент летного опыта было мало. "И вот на выходе из петли группы я начинаю чувствовать перегрузку. В это время отклонен вместе со своей камерой, смотрю в видоискатель, снимаю самолеты, которые летят рядом, и меня начинает тянуть на ручку управления самолетом. И, соответственно, как "в рапиде", понимаешь, что если сейчас я ложусь на ручку, то я толкаю ее вперед, а под нами вода", — вспоминает он.

Су-27 пилотажной группы "Русские витязи" Павел Новиков

Су-27 пилотажной группы "Русские витязи"

© Павел Новиков

У нас выход из петли, и, если я не даю летчику комфортно управлять самолетом, ложусь своим весом под перегрузкой еще на эту ручку, я буду ее отталкивать от себя, и это неизбежно приведет к чему-то нехорошему...

Павел Новиков

Спецпроект на тему

По его словам, все происходит мгновенно, не больше четырех секунд, "просчет последствий интуитивный, опыта-то нет, как и испуга тоже — просто понимаешь, что вот ручка под животом оказалась и ложиться на нее не надо..." И вот тогда усилием всех мышц Павел отвел свое тело к спинке кресла.

Во время этих полетов с "Русскими витязями" Новиков сделал одну из интереснейших и достаточно сложных воздушных съемок — вертикальную. "Это можно снимать только с истребителя или с каких-нибудь спортивных самолетов, когда они летят вертикально вверх или вертикально вниз. Эти кадры у меня одни из самых эффектных", — признается Павел. Недавно он видел фото у одной зарубежной пилотажной группы, когда от группы из четырех самолетов один "отваливается" при том, что все они выстроены в воздухе в ряд по горизонтали. "Стоят на фоне горизонта ровненько рядом друг с другом, как солдаты", — добавляет он, отмечая особую сложность такой съемки — "необходимо контролировать приборы, свое положение в пространстве и контролировать расстояние до двух рядом находящихся самолетов".

Су-27 пилотажной группы "Русские витязи" Павел Новиков© Павел Новиков

Есть в его биографии и съемка подъема обновленного корабельного МиГ-29К. "Она была абсолютно технической — нельзя было выключать камеру ни на секунду, самолет должен был быть всегда в кадре. Мы его облизывали с разных сторон, осматривали снаружи, как он себя ведет. И это оказалось нужным: съемка помогла разобраться, что происходило с самолетом в его первый подъем", — говорит Новиков.

"Танцы" вокруг самолета

Следующей по сложности можно считать съемку на спарке в горизонтальном полете. Саркисян делал видео первого полета нового пассажирского лайнера МС-21, сопровождая его с летчиками-испытателями корпорации "Иркут" на учебно-боевом истребителе Як-130.

МС-21 и Як-130 Артур Саркисян

МС-21 и Як-130

© Артур Саркисян

Это был скучный полет, без уборки шасси. МС-21 взлетел и через какое-то время пошел на посадку. И чтоб съемки были не скучными, а динамичными, нужно было вокруг него "танцевать". Постоянно какое-то движение должно быть, угловая скорость, превышение и принижение, отставать и обгонять

Артур Саркисян

Подготовка к этому полету была очень строгой: зачетные тренажи, медкомиссия. Необходимо было четко оговаривать, с какой камеры будет вестись съемка, помещается ли она при катапультировании на правом борту. Затем все испытательные полеты снимал Павел Новиков.

МС-21 Павел Новиков

МС-21

© Павел Новиков

Одной из самых неприятных проблем съемки из кабины истребителя является искривление стекла, из-за которого оператор постоянно ищет ровные места. При этом есть еще одна проблема — это отражение всей кабины. "Ты видишь отражение приборной доски, и тогда мы зачернили всю кабину полностью, взяв киношный материал синефоль (черная алюминиевая фольга, очень плотная и поддается формированию). И всю кабину изнутри проклеили синефолем, оставили мне только слева окошко для съемки", — рассказывает Павел, добавляя, что еще заклеивал различные красные и белые кнопки на приборной панели черной изолентой, чтобы они, если загорятся, не отражались в стекле.

Выход "Медведя" из облаков

Достаточно сложна также съемка с открытой двери или иллюминатора летательного аппарата. При этом стоит выделить еще один сложнейший и опасный вид съемки — с рампы самолетов военно-транспортной авиации. Примерно десять лет назад подобные мероприятия организовать было очень сложно.

Як-130 Вадим Савицкий/Минобороны РФ

Як-130

© Вадим Савицкий/Минобороны РФ

Весь основной труд — это подготовка. В самолете-лидере сидят фотограф и оператор, и участники съемки. "Чтоб поднять в воздух самолеты, решение принимает только главком ВКС, подписывая документ на разрешение проведения именно такого типа съемки. А уже потом начинается рутинная работа", — рассказал Вадим Савицкий, который с начала 2010-х годов отснял на рампе практически все военные самолеты нашей армии. "Следующая, так скажем, моя задумка, мечта — поработать и отснять всю морскую авиацию России", — добавляет он.

После разрешения начинается процесс подготовки непосредственно на аэродроме. Специфика движения самолетов за рампой зависит еще и от самого самолета-лидера — Ил-76, Ан-12, Ан-26. У каждого самолета своя особенность — с какой скоростью они могут идти.

Су-34 и Су-30СМ (на заднем плане) Вадим Савицкий/Минобороны РФ

Су-34 и Су-30СМ (на заднем плане)

© Вадим Савицкий/Минобороны РФ

Так, во время работы на канале "Звезда" Новиков вместе с режиссером телеканала Сергеем Мерзляковым c разрешения Савицкого снимали с рампы Ил-76 нашу дальнюю авиацию — Ту-160, Ту-22 и Ту-95. "Специфика была в том, что Ту-22 не любит низких скоростей, а Ил-76, когда у него открыта рампа, не может идти быстрее 400 км/ч. А для Ту-22, можно сказать, это критическая скорость, на которой он может маневрировать. А ему бы еще, как мы просим, чуть-чуть поманеврировать для красоты кадра", — говорит Новиков.

' Телеканал "Звезда"/YouTube'

Ил-76 есть в двух вариантах — десантные и транспортные, и это тоже очень важно для съемок, ведь у первого по бокам ставятся шторки, когда открывается рампа. У другого — нет, поэтому скоростной поток попадает на рампу и обдувает нас со страшной силой, плюс сильные вибрации, что сказывается на работе операторов и фотографов. Одним словом, может просто сдуть с рампы. Поэтому во время этих съемок пришлось каждую ногу крепить отдельной веревкой. В сравнении с Ан-12 болтанка на Ил-76 больше. "На нем есть щели между корпусом и рампой, и они очень сильно добавляют вибрацию хвосту. А у Ан-12 все очень просто — рампа убирается, и он летит", — рассказывает Павел.

Специфика заключается в расстоянии и дистанции самолетов, в том, какие маневры они смогут выполнять. Влияет и след от самолета — идущий от двигателей тепловой и возмущенный поток, от разных самолетов разный.

Пилотажные группы "Русские витязи" и "Стрижи" Вадим Савицкий/Минобороны РФ

Пилотажные группы "Русские витязи" и "Стрижи"

© Вадим Савицкий/Минобороны РФ

От Ил-76 этот поток не слишком сильный, но марево присутствует, то есть при самолете от рампы чуть-чуть влево — чуть-чуть вправо уже получается кадр нерезкий. Самолет замыленный из-за того, что идет горячий воздух от двигателей. Мало того, у Ан-12 еще идет темный след от работы его турбовинтового двигателя

Вадим Савицкий

При подготовке самолетов к вылету необходимо договариваться с техниками, чтобы самолет помыли. В строевых частях "стальные птицы", надо сказать, не такие красивые, как на авиасалоне МАКС или выставках.

При открытой рампе все фотографы должны быть пристегнуты. В определенных случаях даже натягивается транспортная сетка для фиксирования. Все участники съемки проверяются на отсутствие незакрепленных предметов в руках, чтобы не было никаких мелких вещей. Все карманы застегнуты, никаких шарфиков, все это должно быть спрятано. Головные уборы должны быть застегнуты, чтобы их не сорвало во время полета.

Пилотажные группы "Русские витязи" и "Стрижи" Вадим Савицкий/Минобороны РФ© Личный архив Павла Новикова

В съемке различных самолетов есть свои особенности. Объект с турбовинтовыми двигателями, где вращаются лопасти винтов, необходимо снять так, чтоб был эффект движения. Соответственно, чтобы получить его, надо удлинять выдержку, а на рампе есть вибрации — получаются конфликтующие задачи, надо их решать.

' Минобороны России'

Очень сильно сказываются погодные условия, а также то, над какой поверхностью происходит полет: воздушные потоки ведут себя по-разному. "Гораздо быстрее нагревается открытая земля, и от нее воздушный поток идет теплее, быстрее вверх, чем от леса. И над разными участками все это очень сильно сказывается", — объясняет Савицкий.

На авиационном ресурсе Russianplanes самый популярный кадр — фотография, которую сделал Савицкий во время съемки самолетов дальней авиации в 2013 году. "Перед полетом я попросил экипажи, если будут облака, пройти по их верхней кромке. Вот так придумали этот знаменитый кадр с Ту-95, проходящим по верхней кромке", — рассказал Новиков историю того снимка.

Ту-95 Вадим Савицкий/Минобороны РФ

Ту-95

© Вадим Савицкий/Минобороны РФ

Ту-95 оставляет очень крупный след от четырех огромных двигателей. Обратили внимание, что там на выходе он очень сильно закрутил, и попросили его опуститься чуть ниже уровня верхнего среза. Было видно, как он все это резал и потом по команде просто вынырнул из облаков

Вадим Савицкий

Многие летчики, видевшие этот кадр, говорят, что он наглядно показывает, насколько длинный у самолета остается след. В свое время выяснили, что некоторые катастрофы в аэропортах случались именно из-за этого фактора — от оставшегося следа первого взлетевшего со взлетной полосы большого самолета. "Следующий за ним самолет попадает в этот след, и его начинает "колбасить". Маленький самолет может опрокинуться после взлета больших лайнеров. Вот как раз этот снимок и видео показывают, на какое расстояние может доходить этот след, если самолет уже в нескольких километрах от места", — рассказывает Савицкий. Поэтому фотография имеет не только эстетический, но и прикладной смысл.

Увидеть невидимку

Известный на весь мир японский авиафотограф Кацухико Токунага, специализирующийся на воздушных сьемках и имеющий доступ к полетам, снимал огромное количество пилотажных групп, в том числе летал и на нескольких российских самолетах. Совместный полет с пилотажной группой "Русь", уступив свое место в кабине, один раз организовывал ему Саркисян.

Отвечая на вопрос журналиста ТАСС, какой истребитель из России вызывает лично у него особый интерес и какие "стальные птицы", по его мнению, самые красивые с точки зрения фотосъемки, он отметил, что все самолеты — как российские, так и западные — имеют свою особую красоту. "Мне все нравится, но тем не менее одним из фаворитов является истребитель пятого поколения Су-57. Он имеет уникальную форму, и, глядя на него, вы можете почувствовать российские передовые технологии и будущее", — сказал Токунага.

Су-57 Вадим Савицкий/Минобороны РФ

Су-57

© Вадим Савицкий/Минобороны РФ

Впервые съемку Су-57 с рампы осуществили Новиков и Савицкий. Они отметили интересную деталь. "Он вроде как невидимка, но — радиолокационная невидимка, но на нашей съемке Су-57 подкрался к нам так, что мы глазами его разглядели уже чуть ли не в последний момент, когда он приблизился", — рассказывает Павел.

У других истребителей геометрия такая, что она распознается издалека как крестик, мы можем ее разглядеть, а тут Су-57… причем они ведь парой подходили, мы всматриваемся в горизонт, под рампу, и глазам своим не поверили, когда увидели их уже у рампы. Все-таки невидимка не только радиолокационная, но еще и оптическая

Павел Новиков

Необходимо отметить, что кадры, полученные тогда в ходе съемки истребителя Су-57, были тщательно просмотрены специальной комиссией Минобороны и представителями ОПК. Около 60% съемки было засекречено, остальная часть разрешена для публикации в СМИ.

Су-57 Павел Новиков

Су-57

© Павел Новиков

Очень важный момент в воздушной съемке — еще на земле продумать, куда будет проецироваться самолет. Потом уже с летчиками оговаривается, как будет проходить полет в зоне "так, чтобы самолет, который снимаем, спроецировать примерно на нужный объект на земле — озеро, берег, реку, горизонт с солнцем", уточняет Павел. По его словам, уложить самолет на площадь реки сложно, но можно — нужно учесть ширину реки и размер самолета. Исходя из этого расчитать высоту полета самолета в кадре и самолета, с которого ведется съемка, их взаимное расположение — чтобы река не потерялась, "не стала ниточкой, а была широкой зеркальной дорогой, а иногда и ниточка реки красиво смотрится с большой высоты, если в ней блестит закатное солнце", объясняет Павел.

Большинство операторов не задумываются, куда будет проецироваться самолет. Они в воздухе — и этого уже, казалось бы, достаточно

Павел Новиков

Самое красивое время суток по свету и колористике кадра — перед закатом солнца, утверждает Новиков. Однако организовать такую съемку боевой авиации можно не всегда, потому что большинство военных аэродромов как раз к закату уже закрываются для проведения полетов.

Су-57 Павел Новиков© Артур Саркисян

А не так давно Новиков разработал собственное крепление, с помощью которого можно будет снимать с воздуха. "У него внутри находятся две видеокамеры на 3D-головах. В фас самолет можно снять только с рампы. Вперед вообще нет никаких вариантов снимать, кроме как на отдельной подвеске, — рассказывает Павел. — А эта система даст возможность использовать легкий самолет типа L-29 или Як-130. Блок вешается на место крепления бомб, который есть у любого учебно-тренировочного и боевого истребителя, и мы с него снимаем все ракурсы — и задние, и передние, и боковые".

"Ноздри на рампе"

Интересные кадры получаются, когда истребители подходят друг к другу вплотную, однако это небезопасно. Во время съемок для компании "Сухой" с рампы самолета Ан-12 истребители Як-130 и Су-30СМ, судя по некоторым кадрам, сходились метров на 10–15. "Они подходили прямо вплотную, чуть ли не ноздри клали на рампу. Но по опыту я никогда не прошу подходить близко, потому что самолет просто не вмещается в кадр, широкоугольная оптика поможет, но тогда влезут элементы рампы и не будет передана перспектива, что не всегда выгодно. Да и самолету сложнее маневрировать в такой близости", — говорит Павел.

Так могут позволить себе подходить летчики очень высокого класса. Когда мы фотографировали заслуженного военного летчика РФ Александра Харчевского, то он мог, так скажем, положить носовой обтекатель нам на рампу. Реально было. Мы его просто отгоняли — немножко страшновато самим было. Строевые летчики, конечно, так не делают. С одной стороны, это баловство, с другой — для каких-то кадров есть всякие моменты интересные. Поэтому ни одна съемка не похожа на предыдущую

Вадим Савицкий

Су-30СМ Марина Лысцева

Су-30СМ

© Марина Лысцева

"У меня есть один кадр, сделанный на объектив 70 мм. Там примерно на метров 10–15 подходил самолет Су-30СМ. Он чуть ли не нос засовывал в рампу", — поделилась с ТАСС впечатлениями о рамповой съемке Марина Лысцева, одна из самых известных в России авиационных фотографов. За ее плечами — съемки в воздухе пассажирского самолета Falcon, старого американского самолета Douglas DC-3, а также российских истребителей Су-30СМ и Як-130, самолетов-амфибий Бе-200 и Бе-103, ближнемагистрального пассажирского Ил-14.

Марина Лысцева Личный архив Марины Лысцевой

Марина Лысцева

© Личный архив Марины Лысцевой

Марина отмечает, что одна из главных сложностей воздушных съемок — их организация, а что касается ощущений, то тут все просто: "Конечно же, захотелось еще не раз так полетать, ведь такие возможности очень редко предоставляются". "Перед полетом проходит разговор с летчиками, кто и какие маневры должен сделать. И что не нужно просто так висеть перед рампой, а необходимо покрутиться, чтобы самолет был снят с различных ракурсов", — рассказывает Марина.

Конечно, съемки с рампы очень крутые, но именно в техническом плане достаточно простая была для меня. Мы ведь стояли не на открытой рампе, а были за сеткой. Улетели, ушли в зону ожидания, открыли рампу, покрутился Як-130 минут 30, потом Су-30 еще полчаса. В общей сложности не более двух часов

Марина Лысцева

Як-130 Марина Лысцева

Як-130

© Марина Лысцева

Что касается тряски, то тут проще: "Она была не большая, но так как самолет не турбовинтовой и не нужно было размазывать винты, я делала приоритет выдержки примерно 1500–2000, и все отфиксировалось четко и резко". Лысцева не скрывает, что интерес к рампе есть, ведь она "еще не наснималась с нее". Но с земли тоже интересно.

Лови момент!

Именно съемки с земли, с вертолетов и спортивных самолетов завершают, если можно так сказать, рейтинг сложности авиационных съемок. Казалось бы, на земле, когда ничего не мешает, — только лови момент, однако и тут бывают свои трудности. Так, Лысцева одной из своих самых сложных работ называет не воздушную съемку, а когда пришлось выставить свет ночью в ангаре. Это было в Комсомольске-на-Амуре в 2013 году, где она снимала Sukhoi Superjet 100. "У меня не было помощников. Нужно было подсветить кучу самолетов. Пришлось изрядно побегать, чтоб выключить общий свет, а оставить определенные, чтобы самолеты светились как бы изнутри. Часа два беготни — и в итоге два хороших кадра", — вспоминает она.

Sukhoi Superjet 100 Марина Лысцева

Sukhoi Superjet 100

© Марина Лысцева

Сложной по исполнению была и съемка дальнего бомбардировщика Ту-95, сделанная из кабины стрелка самолета Ил-78, летевшего перед ним. Из-за огромной тесноты — член экипажа и два фотографа — половина кадров была снята практически вслепую. "Мне в свое время стало интересно снимать "в контре" на солнце, когда при влажном воздухе можно поймать много интересных спецэффектов", — говорит Марина.

Я пока не очень наснималась Су-57, ведь он показывается редко — только на авиасалонах в России, поэтому и привлекает особое внимание. Мне очень нравится, как летает Су-34 — это очень фотогеничный самолет, очень узнаваемый и внешне похож на утенка

Марина Лысцева

Су-34 Вадим Савицкий/Минобороны РФ

Су-34

© Вадим Савицкий/Минобороны РФ

Что касается съемки вертолетов, то их, как рассказывает Марина, интересней снимать с незастывшими винтами (не на короткой выдержке, а на длинной), то есть "размазать винты, чтобы было ощущение движения". А это длинная выдержка в 1,15 секунды, и снять это с рук при движущемся вертолете очень сложно. "У меня таких хороших картинок за всю жизнь только с десяток наберется", — добавляет она.

Спецпроект на тему

Иностранным фотографам очень интересны гражданские самолеты Туполева. "У меня есть пара знакомых французов, которые фанатеют от самолетов Сухого — Су-35, Су-30, Су-27. И очень фанатеют от старых советских самолетов. По всему миру охотятся за самолетами "Мрия", "Руслан" и Ил-76, — рассказывает Лысцева. — Самолеты Ту-95, Ту-160, Ту-22 тоже в почете, ведь на Западе эти машины никогда не показывались. Иностранцы были бы счастливы, если, например, Ту-95 прилетел бы на какую-нибудь их выставку, но, боюсь, этого не случится".

По мнению Савицкого, с точки зрения фото очень интересно получается истребитель Су-30СМ. "Почему? Не знаю, своей эстетикой. Вообще, вся линейка Су-27 — самая красивая. Это признано не только нами, но и за рубежом", — утверждает Савицкий. Еще в 1990-х годах проходил конкурс, и Су-27 был признан самым красивым летательным аппаратом.

Су-30СМ Вадим Савицкий/Минобороны РФ

Су-30СМ

© Вадим Савицкий/Минобороны РФ

Саркисян, Савицкий, Новиков, Лысцева, а также многие другие, о ком не удалось рассказать в этом материале, — настоящие асы в своем деле. Мы видим военную и гражданскую авиацию России глазами этих людей и никогда не перестанем восхищаться их работой, ведь сделанные ими уникальные фотографии и видеокадры покорили весь мир.


Роман Азанов

Как летают самолеты? Барьеры скорости: флаттер, шимми. | Техника и Интернет

Явление это назвали «флаттер».

  • Флаттер (от англ. flutter — вибрация, дрожание) — это когда по достижении определенной скорости полета обшивка самолета, входя в резонанс, начинала вибрировать все сильнее и сильнее, вплоть до разрушения. За несколько секунд самолет буквально разваливался в воздухе.

30-е годы — годы небывалого развития авиации и… борьбы с флаттером.

С 1935 года вплоть до начала Второй мировой войны только в Германии произошло свыше 100 катастроф, вызванных флаттером.

Падали самолеты, гибли их экипажи. Опытным путем, продувая модели в аэродинамической трубе на больших скоростях, добивались отсутствия эффекта флаттера на модели самолета для рабочих скоростей данного истребителя или бомбардировщика.

Первые случаи эффекта флаттера были известны еще в 20-е годы, но особенно часто и сильно флаттер начал проявляться с середины 30-х. Самолеты 20-х годов не могли достичь тех скоростей, которые делали эффект флаттера взрывным, разрушая самолет за считанные секунды. Марк Лазаревич ГаллайМарк Лазаревич Галлай
Фото: ru.wikipedia.org

Марк Галлай, летчик-испытатель, Герой Советского Союза, получивший звание за испытания новейших самолетов, описывает эффект флаттера, который он видел сам во время испытаний самолета на максимальную скорость.

Представьте себе современнейший по тем временам цельнометаллический самолет, оснащенный мощнейшими двигателями и, по расчетам, способный развить рекордную скорость — до 500 км/час.

Летчик-испытатель должен произвести испытание машины на скорость с целью установить, на какой скорости самолет данного типа войдет во флаттер. Полет по горизонтали — разогнался до определенной скорости — доложил по радио, выдержал скорость, немного увеличил скорость — доложил, снова выдержал скорость — и так, пока…

Летчик описал свои ощущения: казалось, будто по самолету с разных сторон ударили сотни кувалд. Вдруг, мгновенно, самолет начал сильно вибрировать. Казалось, он разваливался на части, управлять им было невозможно…

Марк Галлай был не только летчиком-испытателем, но и талантливым инженером, он подготовился именно к этому. Рычаг газа был поставлен на пружину, которая стремилась уменьшить газ, для удержания или увеличения скорости пилот все время должен был прикладывать силу к рычагу газа.


Как только начался флаттер и пилот потерял возможность управлять самолетом, пружина резко уменьшила газ, самолет быстро потерял скорость, вышел из флаттера и смог вернуться на базу. Но рекордная машина уже не была зализанной и гладкой — ее обшивка на крыльях очень сильно покоробилась, и это всего за пару секунд флаттера.

Со временем увеличение посадочной скорости самолетов выявило еще один эффект. Его назвали «шимми».

  • Самолеты, у которых была носовая стойка шасси, столкнулись с проблемой ее вибрации. Резонанс, возникающий в стойке под давлением воздуха, заставлял ее буквально плясать.

Садиться самолету на аэродром в таком случае было смертельно опасно. Во избежание возникновения эффекта «шимми» передние стойки шасси тоже продували в аэродинамической трубе, добиваясь отсутствия этого опасного явления.

Скорости самолетов все увеличивались. В СССР целая группа ученых проводила исследование и флаттера, и шимми. Каждую новую модель самолета продували в аэродинамической трубе и добивались отсутствия резонанса на больших скоростях полета — для каждой модели это делали отдельно. Одновременно с практическими испытаниями ученые в СССР вели теоретические работы по определению причин возникновения флаттера, дабы самолеты могли избежать его. Мстислав Всеволодович КелдышМстислав Всеволодович Келдыш
Фото: ru.wikipedia.org

В 1945 году М. В. Келдыш создал теорию флаттера и шимми. Самолеты, спроектированные с учетом этой теории, не имели проблем флаттера. Ученый за разработку теории в 1946 году получил Сталинскую премию.

Как ни странно, но даже после того, как была разработана теория возникновения флаттера и предложены математические инструменты, позволяющие избежать этого опасного явления, все же нашлись умные фирмы, строившие свои надежные самолеты без учета теории флаттера.

С 40-х до начала 60-х годов в США произошло более 100 случаев летных происшествий, связанных с флаттером.

Последние две катастрофы самолетов L-188 фирмы Локхид (Lockheed) произошли в 1958 и 1960 годах в небе Америки над Буффало и Каннелтоном. Оба раза причиной был флаттер воздушного винта, который за секунды привел к катастрофе, оба раза погибли все пассажиры и экипаж. Оба раза были «приняты меры», усилены и изменены узлы крепления двигателей…

Потери фирмы от этих двух катастроф составили свыше $ 100 млн. Однако фирма выстояла и самолеты этого типа летают до сих пор. Вот только людей, погибших из-за ошибок проектирования, жалко.

В теории проблема шимми и флаттера была решена еще в 1945 году. Но осталась еще одна проблема — затягивание в пикирование при полете на околозвуковой скорости.

Продолжение следует…

Летчики рассказали всю правду о безопасности полетов

Летчики-блоггеры рассказывают пассажирам, чего на самом деле стоит и чего не стоит бояться в полете. Сезон отпусков в самом разгаре. Многие и рады бы рвануть куда-нибудь к морю, но страх перелета пересиливает желание погреться на южном солнышке. История с крушением под Смоленском лайнера с президентом Польши на борту еще больше усилила этот страx: если падают борты № 1, то надеяться на надежность простого гражданского самолета и подавно не стоит. Но авиаторы иного мнения: самолет - это самый безопасный транспорт. Летчики-блоггеры, устав от пьяных истерик на борту, решили бороться с аэрофобией пассажиров, рассказав, почему не страшны воздушные ямы, и что у лайнера в полете должно «стучать, греметь и мигать». Идея пришла в голову бывшему военному летчику, а ныне капитану воздушного судна гражданской авиации Алексею КОЧЕМАСОВУ, известному в Интернете под ником «летчик-леха». Поддержали его и коллеги из других авиакомпаний. Турбулентность - это нормально Больше всего пассажиров пугает, когда самолет попадает в зону турбулентности. На языке пилотов это «болтанка». Самолет начинает подтряхивать, а иногда он и вовсе «прыгает» то вверх, то вниз и тревожно «машет крыльями». - Болтанка может возникнуть как в облаках, так и вне их. Это будет турбулентность ясного неба, - рассказывает Алексей Кочемасов. - Облака для самолета - то же, что ухабы на дороге для машины. Если нет ветра, температура равномерно распределена по высотам, влажность и давление равномерны. Полет спокоен и безмятежен. А если тучи и ветер, есть разница в температуре восходящих и нисходящих потоков, то, скорее всего, в полете будет трясти. Над горами и большой водой трясет всегда, но не обязательно сильно. Но самолеты проектируют с расчетом на зоны турбулентности. Поэтому бояться, что самолет, попав в воздушную яму, развалится, не стоит. Ничего у него не отвалится и не оторвется. Опасна ли болтанка для самолета? Может ли он рухнуть? - Болтанка неприятна для многих, но она не опасна, - успокаивает летчик. - Однако полеты в зоне сильной турбулентности не приветствуются. Пилоты стараются избежать попадания в турбулентность, а если и попадают, то стремятся выскочить из этих зон как можно быстрее. Заход в зону турбулентности не бывает неожиданным. Пилоты к ней готовы и знают маршруты обхода или выхода. Что на самом деле опасно К опасным метеоявлениям летчики относят: грозу, обледенение, сдвиг ветра и его микропорывы (еще их называют микровзрывами), шквал, пыльная или песчаная буря, облака пепла от вулканов (могут подниматься на высоту до 14 километров), смерчи, сильные ливневые осадки, сверхвысокие и сверхнизкие температуры. Если за окном что-то из перечисленного, то погода признается нелетной. Если экипаж сталкивается с таким метеоявлением на рейсе, то действует по инструкции. Грозы Бывают разными: фронтальными (теплый воздух вытесняет холодный), орографическими (воздух поднимается вдоль горных склонов), внутримассовыми (при неравномерном прогревании приземного слоя воздуха), сухими (без выпадения осадков).

Половина всех гроз продолжается не более часа. Полеты в зоне грозовых облаков опасны: там наблюдаются мощные восходящие и нисходящие потоки воздуха до 20 - 30 м/сек., более интенсивное обледенение, разряды молнии, град, сильные ливневые дожди, плохая видимость. - Мы про грозы знаем и стараемся туда не лезть, - уверяет Алексей Кочемасов. - У самолета есть локатор, который хорошо видит грозовые очаги. В зависимости от плотности облаков на его экране грозовой объект высвечивается различными цветами. Слабая облачность - едва зеленый цвет, более плотные облака - ярко-зеленый, грозовые облака - ярко-красный цвет, облака, содержащие градообразования (лед), - пурпурно-красный. Сдвиг ветра и сильная болтанка - темно-вишневый. В зависимости от цвета на локаторе экипаж решает: идет ли он по заданному маршруту или выбирает новый.

Разгорается скандал: австралийские стюардессы увидели в Интернете постеры с обнаженными девушками в салоне самолета и оскорбились.

Обледенение Это очень опасно. Внешние и лобовые поверхности самолета покрываются льдом. Лайнер становится похож на креветку из супермаркета. Обледенение происходит при полете в атмосфере с переохлажденными каплями воды. При обледенении перестают работать законы аэродинамики: самолет молниеносно тяжелеет, ухудшаются несущие свойства крыла, лайнер становится неуправляемым. Иногда может обледенеть и двигатель. Авиация умеет бороться с этим явлением. Наиболее сильное обледенение возникает у земли или даже на самой «бетонке». При опасности «замерзнуть» еще в аэропорту (снег, дождь при минусовой температуре, иней, гололед) самолет перед вылетом обязательно обрабатывают противообледенительной жидкостью. Обливают все: крылья, хвост, стабилизатор. - Если меня облили жидкостью, которая эффективна в течение получаса, а я прорулил по аэродрому и простоял перед полосой дольше, то я не полечу. Я вернусь и снова обольюсь! - уверяет наш консультант. - И пусть пассажиры матерят авиакомпанию и «честят по маме» командира. Жизнь дороже! В воздухе обледенение менее вероятно, но если возникает, то более интенсивно. Здесь уже работает экипаж: запускает противообледенительную систему, обдающую замерзшие части горячим воздухом. Когда-то с этой бякой боролись, поливая корпус чистым спиртом. На борт поднимали до 200 литров этой бесценной жидкости и брызгали на стекло, как на автомобиле: перед лобовым стеклом стоял бачок и спецрычажок. Если противообледенительная система не справляется, то пилоты покидают опасную зону облачности. - Разворачиваемся и улепетываем так, чтобы пятки сверкали! - признается Кочемасов. ЛИКБЕЗ Полет идет нормально, если: При рулении вы чувствуете вибрацию и скрип колес. Это выпускаются закрылки-предкрылки, проверяются гидросистема и тормоза. Закрылки двигаются для того, чтобы увеличить подъемную силу. После взлета они убираются обратно. Перед посадкой снова выпускаются. При запуске двигателей освещение и кондиционеры резко выключились, а потом включились. Это источники питания переключились от внешнего генератора к генератору на борту. После взлета под полом что-то стучит и скрипит - это убираются шасси. После взлета и перед началом снижения двигатель работает тише. Это уменьшилась тяга двигателей - так и должно быть. Во время болтанки крыло «машет». Все в порядке - крылья лайнера гибкие и проектируются с расчетом на турбулентность. В иллюминаторе что-то мигает. Это работают проблесковые маячки, установленные на крыльях. Часто их свет отражается от облаков, создавая иллюзию молнии. После приземления раздается «задувающий» звук - это реверс тяги двигателя при помощи струи воздуха замедляет бег самолета. Приземлившись, самолет резко тормозит и вибрирует. Чем короче полоса, тем резче остановка. В дождь самолет «шмякается» о бетон - жесткая посадка обеспечивает лучшее сцепление с асфальтом. Вибрация - это срабатывает противоюзовое устройство, которое предотвращает скольжение. А В ЭТО ВРЕМЯ Разгорается скандал: австралийские стюардессы увидели в Интернете постеры с обнаженными девушками в салоне самолета и оскорбились. Бортпроводницы с Зеленого континента считают, что подобное фото вызывает всплеск насилия по отношению к работницам авиатранспорта, т. к. некоторые пассажиры начинают воспринимать их как сексуальный объект. Авторство фото приписывают одной из российских авиакомпаний, но ее руководство категорически отказывается признать этот факт. Кто же на самом деле сделал и вывесил в Сети скандальные ню, до сих пор неизвестно. КСТАТИ На взлете экипаж читает «молитву» Перед вылетом пилоты запускают все системы, необходимые для безопасного перелета. И после каждого выполненного действия читают Карту Контрольных Проверок. Этот документ - своеобразная «библия» для экипажа или, как ее называют сами летчики, «молитва». В результате ее чтения проверяют, все ли сделано правильно, чтобы в случае чего вовремя исправить неполадки. Продолжение - в следующем выпуске еженедельника.

Читайте также:

Как я победила страх перед полетами

Корреспондент «КП» Александра Маянцева посетила курсы по лечению аэрофобии и поняла: это лечится!

Я летаю по правилу «трех К»: коньяк, кофточка, конфетка. Перед полетом - ритуал: надеть полосатую красную кофточку, пережившую не один рейс, выпить в аэропорту «полтинник» коньяка и закусить конфетой. И непременно шагнуть на трап вслед за лысым дядькой. И если хотя бы одна деталька из пазла выпадает - горе попутчикам, соседям истеричной пассажирки. Однажды я отказалась от полета, когда облюбованное кафе в «Домодедово» закрылось на ремонт. (далее)

Как самолетам удается оставаться в воздухе

Мы считаем воздушное путешествие само собой разумеющимся, будь то для бизнеса или для удовольствия, но что на самом деле держит самолет в воздухе?

В любой момент, согласно недавним исследованиям авиационной организации FlightAware, в небе будет около 10 000 самолетов, перевозящих около 1,5 миллионов человек.

Кроме того, Международная ассоциация воздушного транспорта сообщает, что в 2016 году было 3,8 миллиарда авиапассажиров - эта цифра, по ее прогнозам, почти удвоится до 7.2 миллиарда к 2035 году.

Ошеломляющие цифры в стороне, как именно самолет остается в воздухе? Прошло всего 115 лет с тех пор, как новаторские братья Райт, Орвилл и Уилбур, пролетели 36 м за 12 секунд в их пилотируемом полете, определяющем историю, в Китти Хок в Северной Каролине, США. С тех пор мы прошли долгий путь, но основы остались прежними.

Достигая высот: в любой момент в воздухе находится более миллиона человек Кредит: Гетти

Джоэл Сабу присоединился к команде электриков Rolls-Royce в сентябре 2018 года, чтобы работать над электромагнитным моделированием после получения степени электротехники и электроники в Кардиффском университете.Здесь он объясняет механику современного самолета.

В самолете действуют четыре силы, находящиеся в воздухе: тяга, сопротивление, подъем и сила тяжести. Тяга создается реактивными двигателями, и это помогает самолету двигаться вперед, тогда как подъемная сила воздействует на крылья самолета и позволяет ему двигаться вверх, а также поддерживать свою высоту.

Чтобы самолет оставался в воздухе, подъемная сила должна преодолевать силу тяжести. Кроме того, тяга должна преодолевать силу сопротивления, которая противостоит движению самолета по воздуху.

Тяга создается реактивными двигателями: они всасывают воздух, сжимают его, сжигают в нем топливо, что приводит к расширению и истощению с другой стороны. Это создает реакцию, которая заставляет самолет двигаться вперед в направлении, противоположном направлению потока воздуха.

Для облегчения подъема крылья самолета имеют изогнутую вверх поверхность и более плоскую нижнюю поверхность. Мы называем эту форму аэродинамическим крылом.

Вверх и вниз: есть четыре силы, которые влияют на самолет в воздухе Кредит: Гетти

Когда воздух попадает в изогнутую секцию, он отклоняет воздух вверх, и естественный наклон воздуха заключается в том, чтобы двигаться по прямой линии, но, поскольку у нас есть такая кривизна крыла, он вытягивает воздух вокруг и также опускает крыло вниз. ,

По этой причине воздух в основном растягивается в большем объеме , что означает, что у вас есть такое же количество молекул воздуха, которые вынуждены занимать большее пространство. Это приводит к падению давления, поэтому по совершенно противоположной причине давление воздуха под крылом увеличивается.

При таком перепаде давления над крыльями достигается более быстрый воздушный поток , поскольку на пути потока воздуха меньше частиц.

Поскольку они получают более быстрый воздушный поток сверху и когда воздух ускоряется вниз по крылу, он создает подъемную силу в противоположном направлении, которая затем позволяет самолету двигаться вверх, а также поддерживать высоту.Чем больше воздуха отклоняет аэродинамическая поверхность, тем больше подъемная сила.

Во время взлета вы заметите, что крылья имеют закрылки, которые проходят вниз под разными углами. Это для того, чтобы дать вам дополнительный подъем во время взлета. Когда вы приземлитесь, они полностью вытянутся, чтобы управлять подъемной силой, и увеличат сопротивление, чтобы эффективно замедлить самолет.

Двигатели и крылья эволюционировали как по форме, так и по производительности после 12-секундного полета Райта в 1903 году.У их первого самолета были прямоугольные крылья, сделанные из дерева и ткани.

Теперь мы используем композитные материалы с формой аэродинамического профиля, чтобы уменьшить вес и нагрузку.

В 1930-х и 1940-х годах самолеты были оснащены тяжелыми поршневыми двигателями, и сегодня мы используем реактивные двигатели с высокой топливной эффективностью и тягой. Например, Rolls-Royce Trent XWB - самый эффективный в мире гражданский авиационный двигатель - вырабатывает 97 000 фунтов тяги.

Все это основано на третьем законе движения Ньютона: для каждого действия есть равная и противоположная реакция.Подводя итог, можно сказать, что тяга двигателей позволяет самолету двигаться вперед, и в результате воздушный поток над крыльями создает подъемную силу.

Обе эти силы должны работать вместе, чтобы держать самолет в воздухе.

STEM Awards 2020

Участие в телеграфном конкурсе STEM Awards 2020 закрыто.

Для получения обновлений на протяжении всего процесса оценки следуйте STEM Awards в Twitter.

Для получения более подробной информации о карьере в STEM, посетите tgr.ph/stem

,

Как летают самолеты? | Живая наука

Современные авиастроители не особо любят Орвилл и Уилбур. Современные реактивные самолеты используют те же принципы аэродинамики, которые братья Райт использовали в 1903 году, чтобы поднять свой Flyer в воздух.

Но как именно летают самолеты?

Для полета нужны две вещи: тяга и подъемная сила. Тяга - это движение вперед, обеспечиваемое пропеллером или реактивным двигателем. (Между прочим, пропеллер использует те же принципы, которые обсуждались ниже, для создания подъема, но он использует этот подъем для перемещения самолета вперед, а не вверх.)

Лифт

Лифт намного сложнее, чем тяга. На самом деле это очень противоречиво и часто плохо объясняется и во многих учебниках совершенно неверно. Я знаю, потому что некоторые читатели сообщили мне, что оригинальная версия этой истории была неточной. Я попытался исправить это после исследования противоречивых «экспертных» взглядов на все это.

Крыло самолета имеет специальную форму, называемую аэродинамическим профилем, которая выпирает больше сверху, чем снизу. Эта форма помогает в полете, но не является ключевым.Если бы все это было так, то как могли бы некоторые самолеты летать вверх ногами?

Когда воздух встречается с крылом, он распадается на два потока, верх и низ. Вы часто будете слышать, что два потока снова встречаются сзади, как показано здесь, потому что воздух, проходящий через верх, должен перемещаться дальше, чем воздух, проходящий под ним, поэтому он вынужден двигаться быстрее. Но на самом деле воздушные посылки не объединяются каким-либо единообразным образом.

Воздух, движущийся быстрее, имеет меньшее давление (это часто называют принципом Бернулли).Поэтому часто говорят, что область над крылом имеет меньшее давление, чем область под крылом, создавая подъемную силу.

Опять же, реальность более сложна, и законы Ньютона обычно предпочтительнее, чем принцип Бернулли, для объяснения подъема. Идея Ньютона такова: воздух, проходящий через крыло, в конечном счете отклоняется вниз на угол крыла, и Ньютон сказал, что должна быть равная и противоположная реакция, поэтому крыло движется вверх.

Если вы почти устали, будьте уверены, что даже инженеры все еще спорят о деталях того, как летают самолеты и какие условия использовать.

Drag

Против полета действуют две силы: сопротивление и сила тяжести.

Крыло должно быть спроектировано не только для подъемной силы, но и для минимизации трения при прохождении воздуха, что вызывает сопротивление.

Каждый самолет имеет определенную скорость взлета, при которой подъем преодолевает силу тяжести. Эта критическая скорость изменяется в зависимости от того, сколько весит конкретный полетный пакет. Между тем, воздушный винт самолета или реактивный двигатель должны работать, чтобы обеспечить достаточную тягу, чтобы преодолеть сопротивление.

Хотите знать, почему профиль был наклонен в некоторых наших примерах? Это простой способ увеличить расстояние, которое должен пройти воздух. Пилоты могут вносить небольшие изменения в закрылки крыла, эффективно изменяя угол наклона крыла по отношению к ветру. Более наклонное крыло позволяет создавать больший подъем на более низкой скорости.

Еще один способ думать об этом: когда-нибудь "вылетел" из окна машины? Попробуйте это когда-нибудь. Если ваша рука (аэродинамическая поверхность) выровнена, она движется по воздуху в горизонтальной плоскости.Наклоните передний край вашей руки вверх, и ветер поднимется снизу, и ваша рука поднимется.

Однако наклоните крыло самолета слишком далеко или слишком сильно уменьшите скорость, и вдоль верхней части крыла образуются очаги турбулентности. Подъемная сила уменьшается, и самолет входит в стойло и падает с неба. Обученные пилоты могут восстановить самолет из сваливания, указывая носом вниз и увеличивая скорость самолета, пока подъем не выиграет снова.

Flight Technology

Летающие животные

,
Как высоко летают самолеты и что происходит, если самолет летит слишком высоко?

КОГДА-ЛИБО задавался вопросом, насколько высоко самолет, на котором вы путешествуете, действительно поднимается? Воздушные перевозки значительно изменились с тех пор, как в 1903 году был изобретен первый самолет.

Но как высоко летают самолеты и что происходит, если самолет летит слишком высоко? Вот что мы знаем ...

2

Самолеты не должны летать выше, чем они были предназначены для кредита: Getty - Contributor

Как высоко летают места?

Коммерческие самолеты летают между 35000 и 42000 футов в эти дни - что выше 6.6 миль в воздухе.

Но если они поднимутся слишком высоко, это не подойдет никому на борту.

По данным Смитсоновского национального музея авиации и космонавтики, самолет столкнется с трудностями, потому что воздух становится тем тоньше, чем выше в атмосфере.

Они сказали: «Если самолет летит выше высоты, на которую он рассчитан, ему будет трудно создать достаточную подъемную силу, чтобы удержать самолет на высоте.

"Лифт создается перепадами давления воздуха.

«Самолеты не могут просто подниматься и подниматься - в какой-то момент воздух будет слишком разреженным, чтобы они могли летать».

2

Самолёты летают на высоте 35 000 футов - и им не стоит подниматься выше. Кредит: Getty - Contributor

Что произойдет, если самолет летит слишком высоко?

Когда самолет поднимается слишком высоко, кислорода недостаточно для заправки двигателей.

Питер Уилер, пилот, сказал на Quora: «Большинство самолетов ограничены мощностью двигателя.

"Воздух менее густой на высоте, поэтому двигатель может всасывать все меньше и меньше воздуха в секунду, когда он поднимается выше, и в какой-то момент двигатель больше не может развивать достаточную мощность для набора высоты."

В 2004 году рейс 3701 авиакомпании Pinnacle Airlines был уничтожен после полета на высоту 41 000 футов, когда на борту находились два члена экипажа.

Пилот спасательного вертолета и подрядчик по авиационной безопасности Том Фарриер рассказал: «Оба двигателя вышли из строя, экипаж не смог их перезапустить, а самолет разбился и был уничтожен».

Том добавил, что Национальный совет по безопасности на транспорте объясняет это несколькими различными факторами.

К ним относятся «непрофессиональное поведение» пилотов и «плохое летное мастерство», а также «неспособность своевременно подготовиться к аварийной посадке».

ПОЛУЧИТЕ ОТДЫХ

Butlin's продает семейный отдых для 4 человек всего за 67 фунтов стерлингов - вот как получить один

ПРОСТО БИЛЕТ

Drayton Manor снижает цены на билеты на летние каникулы до трети

QUIDS IN

European билеты на рейсах B всего за 1 фунт стерлингов - с билетами Ryanair до 10 тысяч

WORLD OF FUN

Внутри Чессингтонского мира приключений - с короткими очередями и сниженными ценами но добавляет больше в Грецию и Турцию

ЖИЗНЬ ПЛЯЖ

Случаи коронавируса в Корнуолле утраиваются в три раза, поскольку туристы стекаются на пляжи

Sun Online ранее сообщала, что пассажиры рейса 1380 авиакомпании Southwest Airlines неправильно надевали кислородные маски при взрыве двигателя.

Банковский управляющий Дженнифер Риордан получила смертельные травмы головы после взрыва самолета на юго-западном рейсе 1380 из Нью-Йорка в Даллас.

На фотографии, сделанной пассажиром, видно, что пассажиры Марти Мартинеса носят кислородные маски над ртом, а не носы, что является неправильным способом их ношения.

Невероятный самолет Soar Stratos на солнечной энергии полетит на край космоса ,
Вот как коронавирус распространяется на самолете - и самое безопасное место для сидения

Фотография Kyodo через AP Images

Читать подпись

Пассажиры, которые прилетели из китайского города Ухань, эпицентра нового коронавируса, вызывающего пневмонию, проходят карантин в аэропорту Нарита близ Токио 23 января 2020 года. Видно на переднем плане - термографический монитор, настроенный для проверки температуры их тела.

Фотография Kyodo через AP Images

Глобальные путешествия открывают новые пути для вспышек, таких как коронавирус и грипп, но что опаснее и как вы можете оставаться в безопасности?

Когда вспыхивает вспышка, становится естественным опасаться прыгать на самолете. Еще более тревожно, когда два серьезных вируса циркулируют одновременно.

Мир охвачен новым коронавирусом, который появился в Китае и с тех пор переместился в более чем 85 стран, включая Соединенные Штаты. Между тем, это также сезон гриппа, который до сих пор привел к 18 000 смертей в США

Крупные аэропорты начали проверять пассажиров на наличие коронавируса, и более трех десятков авиакомпаний, в том числе Delta, American и United, сократили свои рейсы в Китай и другие места, пострадавшие от кризиса. Но эти меры могут не дать много утешения любому, кто должен сесть на рейс.

В конце концов, вы можете избежать человека, который чихает в очереди в Cinnabon, но вы более или менее оставлены на произвол судьбы, если вы пристегнуты ремнем безопасности внутри летающей металлической канистры.

Хотя о вспышке болезни в Ухане еще многое предстоит узнать, ученые немного знают о подобных коронавирусах и других респираторных заболеваниях, таких как грипп. Так как же распространяются эти вирусы, особенно на самолетах? И насколько серьезна угроза коронавируса по сравнению с гриппом? Давайте взглянем.

Как распространяются респираторные заболевания в целом?

Если вы когда-нибудь чихали в руку или держались подальше от коллеги по офису с кашлем, вы уже знаете основы распространения респираторных заболеваний.

,

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *