Microsoft Flight Simulator: Как летают самолёты?

Вы, наверное, думаете: «Это же очевидно! Ты двигаешь РУД (Рычаг Управления Двигателем) вперёд, и самолёт взлетает». И вы окажетесь полностью правы. Но очень важно понимать основные принципы сил самолёта, чтобы понять, как и почему он летит. Кроме того, понимание этих сил поможет вам стать лучшим пилотом, поскольку вы поймёте, почему ваш самолёт делает определённые вещи в определённых условиях.


Существует 4 разных силы, которые действуют на самолёт и влияют на его полёт. Самолёт всегда находится в состоянии «перетягивания каната» между этими четырьмя силами. Суть каждого пилота состоит в том, чтобы на протяжении всего полёта управлять этими силами так, чтобы самолёт летел на необходимой скорости, на нужной высоте. Таким образом, пилот следит за тем, чтобы это «перетягивание канатов» длилось на протяжении всего полёта и чтобы ни одна из сил не выиграла борьбу. Иначе, полёт может завершиться ещё не начавшись.

Рассмотрим каждую силу по отдельности:

1. Weight. Вес — это всем известная сила тяжести, которая тянет самолёт вниз. Эта сила зависит от массы самолёта. Если бы не было противоположной силы — подъёмной силы — самолёт не смог бы взлететь в воздух. А если бы каким-нибудь страннейшим образом он и оказался бы в небе, то начал бы стремительно терять высоту, в результате чего поцеловал бы землю-матушку.
2. Lift. Подъёмная сила — это сила, которая противоположна силе тяжести. Она действует в основном на крылья самолёта и создаётся молекулами воздуха, которые ударяют по крыльям с большой скоростью, заставляя самолёт подниматься в воздух.
3. Thrust. Сила тяги — это сила, которая тянет самолёт вперёд. Она создается двигателями самолёта. Благодаря этой силе (и не только ей) самолёт, будучи на земле, начинает своё движение, набирает достаточную и необходимую скорость, вследствие чего увеличивается подъёмная сила, действующая на крылья. После этого самолёт взлетает и набирает высоту.
4. Drag. Сила лобового сопротивления (или просто лобовое сопротивление) — это противоположность силы тяги. Молекулы воздуха, ударяясь о самолёт, вызывают (помимо подъёмной силы) трение, которое, в свою очередь, вызывает сопротивление. Сопротивление же замедляет самолёт, заставляя его терять свою скорость, а после чего и высоту, вместе с возможностью нормально маневрировать и управлять самолётом.

Говоря кратко, если молекулы воздуха толкают самолёт вверх с достаточной силой, чтобы противодействовать силе тяжести, то самолёт будет оставаться в воздухе столько, сколько захочет пилот. Но для этого необходима соответствующая скорость.

Как молекулы воздуха взаимодействуют с самолетом и создают подъемную силу

В воздухе находится множество маленьких молекул воздуха, которые постоянно ударяются о крыло.


Представьте, что каждая из этих чёрных стрелок представляет собой молекулу воздуха. Когда крыло находится в нейтральном положении или в режиме небольшого набора высоты, такое же небольшое количество молекул воздуха сталкивается с крылом, медленно, но верно поднимая самолёт всё выше и выше. Однако, если мы увеличим угол атаки крыла, то уже гораздо больше молекул воздуха попадёт в нижнюю часть крыла и cоздаст бóльшую подъёмную силу, пока она не начнёт противодействовать весу самолёта настолько, чтобы он поднялся в воздух. Чем больше тяги вы даёте, тем быстрее движется самолёт, тем быстрее (соответственно тем их и больше) молекулы воздуха попадают в крылья и создают бóльшую подъёмную силу.

Но также имейте в виду, что воздух, попадающий в крылья, создаёт не только подъёмную силу, но и лобовое сопротивление, которое замедляет самолёт. Поэтому для того, чтобы взлететь, вам нужна правильная скорость и правильный угол атаки.

Закрылки (Flaps)

На большинстве самолётов существует очень важная часть крыла, называемая закрылками (Flaps). Они прикреплены к крылу, но перемещаются отдельно от него. Когда закрылки выпускаются, они увеличивают угол атаки крыла, что создаёт бóльшую подъёмную силу. Чем больше вы выпускаете закрылки, тем бóльшая создаётся подъёмная сила, но тем больше и лобовое сопротивление, поэтому требуется больше тяги, чтобы самолёт не начал падать (сваливаться).

Давление воздуха и высота

Давление воздуха может влиять на создаваемую подъёмную силу, и это очень важно. На больших высотах давление воздуха ниже, чем на уровне моря. А поскольку давление воздуха меньше, то меньше и частиц (молекул) воздуха, создающих подъёмную силу. Это означает, что на бóльших высотах для создания необходимой и достаточной подъёмной силы и взлёта вам нужно больше скорости, создаваемой силой тяги, чем на меньшей высоте.

Это означает, что если вы взлетаете с аэродрома с большей высотой, то вам, вероятно, понадобится больше взлётно-посадочной полосы для успешного взлета, чем понадобилось бы на уровне моря. Из-за меньшей плотности воздуха на больших высотах двигатели самолёта и пропеллеры менее эффективны, что означает относительно слабую подъёмную силу и меньшую скорость набора высоты. Если вы не будете осторожны, то это может плохо закончиться, так как вы можете переоценить свою возможность избежать препятствий, таких как деревья и холмы.

Температура воздуха

Последнее, что нужно затронуть, — это температура воздуха. Чем теплее воздух, тем более он разрежённый. Это означает, что у вас «в запасе» меньше молекул воздуха, которые создавали бы вам подъёмную силу. А это уже означает, что вам нужно больше скорости и силы тяги для взлёта. Таким образом, чем в более жарком месте вы находитесь, тем больше взлётно-посадочной полосы вам понадобится. Жара также ограничивает вашу способность набирать высоту достаточно быстро, чтобы успеть пролететь над препятствиями (всё те же холмы и деревья).

Послесловие

Ребята, это моё первое руководство по FS2020. Прошу вас писать в комментариях обо всех ошибках любого характера, о любых возникающих у вас вопросах, о просьбах и т.д. Не забудьте оценить руководство и добавить его в избранное, чтобы не потерять в дальнейшем :)

Автор: Pacifica