סודות הטיסה
איך מטוס נוסעים ששוקל 575 טון מסוגל להתרומם באוויר?
האיירבוס A380, מטוס הנוסעים הכי גדול בעולם, שוקל פי 7 מטנק מרכבה - ומצליח להתרומם באוויר ולטוס מהר יותר מכל מכונית מירוץ. איך הוא עושה את זה?
מטוס הבואינג 737, הנפוץ מסוגו בעולם, שוקל 174 טון; הבואינג 777 כבר שוקל פי שניים ממנו ואילו האיירבוס A380 העצום, מטוס הנוסעים הכי גדול בעולם - 575 טון. איך כל המסה הזו מצליחה להתרומם באוויר?
- לא, אין מקום בביזנס: 10 השאלות הכי מעצבנות שישראלים שואלים דיילות
- טסים ובוכים: למה אנחנו רגשניים במטוס?
- מדוע לא יושבים במטוס נגד כיוון התנועה, למרות שזה מציל חיים?
כדי לענות על כך, נדבר על מה שמאפשר לכל מטוס להמריא ולהישאר באוויר.
על כל מטוס פועלים ארבעה כוחות: הראשון הוא הדחף - זרם הסילון שנפלט ממנועיו (או תנועת האוויר שמייצר המדחף) ומניע אותו לפנים. השני הוא הגרר - התנגדות האוויר לתנועת המטוס - לאוויר צפיפות ולחץ, שמאטים תנועה של גופים. ללא התנגדות אוויר יכולנו, למשל, לרוץ או לנסוע מהר יותר באותו המאמץ. השלישי הוא כוח המשיכה, שמושך את המטוס כלפי מטה - ככל שלמשהו יש מסה גדולה יותר, כך יש צורך ביותר כוח נגדי כדי להרים אותו. והרביעי הוא כוח העילוי, שנוצר בגלל שילוב של צורת הכנפיים, התנגדות האוויר וכוח המנועים.
A380. מה משאיר אותו באוויר? צילום: שאטרסטוק
איך כולם פועלים יחד? כדי להמריא, נע מטוס הנוסעים קדימה בכוח המנוע. כל גופו מעוצב כך שתיווצר התנגדות אוויר מינימלית - לכן הגוף גלילי ומחודד בחזיתו ובאחוריו, ולא תראו מטוסים שמעוצבים כקוביות. האוויר זורם סביב הגוף - וסביב הכנפיים. והן אחראיות לייצור העילוי: הכנפיים בנויות כך שהאוויר שזורם מעליהן גולש מטה במהירות גבוהה יותר מאשר מתחתיהן, בגלל השיפוע שלהן. כך נוצר מצב בו לחץ האוויר מעל לכנף נמוך יותר מלחץ האוויר שמתחתיה, ונוצר עילוי. הכנף כוללת מדפים - משטחים שנשלפים ומטים את האוויר מטה, כדי להשתמש בתנועת האוויר ולהמריא.
תנועת האוויר על חתך הכנף
כל עוד המנועים מספקים די דחף, והכנפיים מספקות די עילוי, ימריא המטוס גם אם ישקול מיליון טון. העניין הוא שמנועים חזקים מצריכים דלק רב, שמוסיף למשקל מטוס הנוסעים. וכדי להתגבר על כוח המשיכה, יש צורך בכנפיים ארוכות יותר - שבתורן, מכבידות על הגוף ומצריכות מנוע חזק וכן הלאה. ענייני העיצוב, המשקל והדחף קריטיים: זו הסיבה שפריזבי עפה טוב יותר מצלחת חרסינה.
נחזור לאיירבוס A380 ול-575 הטונות שלו: מתחת לכנפי המטוס ישנם ארבעה מנועים שמייצרים דחף בעוצמה של 330 עד 350 קילו-ניוטון - כוח שמאפשר להניף באוויר 35 טון; אם היו ממוקמים כלפי מעלה, כך שהדחף שלהם מופנה אל הקרקע, לא היו מזיזים את האיירבוס. ואולם, די בהם כדי לדחוף אותו קדימה על המסלול, עד למהירות של כ-270 קמ"ש; במהירות זו, נדחק האוויר תחת כנפיו העצומות, להן מוטה של כמעט 80 מ'. המדפים ומייצבי הגובה - הסנפירים שמתחת לזנב - יוטו כדי לשנות את נתיב תנועת האוויר ולהפנות אותו כלפי מטה.
כך ייצר המטוס כוח כלפי הקרקע - וימריא. ככל שיטפס גבוה יותר, כך יהיה האוויר דליל יותר וההתנגדות תפחת, מה שיאפשר טיסת שיוט במהירות של כ-945 קמ"ש. וכך יכול מטוס של מאות טונות להמריא, להישאר באוויר ואף לנוע מהר יותר מכל מכונית מירוץ.
