Tại sao máy bay có thể bay trên bầu trời?

Với kích thước và khối lượng khổng lồ chở hàng trăm hành khách cùng hàng tấn hành lý, tại sao máy bay lại bay được trên bầu trời?

Máy bay đã trở thành phương tiện di chuyển khá quen thuộc với nhiều người những có lẽ rất ít người đã ra câu hỏi trên.

Cùng tìm hiểu những thông tin về cơ chế hoạt động khi máy bay cất cánh, hạ cánh, và bay trên bầu trời... để giải đáp thắc mắc này nhé.

Cơ chế cất cánh của máy bay

Với tổng trọng lượng lên tới hàng trăm tấn, lực gì có thể nâng máy bay khỏi mặt đất? Đó chính là lực nâng khí động học còn được gọi là lực nâng Joukowski.

Một chiếc máy bay chuyển động phải chịu tác động của 4 lực: lực kéo, lực cản của không khí, lực hấp dẫn, lực nâng.

Khi máy bay di chuyển trên đường băng, dòng khí chảy quanh cánh máy bay sẽ tạo ra sự chênh lệch áp suất giữa mặt dưới cánh và mặt trên cánh làm xuất hiện một lực nâng theo hướng từ dưới mặt đất đẩy lên trời.

Mô hình lực nâng giúp máy bay cất cánh.

Lực này tỷ lệ với bình phương tốc độ di chuyển và diện tích cánh của máy bay, máy bay di chuyển càng nhanh thì lực càng lớn. Vì vậy trước khi cất cánh, máy bay cần di chuyển một quãng đường trên mặt đất nhằm đạt được vân tốc cần thiết cho tới mức tạo ra lực nâng thắng được trọng lực của trái đất và nhấc bổng nó lên không trung. Trong quá trình đó, 2 cánh của máy bay được điều khiển thay đổi góc nâng để thay đổi lực nâng.

Chiếc cánh máy bay hoạt động ra sao?

Máy bay hoạt động trên không trung

Bình thường, các máy bay thương mại chỉ bay ở phần trên tầng đối lưu của khí quyển, độ cao khoảng 10,7km. Thực tế, máy bay có thể bay ở độ cao bất kỳ nhưng tại sao máy bay lại chỉ bay ở độ cao đó?

Sấm sét, sự lên xuống của các luồng không khí đều phạt động trong phạm vi thấp nhất của tầng khí quyển 10.000m. Nếu bay trong phạm vi dưới 10.000m máy bay sẽ bị ảnh hưởng bởi các luồng không khí lên xuống khiến máy bay không thể bay một cách ổn định. Ngoài ra, nếu gặp những hạt nước và hạt băng có nhiệt độ thấp thì vỏ máy báy bên ngoài có thể bị đóng băng. Đó là chưa kể tới ở độ cao này, đôi khi máy bay có thể bị sét đánh.

Với độ cao trên 10.000m thì hoàn toàn khác, ở độ cao này tương đối yên tĩnh, máy bay có thể hoạt động ổn định. Ngoài ra, lớp không khí ở độ cao đó rất loãng, ít hơi nước nên vỏ máy bay bên ngoài không lo bị đóng băng.

Vì sao máy bay chở khách bay ở độ cao 10.700 m?

Năm 1976, máy bay SR – 71 Blackbird của Mỹ đã đạt kỷ lục thế giới với độ cao gần 26km so với mặt nước biển.

Cơ chế hạ cánh của máy bay

Khi gần tiếp đất, không khí phía dưới cánh máy bay bị ép xuống mặt đất, tạo ra những luồng xoáy nhỏ cũng như tạo "hiệu ứng mặt đất" (ground effect) khiến máy bay nâng lên trong một thời gian ngắn trước khi chính thức tiếp xuống đường băng.