האם שאלת פעם עד כמה טסים מטוסים? קל להבין את התשובה כשאתה זוכר איך עובדת טיסה למטוסים. כל חפץ שנע בנוזל הוא תחת השפעת ארבעה כוחות, גרירה, הרמה, משקל ודחף. הסכום הנקי צריך להיות חיובי כך שההשפעה של דחף והרמה שומרת על מטוס באוויר. דחף והרמה תלויים בצפיפות האוויר. כך שקל יותר להשיג את המעלית והדחיפה האידיאליים בגבהים גבוהים יותר מאשר בגבהים נמוכים יותר. אז כמה גבוה מטוס טס אינו קבוע למעט גבול הוואקום של החלל שבו האווירה הופכת להיות דקה מדי מכדי שאווירודינמיקה תעבוד.
הרמה ודחף הם הכוחות העיקריים המאפשרים טיסה אפשרית. כל עוד הם גדולים ממשקל או גרור, המטוס יעוף. דחף הוא תאוצה קדימה המיוצרת על ידי מנוע מטוס. ככל שהאוויר צפוף פחות, המטוס צריך לייצר יותר כדי ליצור את המעלית הדרושה. ההסבר המלא הוא די מסובך אך הדרך הטובה ביותר לשים היא שלכל מטוס יש מצב מקסימאלי שהוא משיג לטוס. מקסימום זה הוא השילוב הטוב ביותר האפשרי בין צפיפות, מהירות ומעלית להטסת המטוס. זו הסיבה שהגובה שמטוס יכול לטוס יכול להשתנות כל כך הרבה. זה תלוי בצרכי המטוס.
דוגמא טובה היא מטוסי טורבו מסחריים. מטוסי טורבו עפים מתחת למהירות הצליל. גם הם שוקלים הרבה. על מנת להגיע לתנאי טיסה מיטביים ולעוף במהירויות נוחות מספיק כדי להפוך את הטיסות לרווחיות, מרבית המטוסים המסחריים טסים בגובה 30,000 רגל. זה מספיק גבוה במטוס שיש כמות גרירה פחותה ויכול להגיע למהירות הגבוהה שמנועיו יכולים לייצר בבטחה. מלאכה על-קולית כמו מטוסי קרב ומטוסי ריגול יכולים לעוף הרבה יותר גבוה. הסיבה לכך היא שתכנון המטוס מקל על המטוס להתנגד לגרירה ומייצר דחף גדול יותר כדי לפצות על האוויר הדק יותר.
אז אנו רואים כי כמה גבוה יכול מטוס לטוס נקבע על ידי השימוש בו, הגרירה, ההרמה, הדחף והמשקל. אנו גם יודעים כי גבול מוחלט של מטוסים יהיה בו האוויר הופך להיות דליל מכדי לפעול כמו נוזל שהוא הרמה העליונה של האטמוספירה. כרגע המדען מחפש לנצל את הרמה העליונה הזו של האטמוספירה בכדי לעזור למטוסים לטוס עוד יותר מהר. עם זאת ישנם עדיין חסמים כמו חיכוך ותכנון מנוע.
כתבנו מאמרים רבים על מטוסים עבור מגזין החלל. הנה מאמר על המטוס הגדול ביותר, והנה מאמר על תמונות של מטוסים.
אם ברצונך לקבל מידע נוסף על מטוסים, עיין במאמרים אלה מתוך איך הדברים פועלים. הנה מאמר על איך מטוסים עפים.
הקלטנו גם פרק שלם של אסטרונומיה של כל ניווט GPS. האזינו כאן, פרק 212: ניווט GPS.
מקורות:
נאס"א
איך הדברים עובדים
