Máy bay bay được nhờ gì?

Bay cao với hiểu biết: Lực nâng bí ẩn đưa máy bay vào bầu trời

Khi chứng kiến một chiếc máy bay khổng lồ lướt qua bầu trời, chúng ta không khỏi ngạc nhiên trước sức mạnh vô song của nó. Làm thế nào mà một khối kim loại nặng như vậy lại có thể lơ lửng giữa không trung? Bí mật nằm ở lực nâng khí động học, một lực mạnh mẽ sinh ra do sự tương tác phức tạp giữa không khí và hình dạng của cánh máy bay.

Nguyên lý Joukowski, đặt theo tên nhà khoa học Nga Nikolai Joukowski, là nền tảng của lực nâng. Nguyên lý này chỉ ra rằng khi không khí lưu thông qua một vật thể có hình dạng cong, chẳng hạn như cánh máy bay, nó sẽ tạo ra một sự chênh lệch áp suất không khí.

Nguyên nhân của sự chênh lệch này là do đường cong của cánh máy bay. Khi không khí chảy trên bề mặt cong phía trên của cánh, nó phải đi xa hơn so với không khí chảy bên dưới. Theo nguyên lý Bernoulli, không khí chuyển động nhanh hơn có áp suất thấp hơn. Vì vậy, áp suất không khí phía trên cánh thấp hơn đáng kể so với phía dưới.

Sự chênh lệch áp suất này tạo ra một lực hướng lên được gọi là lực nâng. Lực nâng này đối nghịch với trọng lực của máy bay, cho phép nó bay lên và di chuyển trong không khí. Càng lớn sự chênh lệch áp suất, thì lực nâng càng lớn, cho phép máy bay chở nhiều hành khách và hàng hóa hơn.

Ngoài hình dạng cong của cánh, góc tới của không khí cũng đóng một vai trò quan trọng. Góc tấn là góc giữa hướng chuyển động của máy bay và hướng của cánh. Khi máy bay tăng góc tấn, lực nâng sẽ tăng lên. Tuy nhiên, khi góc tấn trở nên quá lớn, không khí sẽ bắt đầu tách ra khỏi cánh, dẫn đến hiện tượng mất lực nâng và có thể gây ra tình huống nguy hiểm.

Lực nâng khí động học là một hiện tượng hấp dẫn cho phép con người chinh phục bầu trời. Bằng cách khai thác những nguyên lý khoa học này, các kỹ sư đã thiết kế ra những chiếc máy bay có thể bay cao và xa hơn bao giờ hết, kết nối thế giới và mang chúng ta đến những chân trời mới.