Інженери розповіли, чому літак-гігант “Мрія” вагою в сотні тонн вміє швидко літати (відео)

Два винаходи зробили революцію в літакобудуванні, проте конструкторам доводиться шукати баланс між розмірами та потужністю двигунів.

Незважаючи на свою величезну вагу, найбільші літаки світу, такі як український Ан-225 “Мрія”, можуть літати на великій швидкості.

Видання Interesing Engineering пояснило, що дозволяє багатотонним машинам триматися в повітрі.

“Мрія” може підніматися в небо при максимальній вазі в 640 т і має швидкість польоту до 850 км/год. Конкуренцію йому складають американські Lockheed C-5 Galaxy і Boeing Dreamlifter, максимальна злітна вага яких досягає 454 т.

Як і інші літаки, ці гіганти можуть літати завдяки балансу чотирьох ключових фізичних процесів: поштовху, підйому, ваги й опору. Збільшуючи вантажопідйомність (вага), конструкторам доводиться за допомогою складних технологій у рівній пропорції змінювати вплив інших сил на транспортний засіб. Схема проста: штовхальна та підйомна сила повинні перевищувати вагу й опір.

Поштовх — це, по суті, сила, рушійна літак вперед. Поштовх, як правило, забезпечують двигуни, а ось підйомна сила виникає за рахунок тиску та швидкості потоку повітря, що проходить під крилами. Багатьом моделям доводиться довго розганятися по злітній смузі, щоб досягти необхідних умов. Опір виникає через частинки повітря, які врізаються в корпус і уповільнюють його рух, тому найбільші машини піднімаються вище в небо, де повітря розріджене.

Польоти сучасних транспортних засобів стали можливими завдяки винаходу турбодвигунів англійським інженером Френком Віттлом, повідомляється у відеоролику. У 1930 році конструктор запатентував дизайн, заснований на вже відомих тоді компресорах, а в 1941 році новий тип двигунів підняв у повітря перший літак. Сьогодні, щоб штовхати вперед багатотонні лайнери, на них встановлюють по 4 та більше турбодвигунів.

Турбодвигуни складаються з 3-х головних компонентів: компресора, движка й турбіни. Повітря втягується лопатями движка через впускний отвір у передній частині конструкції, потім стискається та нагрівається в камері, де паливо запалюється, нагріває і розширює повітря. Частина енергії, отриманої в результаті цього процесу, турбіна використовує для запуску компресорів, а решта виштовхується через вихлопне сопло.

Наступним етапом став винахід крил, які змінюють кут нахилу разом із підйомною силою. У 1935 році німецький інженер Адольф Б’юзманн розробив рухливу конструкцію, яка дозволила значно скоротити опір повітря, зберігши високу маневреність. Спочатку цю ідею сприйняли скептично, однак незабаром вона зробила революцію у світі авіабудування.

Уперше таку технологію застосували при створенні моделі Boeing B-47 Stratojet, а сьогодні таку ж технологію використовує Ан-225 “Мрія” з розмахом крил 88 м. Ще однією особливістю літака стала герметична кабіна, яка одночасно служить люком для вантажного відсіку та дозволяє екіпажу безперешкодно переміщатися по літаку без кисневих масок навіть на великій висоті. Таку конструкцію вантажних літаків почали використовувати при конструюванні пасажирських авіалайнерів, і в 1970-х роках Boeing на замовлення авіакомпанії Pan American World Airways розробила Boeing 747, злітна маса якого досягає 442,2 т. За оцінками аналітиків, додаткові сидіння для пасажирів знизили вартість квитків на 30%.