Oletko koskaan kysynyt kuinka korkealle lentokoneet lentävät? Vastaus on helppo ymmärtää, kun muistat, kuinka lentokoneiden lento toimii. Mikä tahansa esine, joka liikkuu nesteessä, on neljän voiman vaikutuksen alainen: vedä, nosta, painaa ja työntövoima. Nettokokonaisuuden on oltava positiivinen, jotta työntövoiman ja hissin vaikutus pitää tason ilmassa. Työntövoima ja nosto riippuvat ilman tiheydestä. Joten on helpompaa saavuttaa ihanteellinen nosto ja työntövoima korkeammissa korkeuksissa kuin alemmissa korkeuksissa. Joten kuinka korkea kone lentää, ei ole vahvistettu lukuun ottamatta avaruuden tyhjiön rajaa, jossa ilmakehä muuttuu liian ohueksi aerodynamiikan toimimiseksi.
Nosto ja työntövoima ovat päävoimia, jotka mahdollistavat lennon. Niin kauan kuin ne ovat suurempia kuin paino tai veto, kone lentää. Työntövoima on eteenpäin suuntautuva kiihtyvyys, jonka koneen moottori tuottaa. Mitä vähemmän tiheä ilma, sitä enemmän työntövoimaa koneen on tuotettava tarvittavan hissin luomiseksi. Täysi selitys on melko monimutkainen, mutta paras tapa sanoa on, että jokaisella koneella on suurin mahdollisuus lentää. Tämä maksimiarvo on paras mahdollinen yhdistelmä tiheyttä, nopeutta ja nostoa koneen lentämiseen. Siksi lentokoneen korkeus voi vaihdella niin paljon. Se riippuu koneen tarpeista.
Hyvä esimerkki on kaupalliset turbo-suihkukoneet. Turbo-suihkukoneet lentää äänenopeuden alapuolella. Myös painavat paljon. Jotta saavutetaan optimaaliset lentoolosuhteet ja lentävät riittävän sopivalla nopeudella, jotta lentomatkustaminen olisi kannattavaa, useimmat kaupalliset lentokoneet lentävät 30 000 jalan korkeudella. Tämä on riittävän korkea, että lentokoneessa on vähiten liikettä ja se voi saavuttaa huippunopeuden, jonka moottorit voivat tuottaa turvallisesti. Yliääniset veneet, kuten hävittäjät ja vakoojakoneet, voivat lentää paljon korkeammalle. Tämä johtuu siitä, että ne suunnittelevat tasoa helpottamaan koneen vastustusta vetämistä ja tuottamaan suurempaa työntövoimaa ohuemman ilman kompensoimiseksi.
Joten näemme, että kuinka korkea kone voi lentää, määräytyy sen käytön, vetovoiman, hissin, työntövoiman ja painon perusteella. Tiedämme myös, että tason absoluuttinen raja on silloin, kun ilma tulee liian ohueksi toimimaan kuin neste, joka on ilmakehän ylin taso. Tällä hetkellä tutkija haluaa hyödyntää tätä ilmakehän ylemmää tasoa auttaakseen lentokoneita lentämään vielä nopeammin. Kuitenkin on edelleen esteitä, kuten kitka ja moottorin suunnittelu.
Olemme kirjoittaneet useita artikkeleita lentokoneista Space Magazine -lehteen. Tässä on artikkeli suurimmasta lentokoneesta ja tässä artikkeli lentokoneiden kuvista.
Jos haluat lisätietoja lentokoneista, tutustu näihin artikkeleihin How Stuff Works -sivustolta. Tässä on artikkeli siitä, kuinka lentokoneet lentävät.
Olemme myös nauhoittaneet kokonaisen jakson tähtitiedestä, joka lähetti kaiken GPS-navigoinnin. Kuuntele tästä, jakso 212: GPS-navigointi.
Lähteet:
NASA
Kuinka kamaa toimii
