Инженеры рассказали, почему самолет-гигант "Мрия" весом в сотни тонн умеет быстро летать

Несмотря на свой огромный вес, самые большие самолеты мира, такие как украинский Ан-225 "Мрия", могут летать на большой скорости.

Издание Interesing Engineering объяснило, что позволяет многотонным машинам держаться в воздухе.

"Мрия" может подниматься в небо при максимальном весе в 640 т и обладает скоростью полета до 850 км/ч. Конкуренцию ему составляет американские Lockheed C-5 Galaxy и Boeing Dreamlifter, максимальная взлетная масса которых достигает 454 т.

Как и другие самолеты, эти гиганты могут летать благодаря балансу четырех ключевых физических процессов: толчка, подъема, веса и сопротивления. Увеличивая грузоподъемность (вес), конструкторам приходится при помощи сложных технологий в равной пропорции изменять воздействие других сил на транспортное средство. Схема простая: толкающая и подъемная сила должны превышать вес и сопротивление.

Толчок — это, по сути, сила, движущая самолет вперед. Толчок, как правило, обеспечивают двигатели, а вот подъемная сила возникает за счет давления и скорости потока воздуха, проходящего под крыльями. Многим моделям приходится долго разгоняться по взлетной полосе, чтобы достичь необходимых условий. Сопротивление возникает из-за частиц воздуха, которые врезаются в корпус и замедляют его движение, поэтому самые крупные машины поднимаются повыше в небо, где воздух разреженный.

Полеты современных транспортных средств стали возможными благодаря изобретению турбодвигателей английским инженером Фрэнком Уиттлом, сообщается в видеоролике. В 1930 году конструктор запатентовал дизайн, основанный на уже известных тогда компрессорах, а в 1941 году новый тип двигателей поднял в воздух первый самолет. Сегодня, чтобы толкать вперед многотонные лайнеры, на них устанавливают по 4 и больше турбодвигателей.

Турбодвигатели состоят из 3-х главных компонентов: компрессора, движка и турбины. Воздух втягивается лопастями движка через впускное отверстие в передней части конструкции, затем сжимается и нагревается в камере, где топливо воспламеняется, нагревает и расширяет воздух. Часть энергии, полученной в результате этого процесса, турбина использует для запуска компрессоров, а остальное выталкивается через выхлопное сопло.

Следующим этапом стало изобретение крыльев, меняющих угол наклона вместе с подъемной силой. В 1935 году немецкий инженер Адольф Бьюзманн разработал подвижную конструкцию, которая позволила значительно сократить сопротивление воздуха, сохранив высокую маневренность. Сначала эту идею восприняли скептически, однако вскоре она произвела революцию в мире авиастроения.

Впервые такую технологию применили при создании модели Boeing B-47 Stratojet, а сегодня такую же технологию использует Ан-225 "Мрия" с размахом крыльев 88 м. Еще одной особенностью самолета стала герметичная кабина, одновременно служащая люком для грузового отсека, она позволяет экипажу беспрепятственно перемещаться по самолету без кислородных масок даже на большой высоте. Такую конструкцию грузовых самолетов начали использовать при конструировании пассажирских авиалайнеров, и в 1970-х годах Boeing по заказу авиакомпании Pan American World Airways, разработала Boeing 747, взлетная масса которого достигает 442,2 т. По оценкам аналитиков, дополнительные сидения для пассажиров снизили стоимость билетов на 30%.

Ранее писали, что самолет Airbus Zephyr пролетел 18 дней подряд благодаря солнечным батареям. Во время испытаний он также раздавал Интернет из стратосферы.