Máy bay hoạt động như thế nào Hãy đi ra ngoài vào một ngày lộng gió. Bạn sẽ sớm nhận ra không khí mạnh biết dường nào. Nó có thể nâng một con diều lên cao trên bầu trời và tác dụng đẩy lên khinh khí cầu và mang nó đi ra. Nhưng ngay cả khi không khí lặng gió, bạn cũng có thể cảm nhận sức mạnh của nó khi bạn di chuyển. Hãy nghĩ tới chuyện đi xe đạp chẳng hạn. Bạn đạp xe càng nhanh, thì không khí lùa vào mặt và cơ thể bạn càng mạnh. Hãy sải tay bạn ra – bàn tay hơi hướng về phía trước – không khí đang chuyển động sẽ nâng nó lên. Có lẽ chúng ta không nhìn thấy khôngkhí, nhưngnó hiện diện xungquanh chúng ta.Thật vậy, hỗn hợp này củacác chấtkhí bao xung quanh trái đất giống như một tấm chănkhổnglồ. Những chất khí này, giống như mọi vật chất, cấu tạo gồm nhữnghạt rất nhỏ gọi là phân tử. Cô gái này thích thả dốcxuống chânđồi trên chiếcxe đạp củamình,cô có thể cảm nhận không khí đang lùa vào mặt và cơ thể mình. Các phân tử không khí luônluôn chuyển động.Chúng cũng chuyểnđộng ra khỏi đườngđi của chúng ta khi chúng ta đi qua.Nhưng không khícũng đẩy ngược lên chúng ta từ mọi phía. Cácphân tử không khí có trọnglượng. Sinh ra để bay,con mòng biển này sử dụngđôi cánh của nó để bay liệng trong khôngkhí. Thiết kế để bay Tronghàngthế kỉ, con người đã hiểu rõkhông khí hành xử như thế nào. Nhưng các nhà chế tạomáybay còn hiểu một số cái khác nữa.Họ biết rằng cấu trúccủa họ, haychiếc máy bay,phải được thiết kế theomột kiểu nhất địnhnào đó. Khi được thiết kế như vậy, chiếc máy bay mới lượn đi trơn trutrong không khí. Khi khôngđược thiết kế như vậy, chiếc máy bay sẽ không baogiờ rời khỏi mặt đất được. Máy baycủa tự nhiên Nhiều loài động vật vàthực vật sử dụng không khí để di chuyển. Chim chóc, dơi và nhiều loài côn trùngcó cánh để mà bay lượn.Một số động vật như con sóc baylướt đi từ cây này sangcây khác. Thực vậtthì có thể phântán hạt giống của chúngqua không khí.Hạt cây sao chẳng hạn có lớp bọcngoài dạng cánh và được gióthổi mang đi xa. Bài thêmlúc 19:46 Bài trướclà lúc 19:45 Hai loại máy bay Mọiloại máy bayđều được thiết kế để bay trong không khí. Nhưngkhông phải máy bay nào cũng bao giốngnhau. Thật vậy, có hailoại máy bay.Một loại được gọi là“nhẹ hơn không khí”.Còn loại kia được gọi là“nặng hơnkhôngkhí”. Một máy bay nhẹ hơn không khí cóthể nổi bồngbềnh. Nó cóthể nhẹ hơn về trọng lượng so với khôngkhí xung quanh nó. Quả khí cầu làm xiếc là thí dụ đơn giản của loại máy bay này.Trước khi bơm đầy, quả khí cầu không chuyển động. Trọng lượngcủa nó kéo nó trở xuống. Nhưngbơm đầy túi với chất khí helium,thì quả khí cầu bay lên.Tại sao hiện tượngnày xảy ra? Nguyên do là heliumnhẹ hơn nhiều sovới không khí. Một con diều thì nặnghơn không khí. Nhưng vào mộtngày lộng gió, không khí chuyển độngbên dưới con diều cóthể nâng nólên cao trên bầu trời. Vì saocon diều bay được? Máy baynặng hơnkhông khí thì có khác. Nó vẫn luôn luôn nặnghơn không khí xungquanhnó. Loại máy bay này bay vì một nguyên do khác.Những bề mặtcủa nólàm chokhông khí nângmáy baylên. Một máy bay nặng hơn khôngkhí đơn giản là con diều. Con diều cónhiều hình dạng và kíchcỡ. Nhưng chúng đều được chế tạo để bay lên trong gió. Loại diều mà mọi người trên thế giới thích chơi đùa làdiều hình con chim. Loại diều này cóthể tìm thấy trên khắp thế giới. Chỉ việc xếpvà bay Một kiểu máybay nặng hơn không khí dễ chế tạolà máy bay giấy. Bắt đầu là một tờ giấy phẳng. Khiphónglên thì tờ giấy phẳngtừ từ rơi trở xuống sàn nhà. Nhưng chỉ sau mộtvài nếp gấp,tờ giấy trở thành một chiếc máy bay. Với hình dạng mới của nó, tờ giấy cất lên và bay ngang qua phòng. theo thư viện vật lý Khí cầu không khí nóng Đa số chúng ta đều đã từng thấy chúng. Tolớn và sặc sỡ màu sắc, những quả khí cầu không khí nóngmang người đi nhữnghành trìnhdài trong khôngkhí. Làm thế nào nó cóthể bay như vậy? Những chiếc máybay nhẹ hơn không khí này cóvài phươngthức hoạtđộng khác nhau. Thứ nhất, mỗi khí cầu không khí nóng có một cái túi chứa đầy khôngkhí, hay lớp vỏ. Do kích cỡ lớncủanó, cái túi đó có thể đánh giạt đirất nhiều không khí.Nhưng không khí dờisang chỗ khácđẩy ngược trở lại. Thật vậy, không khí bị dịch chỗ này tác dụnglực mạnhđến mức nó giữ cho cái túi nổi lên. Nóicách khác, cái túiđó làmột vật nổi. Nhưng cái rỗ buộc với cái túi thì vẫn ở trên đất. Tải trọng của thiết bị và con người mà nó mang thì nặng. Quả khí cầu không khí nóng sặc sỡ màu sắc nổi bồng bềnhtrong Thunglũng Napa ở California. Nung nóng vàlàm nguội không khí Để làm cho khí cầukhông khí nóng baylên, người phicông phải bật đèn mỏ dưới cái túi. Mỏ đèn tạo ra lửa.Khôngkhí nóng nhanhchóng dâng vào cái túi khổng lồ.Điều này làm nóng các phân tử không khí bên trong. Chúng bắt đầu chuyểnđộng nhanh hơn. Đồngthời, một số phân tử thoát ra ngoài qua phía dưới đáy của túi.Sự thoát ra đó để lại ít phân tử không khí bêntrong hơn. Chúngcũngở cách xa nhau hơn. Không khí bên trong khi đó kém đậmđặc hơn khôngkhí bên ngoài, vàvì thế nó nhẹ hơn. Kết quả là gì? Khí cầu không khínóng baylên cao. Để hạ khí cầu khôngkhí nóng xuống, ngườiphi công tắt mỏ đèn đi. Không khí bêntrong túi nguội dầnđi. Điều đó có nghĩa là các phântử không khí chuyển độngchậm dần.Chúng cũng tiến đến gần nhau hơn. Không bao lâu sauthì đã có chỗ cho khôngkhí bên ngoài tràn trở vào trong túi. Có nhiều phân tử hơn khiến chokhông khí bên trongtúi trở nên đậm đặc hơn – và nặng hơn.Vì thế, máy baysẽ hạ xuống. Chuyến bay khícầu không khí nóng đầu tiên Năm 1783,hai anh emngười Pháp đã tạonên lịch sử. Joseph vàJacques Montgolfer đã chế tạo mộtcái túi bằngtơ vàbơm đầy không khínóngvào trong nó từ một ngọn lửarơm. Họ gắn mộtcái giỏ vàonó và quan sát thấy khí cầu không khí nóngcủa họ bay xa dần. Những người thợ bay đầu tiên là một con vịt, một con gà và mộtcon cừu. Không baolâu sau, những hành khách con người đầu tiên đã thực hiện một chuyến bay trên một khí cầu Montgolfer –trôinổi trên bầu trời Paristrong gầnnửa giờ đồng hồ. Khí cầu bay Khí cầu không khí nóngcó thể bay, nhưngchúng khôngthể lái được. Chúng chỉ trôi nổi trong bất kì hướng nàomà gió mangchúng đi. Khícầu bay cũng là một máybay nhẹ hơn không khí. Nhưngkhông giốngnhư khí cầu khôngkhí nóng, khí cầu bay có mộtđộng cơ và các cánh thăng bằng. Những bộ phận này cho phép phi thuyền đượclái đi bất kì hướng nào màngười phi côngmuốn. Lớpvỏ bọc của khí cầu bay có dạng dài và tròn.Người tathường dùng khí helium để bơm nó. Khí heliumđược chứa kín bên trong. Nó khôngthể thoát ra ngoài. Vìhelium nhẹ hơn không khí, nên lớp vỏ bọc đó trôi nổi. Nó làmột vật nổi. Một khí cầu bayqua Tòa nhà Đế chế ở thành phố New York Nâng động cơ và cabin Nhưng động cơ của khí cầubay thì nặng. Cabin,bộ phận chứa người và hàng hóa, cũng vậy. Vậythì máy bay loại này bay lên bằng cách nào? Đối với đasố khí cầubay ngày nay,câu trả lời là ballonet.Chúng là những túi nhỏ cho không khí ở bên trong lớp vỏ bọc. Không khí có thể được bơm vào hoặc bơm rakhỏi chúng. Khi không khí được bơm ra thì các túi khí xẹp xuống.Khí cầu trở nên nhẹ hơn so với không khí bên ngoài. Vì thế, nó bay lên cao. Để hạ khí cầu xuống,người ta bơm không khí vào các ballonet trở lại. Càng chứa nhiều không khí thì khí cầu càngnặng. Khí cầu trở nên nặng hơn không khí bên ngoài.Vì thế, hạ đápxuống. Không phải mọi chất khí đều giốngnhau Hindenburg là khí cầu bayđầu tiênmang những nhóm nhiều ngườibay xuyên Đại TâyDương. Con tàu baykhổng lồ dài tới 245 mét. Lớp vỏ của nó chứa khí hydrogen.Hydrogen thì nhẹ hơn khôngkhí. Nhưng không giống như helium là chất khí không bén lửa, hydrogencó thể dễ dàngbén lửa. Đó là cái xảy ravào ngày 6 tháng 5năm 1937. Khí cầuHindenburgphát nổ. Nhiều hành khách của nó bị thiệtmạng. bứcảnhtrên chụp lại xác củakhí cầu saukhi nổ. Máy baynặng hơnkhông khí: Cơ sở khoa học Máy baynặng hơnkhông khí khôngcó khả năng nổi. Chúng luônnặng hơn khôngkhí xung quanhchúng.Tuy nhiên,những máy baynày cóthể cất cánh bay.Để làm như vậy, chúng cần đến không khí chuyển động nhanh vànhững bề mặt có hình dạng thích hợp. Cánh máy bayđược chế tạo saocho có hìnhdạng hoànhảo để mà bay. Bề mặtphía trên củanó uốn cong lượn. Đồng thời,rìa trước của nó dày hơn rìa phíasau. Mặt dưới của cánh hầunhư phẳng.Hình dạngnày được gọi là hình cánh máy bay. Khi máy bay nặng hơnkhôngkhí chuyển động nhanhvề phía trước, các phân tử khôngkhí đập vào phía trước mỗi chiếc cánhcủa nó. Mộtsố phân tử chuyển động phía trên cánh. Mộtsố phân tử khácchuyển độngbên dưới nó. Hai nhómphân tử khí gặp nhauở phía sau cánh cùng lúc. Không khí chuyển độngnhanh Các phân tử đi qua phía trên cánh phải đi xahơn – trên đường cong – so với các phân tử đi qua mặt dưới bằng phẳng của cánh.Cho nên không khí phía trêncánh phải chuyển động nhanhhơn. Vàkhi không khí chuyển động nhanhhơn, các phân tử phân tán ra xahơn. Chúngtrở nên kém đặc hơn. Không khí này có áp suất thấphơn. Hình dạng của cánh máy bay tạora lực nâng làm chomáy bay rời khỏi mặt đất. Nhưng không khíbên dưới cánh khôngbị kém đặc đi hoặc bị mất chút áp suất nào hết. Chonên khôngkhí bên dưới cánhđẩy lên cánh với mộtlực lớn hơnkhông khí phía trên cánh đẩy xuống.Lực lớn hơnđẩy từ dưới lên này gọilà lực nâng.Lực nânglà cái làm cho máy bay rờikhỏi mặt đất. Đường hầm gió Để quan sát không khí chuyển độngxung quanhmột chiếc máy baynhư thế nào, các nhà khoahọc sử dụngnhững đườnghầm gió. Bên trongđường hầm, một dòngkhôngkhí mạnh thổi lùa về phía máy bay.Những người kiểm tra thường thêm khói hoặc thuốc nhuộm vàokhông khí để dễ quan sát các dòng chảy. Bốn lựctác dụng Bạn có thể thấy lựcnâng phát huy tác dụng nếubạn quansát máy bay trên đường băng. Mộtchiếc máy bay đangsẵn sàngnhận tốc độ thật nhanh.Các động cơ của nó đẩy nó chuyển độngmỗi lúc mộtnhanh. Trong chốc lát, lực hấp dẫn vẫn giữ chiếc máy bayto nặng đó trên mặt đất. Tuy nhiên,cuối cùng thì chiếc máy bay chuyển động đủ nhanhđể cất lên. Vào lúc đó,lựcnâng đã đủ mạnhđể thắng lực hấp dẫn. Một khimáy bay đã cất cánh, các động cơ củanó hoạt động hết công suất để đẩy phithuyền về phíatrước. Nhưng không khí cũng tác dụng lực đẩy ngược, hay lựccản, đối với máy bay.Lực cản này được gọilà lực kéo theo. Nó làm chậm những vật đangchuyển động trongkhông khí. Nếu phi thuyền chuyểnđộng chậm đi, thìlực nâng sẽ nhỏ hơn để thắng nổi lực hấp dẫn. Để giữ chomáy bayở trong không trung và chuyển động về phía trước,các động cơ hoạt động mạnh hơn. Để cho máy bay bay trong không khí,lực nâng từ các cánhcủa nó phải mạnhhơn lực hấp dẫn, vàlực đẩy về phía trước từ những độngcơ củanó phải mạnh hơn lực của không khíđẩy ngược lại. Một khichiếc máy baynày đã cất cánhxong, phi côngsẽ thu cácbánhxe vào để giảmlực kéo theo khimáy bay bay. Lực kéotheo Các nhà chế tạo máy bay biết rất nhiều về lực kéotheo. Họ biết không khí cản trở một số hìnhdạng nhiều hơn sovới nhữnghình khác. Đó là nguyêndo các nhà chế tạo khíđộng hóa máy bay của họ. Một chiếc máy bay khí động hóa để cho không khí chảyêm ái xungquanh nó. Một máy bay chưa khí động hóa giữ các phân tử không khí xoáy trònở chỗ nào đó. Kết quả là lực kéo theo lớn hơn, làm phithuyền chậm đi. Thu bánh xe lên Cách thức thiết kế các bánhxe của máy bay làmột thí dụ hay của sự khí độnghóa. Các bánhxe là cần thiết cho sự cất cánhvà hạ cánh, nhưng chúng vẫn dínhở bên ngoài khimáy bay đang bay.Vì thế, không khí liên tục lùa vào các bánh xevà chuyển động xoáy tròn. Nókhông thể chảy qua chúng một cách êm ái.Để giải quyết vấn đề này, đasố các máy bay ngày nay cónhững dụng cụ thu bánh xe lên trong khibay. . trướclà lúc 19:45 Hai loại máy bay Mọiloại máy bay ều được thiết kế để bay trong không khí. Nhưngkhông phải máy bay nào cũng bao giốngnhau. Thật vậy, có hailoại máy bay. Một loại được gọi là“nhẹ. haychiếc máy bay, phải được thiết kế theomột kiểu nhất địnhnào đó. Khi được thiết kế như vậy, chiếc máy bay mới lượn đi trơn trutrong không khí. Khi khôngđược thiết kế như vậy, chiếc máy bay sẽ. này sử dụngđôi cánh của nó để bay liệng trong khôngkhí. Thiết kế để bay Tronghàngthế kỉ, con người đã hiểu rõkhông khí hành xử như thế nào. Nhưng các nhà chế tạomáybay còn hiểu một số cái khác