Mỗi chiếc máy bay thương mại hiện nay nặng cả trăm tấn, trở thành phương tiện di chuyển phổ biến trên thế giới. Nhưng nhiều người vẫn tự hỏi, làm sao máy bay cất cánh sau khi chạy một đoạn trên đường băng và làm cách nào để giữ cân bằng trên không trung.

Cất cánh nhờ lực nâng khí động lực học

Các máy bay phản lực được trang bị động cơ gắn ở 2 cánh. Không khí trộn với nhiên liệu được đốt cháy, sản phẩm khí sau đó thoát ra sẽ tạo lực đẩy máy bay tiến về phía trước. Khi chuyển động, máy bay chịu tác dụng của 4 lực theo các hướng khác nhau gồm: lực kéo cản của không khí, lực hấp dẫn, lực đẩy của động cơ và lực nâng.

Các lực tác động tới máy bay. Ảnh: KhohocTV.

Trong số này, mọi người thường không biết rõ về lực nâng khí động lực học. Nó được giải thích như sau. Khi máy bay chạy trên đường băng, dòng khí chảy bao quanh cánh máy bay tạo ra sự chênh lệch áp suất giữa mặt đất và mặt trên cánh.

Mô hình khí nâng động học. Ảnh: Wikipedia.

Kết quả của quá trình đã tạo ra lực nâng máy bay theo hướng từ dưới đất đẩy lên trời. Tốc độ di chuyển càng nhanh, lực đẩy này càng lớn cho tới khi thắng được trọng lực, giúp nâng máy bay lên không trung.

Mô hình khí trôi qua cánh của cánh máy bay. Ảnh: wikipedia).

Để tạo lực nâng khí động lực học, thiết diện cánh máy bay phải không đối xứng qua trục chính và đường biên của mặt trên phải lớn hơn mặt dưới. Chính thiết kế đặc biệt của 2 cánh khiến tốc độ dòng không khí lướt trên cánh lớn hơn nhiều so với tốc độ dòng khí dưới cánh, tạo chênh lệch áp suất bên trên và bên dưới, từ đó sinh ra lực nâng. Lực này tỷ lệ với bình phương vận tốc và diện tích cánh máy bay.

Nhưng khi đã cất cánh, máy bay làm cách nào để cân bằng lực này với trọng lực?

Quá trình máy bay trên không trung

Ngoài cánh nâng chính, máy bay phản lực còn có cánh đuôi ngang (để tạo lực nâng phần đuôi máy bay), cánh tà sau và cánh liệng (là bộ phận cử động được ở phía sau cánh ngang), cánh liệng (thay đổi để khiến lực nâng 2 bên cánh khác nhau), các cánh tà lưng và phanh phí động.

Cơ cấu cánh điều khiển bay với động tác chúc đầu lên xuống để bay lên, bay xuống. Ảnh: wikipedia.

Việc điều chỉnh các cánh này và lực đẩy của động cơ sẽ giúp máy bay giữ thăng bằng trên không trung, cũng như thực hiện nghiêng cánh, đổi hướng sang trái, phải, bay lên bay xuống, thay đổi độ cao khi bay bằng…