Nenáhodné umiestnenie

Možno ste nepostrehli, že prúdové lietadlá sa podľa umiestnenia ich motorov delia na dve skupiny. V jednej sú lietadlá, ktoré majú motory pod krídlami, a v druhej lietadlá, ktoré ich majú na chvoste. Aké sú medzi týmito dvomi možnosťami rozdiely a prečo sa pri konštrukcii volí jedna alebo druhá?

Foto Pixabay

Asi netreba vysvetľovať, že motory sú na lietadle úplne kľúčové. Vytvárajú ťahovú silu, ktorá ženie lietadlo dopredu. Tým vzniká prúdenie vzduchu v okolí krídel, a to je zdrojom sily, ktorá drží lietadlo vo vzduchu. S tým súvisí hneď prvý veľký rozdiel v umiestnení motorov.

Rozdielne riadenie

Krídla sú vztlakovou silou výrazne namáhané a ťahané smerom nahor. Okrem toho je nutné preniesť silu z krídel aj na trup lietadla. Konštrukcia krídel je preto zväčša veľmi pevná a ak na ňu chceme zavesiť ťažký motor, nemusíme ju veľmi spevňovať. Hmotnosť motorov navyše pomáha zabrániť prílišnému ohýbaniu krídel vztlakom. Možnosť umiestniť motory do zadnej časti lietadla si vyžaduje jej patričné zosilnenie, lebo prirodzená konštrukcia trupu tam nie je veľmi silná. Pod krídlami lietadiel je viac miesta, preto sa tam zmestia väčšie motory. Keď je lietadlo na zemi, motory sú po ruke a ľahšie sa kontrolujú či opravujú. No to tiež znamená, že sú náchylnejšie na poškodenie od menších alebo väčších nečistôt z povrchu letiska, než keď sú vyššie na chvoste lietadla. Umiestnenie motorov má výrazný vplyv na ovládanie lietadiel. Väčšina z nás má skúsenosti skôr s ovládaním áut alebo bicyklov, ktoré sa pohybujú po zemi. Na rozdiel od toho lietadlá voľne visia vo vzduchu a ich ovládanie ovplyvňuje veľa nových efektov. Napríklad ak v lietadle, ktoré má motory pod krídlami, pridáte plyn, lietadlo začne prednou časťou smerovať nahor. Motory sú totiž pod ťažiskom celého lietadla a ich ťah vytvára moment sily, ktorý lietadlo otáča, a pilot na to musí patrične reagovať. Situácia je opačná pri lietadle s motormi v zadnej časti. Ak lietadlu z nejakého dôvodu vypadne jeden z motorov, ten bežiaci má momentom svojej ťahovej sily tendenciu otáčať lietadlo vo vodorovnej rovine smerom za pokazeným motorom. Pod krídlami sú motory ďalej od stredu lietadla a ak ostane iba jeden, jeho ťah má výrazne väčší moment ako motor jediného motora na chvoste. Na to treba myslieť pri dizajnovaní ovládacích prvkov na lietadle.

Malé a veľké

Foto Pixabay

Tak ktoré lietadlá budú mať motory v zadnej časti lietadla? Tie menšie, lebo motory nebudú mať príliš ďaleko od stredu lietadla – spomínané problémy nebudú až také výrazné. Tiež to budú lietadlá, ktoré potrebujú lietať na menšie a menej udržiavané letiská. Pri presúvaní lietadla vlastným ťahom nebude prítomné riziko, že motory nasajú nečistoty zo zeme a vďaka nižšiemu podvozku si lietadlo vystačí pri nastupovaní a vystupovaní pasažierov so skromnejšími schodmi. Naopak, čím je lietadlo väčšie, tým je pravdepodobnejšie, že bude mať motory pod krídlami. Musia byť silnejšie, a preto potrebujú byť väčšie. Chvost je na to veľmi nevhodné miesto, nehovoriac o tom, keď lietadlo potrebuje viac ako dva motory. Veľké lietadlá tiež majú výrazne väčšie krídla a motory ich pomáhajú stabilizovať. Aj keď sa to možno nezdá, umiestnenie motorov na lietadle nie je iba estetickou voľbou, ale je jasne diktované veľkosťou a použitím daného stroja. A lietať s ním je veľký rozdiel.

Juraj Tekel
Fakulta matematiky, fyziky a informatiky
Univerzita Komenského v Bratislave
Viac podobných článkov nájdete na stránke vedator.space.

Tento článok si môžete prečítať v časopise Quark 3/2021. Ak ešte nie ste našou predplatiteľkou/naším predplatiteľom a chcete mať prístup k exkluzívnemu obsahu, objednajte si predplatné podľa vášho výberu tu.
Komentáre