Tại sao máy bay lại bay được trên bầu trời?

Hiện nay các máy bay có thể chia làm 2 loại căn bản:
 
1- Máy bay phản lực: Ở loại máy bay này tác nhân chính để máy bay có thể bay được chính là phản lực của dòng khí thải thoát ra từ động cơ turbin phản lực gắn trên máy bay (nếu đã từng đi hoặc đã nhìn thấy máy bay khách trên hình, Bạn sẽ thấy rất rõ 2 động cơ này được gắn trên 2 cánh máy bay). Động cơ turbin phản lực thường được dùng làm động cơ đẩy cho máy bay: không khí được nén ở áp suất cao trước khi đưa vào buồng đốt. Ở đây không khí được trộn với nhiên liệu và được đốt cháy. Sản phẩm khí sau quá trình cháy có nhiệt độ và áp suất khá cao và khi thoát ra ngoài theo ống thoát khí nó sẽ tạo 1 lực đẩy giúp máy bay tiến về phía trước. 
 
Ngoài ra 2 cánh máy bay được thiết kế theo 1 hình dạng đặc biệt sao cho khi máy bay lướt về phía trước thì tốc độ dòng không khí lướt bên trên cánh lớn hơn nhiều so với tốc độ dòng khí lướt bên dưới cánh (biên dạng mặt trên cánh lớn hơn mặt dưới) . Chính sự chênh lệch về tốc độ dòng khí này là nguyên nhân khiến cho áp suất bên trên và bên dưới cánh khác nhau (nguyên lý Becnuli) để tạo lực nâng cho máy bay. Lưc nâng này tỉ lệ với bình phương vận tốc và diện tích cánh máy bay. Khi máy bay muốn cất cánh, nó cần phải chạy trước 1 quãng đường nhằm đạt được vận tốc cần thiết thì mới có thể cất cánh được. Khi cất cánh, 2 cánh máy bay được điều khiển để thay đổi góc nâng nhằm thay đổi lực nâng.
 
2- Máy bây trực thăng: về nguyên lý tạo lực nâng thì máy bay trực thặng hoàn toàn giống với máy bay phản lực, nghĩa là lực nâng máy bay cũng chính là lực nâng khi động học (còn gọi là lực nâng Zhukovski). Điều khác nhau ở đây là: với máy máy phản lực (máy bay có cánh cố định) sự chuyển động tương đối giữa không khí và cánh nâng là do chuyển động của chính bản thân máy bay, như đã trình bày ở trên.
 
Khi máy bay phản lực không đủ vận tốc thì lực nâng sẽ giảm và máy bay sẽ rơi (nên máy bay phản lực không thể đứng 1 chỗ như máy bay trực thăng). Còn ở máy bay trực thăng thì cánh nâng chính là những cánh quạt (6 hoặc 8 cánh) quay quanh 1 trục cố định. Sự chuyển động tương đối giữa không khì và cánh nâng có được nhờ sự chuyển động quay tròn của cánh quạt và nó tạo lực nâng cho máy bay (nếu chú ý, Bạn sẽ thấy trên máy bay trực thăng còn có thêm 1 cánh quạt ở phía sau đuôi. 
 
Nhưng thực ra cánh quạt này không đóng góp gì vào lực nâng của máy bay. Khi trục cánh quạt chính quay sẽ tạo ra một phản lực ngược chiều lên máy bay trực thăng, cánh quạt đuôi này nhằm chống lại phản lực đó và góp phần vào sự chuyển hướng của máy bay. Nếu gãy cánh quạt này, lập tực máy bay sẽ bị quay mòng mòng ngay. Một số máy bay trực thăng không có cánh quạt đuôi, nhưng thực tế nó có 1 van tiết lưu ở đuôi và dòng khí phụt ra từ nó sẽ có tác dụng chống xoay). Muốn di chuyển về phía trước hay lui về phía sau, phi công phải thay đổi góc nâng của cánh quạt nhằm tạo lực đẩy về phía trước (hay phía sau).
 
Ở đây Bạn đã thấy rằng sự tạo lực nâng của máy bay phản lực và máy bay trực thăng rất khác nhau. Ở máy bay phản lực, trừ lúc cất cánh, thì chỉ 1 phần nhỏ công suất được dùng vào việc tạo lực nâng, còn phần lớn được sử dụng vào việc đẩy máy bay tiến về phía trước, và do đó máy bay có thể di chuyển với vận tốc khá lớn. 
 
Còn với máy bay phản lực thì ngược lại, phần lớn công suất của nó được sử dụng vào việc tạo lực nâng và chỉ 1 phần nhỏ được sử dụng vào việc tạo lực đẩy. Vì vậy máy bay trực thăng có thể chở rất nặng nhưng vận tốc thì kém xa. Dây chính là sự khác nhau về công suất và tính năng của 2 loại máy bay này. Tuy hiệu suất khí động học của máy bay trực thăng kém hơn nhiều so với máy bay phản lực dẫn đến chi phí nhiên liệu cao hơn, nhưng chính khả năng cơ động linh hoạt, có thể bay với vận tốc thấp, thậm chí đứng yên và khả năng cất cánh, hạ cánh không cần đường băng của máy bay trực thăng lại là cái mà máy bay phản lực hoàn toàn không thể thay thế được.
 
3- Một số máy bay được thiết kế tích hợp tính năng của cả 2 loại máy bay này. Hồi còn nhỏ tôi có được đọc 1 tài liệu (lâu quá rồi nên không nhớ chi tiết) rằng trong thế chiến thứ 2, phát – xít Đức đã từng phát minh ra 1 loại máy bay chiến đấu có khả năng cất cánh, hạ cánh như 1 máy bay trực thăng, nhưng sau khi cất cánh nó lại có khả năng bay như 1 máy bay phản lực. Loại máy bay này đã gây bất ngờ và gây khá nhiều thiệt hại cho phe Đồng minh)

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *