How do airplanes actually fly? - Raymond Adkins

Аудармашы: Assem Amantayeva Редактор: Bakytgul Salykhova

By 1917, Albert Einstein had explained the relationship between space and time.

1917 жылы Альберт Эйнштейн ғарыш пен уақыттың қатынасын түсіндірді.

But, that year, he designed a flawed airplane wing.

Дегенмен дәл сол жылы ол ұшақтың сынған қанатының сұлбасын жасады.

His attempt was based on an incomplete theory of flight.

Оның сұлбасы ұшудың толықтырылмаған теориясына негізделді.

Indeed, insufficient and inaccurate explanations still circulate today.

Сөзсіз, толықтырылмаған және бұрыс түсіндірмелер қазір де бар.

So, where did Einstein go wrong?

Сонда Эйнштейн неден қателесті?

And how do planes fly?

Әрі ұшақтар қалай ұшады?

Though we don’t always think of it this way, air is a fluid medium—

Біз олай ойламасақ та, ауа – сұйық орта.

it’s just less dense than liquids like water.

Тек онда су секілді сұйықтыққа қарағанда тығыздық аз болады.

Things that are lighter than air are buoyant within it,

Ауадан жеңіл заттар онда қалықтап жүрсе,

while heavier objects require an upward force, called lift, to stay aloft.

ауыр заттар көтеріліп тұру үшін көтеру күшін қажет етеді.

For planes, this force is mostly generated by the wings.

Ұшақтарда бұл күшті негізінен, оның қанаты тудырады.

One especially pervasive false description of lift

Көтеру күшінің кең тараған әрі жалған анықтамаларының бірі –

is the “Longer Path” or “Equal Transit Time” explanation.

“Ұзақ жол“ немесе “Бірыңғай транзит уақыт” анықтамасы.

It states that air molecules traveling over the top of a curved wing

Бұл анықтамаларда, ауа молекулалары иілген қанаттың үстінде қалықтап,

cover a longer distance than those traveling underneath.

төмендегілерге қарағанда ұзағырақ қашықтықты бағындырады делінген.

For the air molecules above to reach the wing’s trailing edge

Ауа молекулаларына қанаттың артқы жиегіне жетіп,

in the same instance as those that split off and went below,

бөлініп төмен кеткендермен бірдей болу үшін

air must travel faster above,

ауа жоғарыда жылдам қалықтап,

creating a pocket of lower pressure that lifts the plane.

ұшақты көтеріп тұратын төмен қысым қалтасын жасауы керек.

This explanation has been thoroughly debunked.

Бұл анықтама түбегейлі жоққа шығарылды.

Air molecules floating above and below the wing don't need to meet back up.

Қанаттан жоғары-төмен жүретін ауа молекулаларына қауіпсіздік қажет емес.

In reality, the air traveling above reaches the wing’s trailing edge

Шын өмірде қанаттың артқы жиегінде, жоғарыда қалықтайтын ауа

much faster than the air beneath.

төмендегіге қарағанда әлдеқайда жылдамырақ.

To get a sense of how lift is actually generated,

Көтеру күшінің қалай пайда болатынын түсіну үшін

let's simulate an airplane wing in motion.

ұшақ қанатының қозғалысын салып көрейік.

As it moves forward, the wing affects the movement of the air around it.

Алға ұмтылған сайын, қанат жанындағы ауаның қозғалысына әсер етеді.

As air meets the wing’s solid surface, a thin layer sticks to the wing.

Ауа қанаттың қатты бетімен беттескенде жіңішке қабат қанатқа жабысады.

This layer pulls the surrounding air with it.

Жіңішке қабат жанындағы ауаны өзіне тартады.

The air splits into pathways above and below the wing,

Ауа қанаттың сұлбасына қарай

following the wing’s contour.

жоғары-төмен болып екіге айырылады.

As the air that’s routed above makes its way around the nose of the wing,

Жоғарыдан тараған ауа қанаттың мұрнынан айналып,

it experiences centripetal acceleration,

орталық тартқыш күшті сезеді.

the force you also feel in a sharply turning car.

Ол күш кенеттен бұрылайын деп жатқан көліктің гүріліне ұқсас.

The air above therefore gathers more speed than the air traveling below.

Жоғарыдағы ауа төмендегіге қарағанда көбірек жылдамдық жинайды.

This increased speed is coupled with a decrease in pressure above the wing,

Көбейген жылдамдық қанаттан төмен қысымның төмендеуінен екі есеге ұлғаяды.

which pulls even more air across the wing’s upper surface.

Өз кезегінде ол қанаттың жоғары қабатынан одан да көп ауа тарта бастайды.

The air flowing across the lower surface, meanwhile,

Бұл уақытта төменнен өтіп жатқан ауа

experiences less of a change in direction and speed.

бағыт пен жылдамдық бойынша аса көп өзгеріске ұшырамайды.

The pressure across the wing’s lower surface is thus higher

Осылайша, қанаттың төменгі қабатындағы қысым

than that above the upper surface.

үстіңгі қабаттағыдан жоғары болады.

This pressure difference results in the upwards force of lift.

Бұндай қысым айырмашылығы көтеру күшінің жоғарылауына әкеледі.

The faster the plane travels,

Ұшақ неғұрлым тез ұшса,

the greater the pressure difference, and the greater that force.

қысым айырмашылығы мен көтеру күші де соғұрлым көп болады.

Once it overcomes the downward force of gravity,

Төменге қарай тартылатын ауырлық күшін жеңгеннен кейін

the plane takes off.

ұшақ жерден көтеріледі.

Air flows smoothly around curved wings.

Ауа иілген қанаттың қасында еш қиындықсыз қалықтайды.

But a wing’s curvature is not the cause of lift.

Алайда қанаттың иілгені көтерілуге себеп емес.

In fact, a flat wing that’s tilted upwards can also create lift—

Шынында, жоғарыға бағытталған тегіс қанат та, көтеру күшіне ие.

as long as the air bends around it,

Ауа жанында қалықтап,

contributing to and reinforcing the pressure difference.

қысымның айырмашылығына ықпал етіп, әрі күшейтіп отырса болғаны.

Meanwhile, having a wing that’s too curved or steeply angled

Бұл уақытта қатты иілген немесе тік бұрышты қанат

can be disastrous:

қауіп тудыруы мүмкін.

the airflow above may detach from the wing and become turbulent.

Жоғарыдағы ауа ағыны қанаттан ажырап, турбулентті болып кетуі мүмкін.

This is probably what happened with Einstein’s wing design,

Эйнштейн “мысықтың арқасы” деп атау берген

nicknamed “the cat’s back.”

қанаттың сұлбасы да сондай болған шығар.

By increasing the wing’s curvature,

Қанаттың иілгіштігін арттыру арқылы

Einstein thought it would generate more lift.

Эйнштейн оның көтеру күшін де арттырамыз деп ойлады.

But one test pilot reported that the plane wobbled

Бірақ ұшақты тестілеген бір ұшқыш ұшақ

like “a pregnant duck” in flight.

“жүкті үйректей” шайқалғанын жеткізді.

Our explanation is still a simplified description

Біздің анықтама күрделі әрі нюансы көп процестің

of this nuanced, complex process.

жай жеңілдетілген түрі ғана.

Other factors, like the air that’s flowing meters beyond the wing’s surface—

Қанаттың бетінен бірнеше метр жоғары қалықтайтын ауа

being swept up, then down—

біресе төмен, біресе жоғары көтеріліп,

as well as air vortices formed at the wing’s tips,

қанаттың шетінде пайда болған ауа құйындары секілді

all influence lift.

көтеру күшіне әсер етеді.

And, while experts agree that the pressure difference generates lift,

Эксперттер қысым айырмашылығы көтеру күшіне әсер ететіндігімен келіссе де,

their explanations for how can vary.

қалай әсер ететіндігі жайында түрлі пікір айтады.

Some might emphasize the air’s behavior at the wing’s surface,

Бірі қанаттың бетіндегі ауаның сипатын айтса,

others the upward force created as the air is deflected downwards.

Енді бірі ауа төмен бағытталғанда пайда болатын күшті айтады.

However, there's no controversy when it comes to the math.

Дегенмен математикаға келгенде ешқандай қайшылық жоқ.

Engineers use a set of formulas called the Navier-Stokes equations

Инженерлер Навье-Стокс деп аталатын формулалар жинағын пайдаланады.

to precisely model air’s flow around a wing

Солай олар қанаттың жанындағы ауа ағынының нақты үлгісі мен

and detail how lift is generated.

көтеру күшінің толық үлгісін жасайды.

More than a century after Einstein’s foray into aeronautics,

Эйнштейннің аэронаутикамен айналысуынан бір ғасырдан астам уақыт өтсе де,

lift retains its reputation as a confounding concept.

көтеру күші беймәлім ұғым ретінде өз дәрежесін сақтап тұрады.

But when it feels like it’s all going to come crashing down, remember:

Бірақ егер ұшақ құлап бара жатқандай сезілсе, мынаны есіңде сақта:

it’s just the physics of fluid in motion.

Бұл қозғалыстағы сұйықтықтың физикалық жай‐күйі ғана.

This video was made possible with support from Marriott Hotels.

Бұл видео Мэриот қонақүйлер желісінің қолдауымен жасалған.

With over 590 hotels and resorts across the globe,

Әлем бойынша 590-нан астам қонақүйі мен шипажайы бар

Marriott Hotels celebrates the curiosity that propels us to travel.

Мэриот қонақүйлері бізді саяхаттауға итермелейтін қызығушылықты атап өтеді.

Check out some of the exciting ways TED-Ed and Marriott are working together,

TED-Ed пен Мэриот қонақүйлері ұйымдастырып жатқан қызықтарды көріп,

and book your next journey at Marriott Hotels.

келесі саяхатыңды Мэриот қонақүйінде жоспарла.