21.10.2020 | Svátek má Brigita


VĚDA: A přece to létá

5.5.2020

Zřejmým problémem je, že není žádné vysvětlení, které bude univerzálně přijaté. Potud Mark Drela, profesor Massachusettského technologického institutu. Co je tím problémem? Vysvětlení jevu, jenž nás provází od průkopnických letů bratří Wrightů s kluzáky v roce 1899, totiž jak vzniká na křídle vztlak, který drží stroj ve vzduchu. Odborníci hledají to, čemu sami říkají normální fyzikální vysvětlení jevu. Shoda panuje v tom, že nad horní plochou křídla se snižuje tlak, pod spodní se zvyšuje, takže výslednice sil míří nahoru. Tlačí křídlo vzhůru. Ale jak to vzniká?

Naznačme pár vysvětlení, přičemž podle vědců je v každém kus pravdy, ale neskládá se to dohromady.

Jeden z přístupů sáhl po práci švýcarského učence Daniela Bernoulliho (1700–1782), matematika, který se zabýval prouděním kapalin. Ten dospěl k proslulé rovnici ukazující, že tlak v kapalině klesá s rostoucí rychlostí proudění. A platí to i pro plyny.

O letadlech nemohl Bernoulli samozřejmě nic tušit. Jeho rovnice se ale potvrzuje u křídla zkoumaného v aerodynamickém tunelu. Profil křídla, zjednodušený, známe – horní plocha vypouklá, spodní plochá. Při letu proudí vzduch nad horní plochou rychleji, snižuje se tam tedy tlak ve srovnání se stavem na spodku křídla. Výsledkem je vztlak na křídlo, letadlo se drží ve vzduchu. Jenže ono letí, i když se obrátí „břichem vzhůru“, takže je nižší tlak na spodku křídla.

Hledá se i jiné vysvětlení, například u slavného fyzika Isaaca Newtona (1642–1727), který rovněž o letadlech netušil, ale zanechal nám tři pohybové zákony. V tomto případě jde o zákon akce a reakce – křídlo, mírně nakloněné vzhůru, stlačuje vzduch pod sebou a ten působí reakcí, opačnou silou, vztlakem. To platí také pro křídlo, které má rovnou horní i spodní plochu. A opět kritika odborníků. Nevysvětluje to, proč se nad horní plochou křídla, hned za náběhovou hranou, tvoří mírné vakuum. To se ostatně nevysvětluje, ani když se vychází z Bernoulliho.

Existují i další pokusy o vysvětlení. O jeden se zasloužil dr. Doug McLean, který většinu života prožil u firmy Boeing. Jeho závěr je složitý, uvažuje totiž hned čtyři faktory, kdy prvním je předpoklad, že „křídlo je zcela obklopeno proudícím vzduchem“. Tak proč je za náběhovou hranou toho vzduchu méně a vzniká vakuum? Křídlo není tak docela obklopeno.

Rovněž Albert Einstein přispěl k této tematice. Roku 1916 publikoval článek o základní teorii vodních vln a o letu. Učenec nezůstal u teorie. O rok později navrhl křídlo letadla, které bylo později podle horního profilu přezdíváno „kočičí hřbet“. Jedna berlínská firma postavila celý stroj, ovšem zkušební pilot po letu prohlásil, že se letoun ve vzduchu kolébal jako „těhotná kachna“. Einstein po letech napsal, že ten nápad byla „mladická pošetilost“.

Konec příběhu je zatím asi vzdálen. Podle Johna D. Andersona, jr., kurátora amerického National Air and Space Museum, pokud jde o vztlak na křídlo letadla, „není na to žádná jednoduchá odpověď na jeden řádek“.

Autor je fyzikální chemik

LN, 2.5.2020








 Neviditelný pes
Toto je DENÍK: do sítě jde obvykle nejpozději do 8.00 hod. aktuálního dne. Pokud zaspím, opiji se, zešílím nebo se zastřelím, patřičně na to upozorním - neboť jen v takovém případě vyjde Pes jindy, eventuálně nikdy.
Šéfredaktor Ondřej Neff (nickname Aston), příspěvky laskavě posílejte na adresu redakce Jiřímu Wagnerovi, redaktorovi NP (nickname JAG). Rubriku Zvířetník vede Lika.