Aerodynamická vztlaková sila

Prečo lietadlá lietajú? Keď sa pozrieš na profil krídla zboku, uvidíš veľmi špeciálny tvar, zhora vyklenutý a zdola takmer rovný, a tento tvar nie je náhoda. Keď sa krídlo pohybuje vzduchom, prúdnice okolo neho sa nerozdelia rovnomerne. Nad krídlom sa zhustia, lebo vzduch tam musí prejsť dlhšiu dráhu rýchlejšie, a hustejšie prúdnice znamenajú vyššiu rýchlosť; z Bernoulliho rovnice pritom vieme, že kde je vyššia rýchlosť, tam je nižší tlak, takže nad krídlom vzniká podtlak, teda tlak nižší než atmosférický. Pod krídlom sú prúdnice redšie, vzduch tam prúdi pomalšie a vzniká pretlak, tlak vyšší než atmosférický.

Rozdiel tlakov medzi spodnou a hornou stranou krídla pôsobí na celú jeho plochu a vytvára silu smerujúcu nahor, ktorú voláme aerodynamická vztlaková sila $\overrightarrow{F}_y$. Súčasne na krídlo pôsobí odporová sila $\overrightarrow{F}_x$ smerujúca proti pohybu lietadla, ktorú prekonáva ťažná sila motora. Výsledná aerodynamická sila je vektorovým súčtom oboch:

Od porovnania vztlakovej sily $F_y$ a tiažovej sily $F_G$ lietadla závisí, čo sa deje.

• Keď je $F_y > F_G,$ vztlaková sila prevažuje nad tiažou a lietadlo sa dvíha, čo pilot dosiahne zvýšením rýchlosti, keďže väčšie $v$ znamená väčšie $F_y$, a zmenou uhla nábehu krídel.

• Keď je $F_y = F_G$, sily sú v rovnováhe a lietadlo letí v stálej výške konštantnou rýchlosťou, čo je najefektívnejší režim, v ktorom trávi väčšinu cesty.

• A keď je $F_y < F_G$, prevažuje tiaž a lietadlo klesá, čo pilot dosiahne znížením rýchlosti alebo zmenou uhla krídel.