# Нил Деграсс Тайсон: «Как 300 тонн металла преодолевают гравитацию»

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=VhReoAJZzpE
Канал: StarTalk
Опубликовано: 13.12.2022

---

В новом выпуске программы StarTalk знаменитый астрофизик Нил Деграсс Тайсон и его бессменный соведущий Чак Найс разбирают физические принципы, которые позволяют многотонным стальным машинам подниматься в воздух. От эффекта Бернулли до устройства современных законцовок крыла — Тайсон объясняет инженерию полета через простые аналогии и личный опыт.

## 🚀 Физика крыла: почему металл не падает
[[JUMP:0:00]]

Нил Деграсс Тайсон начинает с риторического вопроса о том, задумывался ли кто-нибудь, как 300 тонн металла (именно столько весят крупные авиалайнеры) могут не просто двигаться, а взлетать и удерживаться в небе [0:13]. В то время как Чак Найс шутливо отмечает, что его больше заботит качество еды в первом классе [1:06], Тайсон переходит к анатомии самолета.

Ключевым элементом устойчивости являются не только основные крылья, но и малые крылья на хвосте, а также вертикальный стабилизатор (киль) [1:20]. По словам ученого, вертикальное оперение предотвращает «рыскание» (fishtailing) — виляние хвостом из стороны в сторону. Тайсон вспоминает, как в детстве строил модели планеров и на практике убедился: без хвостового плавника модель не может стабилизировать направление полета [1:49].

Основной механизм подъема объясняется формой поперечного сечения крыла — аэродинамическим профилем:

*   Верхняя часть крыла изогнута, а нижняя обычно плоская [3:48].
*   Согласно принципу неразрывности, поток воздуха, разделенный передней кромкой, «хочет» воссоединиться в конце крыла одновременно [4:01].
*   Воздуху сверху приходится преодолевать большее расстояние за то же время, а значит, двигаться быстрее [4:14].

## 🌬️ Эффект Бернулли и демонстрация с бумагой
[[JUMP:04:28]]

Для наглядности Тайсон использует лист бумаги со своим официальным логотипом, демонстрируя закон, открытый физиком Даниилом Бернулли [4:28]. Быстро движущийся воздух создает область низкого давления. Когда ученый дует поверх листа, бумага поднимается вверх, так как атмосферное давление снизу оказывается сильнее давления быстрого потока сверху [5:08].

На взлетно-посадочной полосе происходит следующее:

1.  Самолет разгоняется, увеличивая разницу давлений над и под крылом [5:46].
2.  Пилоты отклоняют закрылки на хвостовом оперении, создавая давление, которое прижимает хвост вниз [6:11].
3.  Нос самолета поднимается (кабрирование), и крылья встают под углом к набегающему потоку [6:24].
4.  Прямое воздействие воздуха на наклонную поверхность добавляет подъемной силы к эффекту Бернулли, и самолет буквально «выскакивает» в небо [6:53].

Тайсон подчеркивает, что быстрый набор высоты важен не только для безопасности, но и для снижения «акустического следа» — чтобы шум двигателей меньше беспокоил жителей окрестных домов [7:06].

## 🙃 Полеты вверх ногами: как это возможно?
[[JUMP:08:11]]

Чак Найс задает логичный вопрос: если самолет летит за счет изогнутой формы крыла, как истребители (например, в фильме «Лучший стрелок») могут летать в перевернутом положении? [9:06]

По мнению Тайсона, эффект Бернулли — не единственный способ создания подъемной силы. Даже если профиль крыла не идеален для текущего положения, пилот может просто изменить угол атаки [9:19]. Если направить переднюю кромку крыла вверх относительно потока воздуха (даже в перевернутом состоянии), воздух, ударяясь о плоскость, будет толкать её вверх. «Можно летать под любым углом, если поддерживать нужный наклон крыльев», — утверждает астрофизик [9:32].

## 📐 Секрет «крылышек» на концах крыльев
[[JUMP:09:57]]

За последние 10–15 лет на концах крыльев большинства гражданских самолетов появились небольшие вертикальные законцовки — винглеты (winglets) [10:11]. Тайсон объясняет их назначение:

*   Воздух стремится соскользнуть с крыла в горизонтальном направлении [10:38].
*   На концах крыльев возникают турбулентные завихрения (Eddies), которые создают аэродинамическое сопротивление [10:50].
*   Исследования одного из подразделений NASA (буква «А» в аббревиатуре означает Aeronautics — воздухоплавание) показали, что загнутые кончики минимизируют эти вихри [11:18].
*   Внедрение этой технологии позволило снизить мировые затраты на авиационное топливо на 10–15%, что благотворно сказывается и на экономике авиакомпаний, и на экологии [11:45].

## 🚩 Взлет против ветра и «принцип невзгод»
[[JUMP:12:37]]

Одним из важнейших факторов безопасности является скорость воздуха относительно крыла, а не относительно земли [13:34]. Если самолет будет взлетать по ветру (Tailwind), его путевая скорость будет высокой, но поток воздуха над крыльями — недостаточным для создания подъемной силы, что может привести к сваливанию (stall) [14:02].

Поэтому:

*   Самолеты всегда стараются взлетать и приземляться **против ветра** [14:17].
*   В аэропортах и на авианосцах взлетно-посадочные полосы строят под углом друг к другу (часто около 30 градусов), чтобы при любой смене ветра иметь возможность использовать полосу, направленную навстречу потоку [14:30].
*   Посадка против ветра позволяет самолету иметь минимальную скорость относительно земли, что предотвращает выкат за пределы ВПП при торможении [16:37].

Тайсон иронизирует, что это отличная метафора для жизни: «Самолет достигает максимальной подъемной силы, когда движется навстречу самым сильным ветрам». Однако он тут же добавляет, что в реальной жизни эта фраза вряд ли поможет человеку в беде [15:39].

## 🏛️ Открытые гейты и триумф инженерии
[[JUMP:18:05]]

В завершение беседы Тайсон касается истории аэропортов. Термин «гейт» (gate — ворота) произошел от буквальных железных ворот, через которые пассажиры выходили на летное поле (tarmac) [18:18]. Современные телетрапы (jetways) были спроектированы в том числе для того, чтобы снизить беспокойство пассажиров: человек идет по закрытому коридору, словно лошадь в шорах, и не видит огромной пугающей машины, в которую садится [18:43].

Нил Деграсс Тайсон резюмирует, что авиация — это величайшее достижение науки [19:22]. Тот факт, что 300-тонный кусок алюминия летит со скоростью 900 км/ч, обеспечивая пассажиру интернет, горячую еду и комфортное кресло, является чудом инженерии, даже если этот пассажир недоволен слишком соленым салатом [19:37].