Har du någonsin frågat hur högt flyger flygplan? Svaret är lätt att förstå när du kommer ihåg hur flygning för flygplan fungerar. Varje objekt som rör sig i en vätska är under påverkan av fyra krafter, drag, lyft, vikt och tryck. Nettototalen måste vara positiv så att påverkan av drivkraft och lyft håller ett plan i luften. Tryck och lyft beror på lufttätheten. Så det är lättare att uppnå den ideala lyft- och drivkraften vid högre höjder än lägre höjder. Så hur högt ett plan flyger är inte fixerat förutom gränsen för rymdvakuumet där atmosfären blir för tunn för aerodynamik att fungera.
Lyft och drivkraft är de viktigaste krafterna som möjliggör flygning. Så länge de är större än vikt eller drag, kommer planet att flyga. Tryck är framåtaccelerationen som produceras av ett flygmotor. Ju mindre tät luften desto mer kraft måste ett plan producera för att skapa den lyft som behövs. Den fullständiga förklaringen är ganska komplicerad men det bästa sättet att sätta är att varje plan har ett maximalt skick som det uppnår att flyga. Detta max är den bästa möjliga kombinationen av densitet, hastighet och hiss för att flyga planet. Det är därför höjden ett plan kan flyga kan variera så mycket. Det beror på behoven hos planet.
Ett bra exempel är kommersiella turbojets. Turbojets flyger under ljudets hastighet. De väger också mycket. För att uppnå optimala flygförhållanden och flyga med hastigheter som är tillräckliga för att göra resor lönsamma, flyger de flesta kommersiella flygplan på 30 000 fot. Detta är tillräckligt högt för att ett plan har minst dragkraft och kan nå topphastigheten som dess motorer kan producera säkert. Supersonic hantverk som jaktflygplan och spionplan kan flyga mycket högre. Detta beror på att planens utformning gör det enklare för planet att motstå drag och producera större tryckkraft för att kompensera för den tunnare luften.
Så vi ser att hur högt ett flygplan kan flyga bestäms av dess användning, dra, lyfta, drivkraft och vikt. Vi vet också att en absolut gränsnivå kommer att vara där luften blir för tunn för att fungera som en vätska som är den översta nivån i atmosfären. Just nu vill forskare dra fördel av denna övre nivå av atmosfären för att hjälpa flyg att flyga ännu snabbare. Men det finns fortfarande hinder som friktion och motordesign.
Vi har skrivit många artiklar om flygplan för Space Magazine. Här är en artikel om det största flygplanet, och här är en artikel om bilder på flygplan.
Om du vill ha mer information om flygplan, kolla in de här artiklarna från How Stuff Works. Här är en artikel om hur flygplan flyger.
Vi har också spelat in ett helt avsnitt av Astronomy Cast all GPS Navigation. Lyssna här, avsnitt 212: GPS-navigering.
källor:
NASA
Hur saker fungerar
