När jag var liten funderade jag väldigt mycket på hur olika tekniska maskiner fungerade och tyckte att fysik var intressant redan innan skolåldern. Då visste jag inte att det kallades fysik men intresset fanns där. Jag minns hur jag kunde stå och snurra en spann med vatten samtidigt som jag studerade vattnet i den,..hm det ramlar inte ut fassten spannen hålls upp och ner gång på gång? Det visade sig fungera lika bra vad man än la i spannen. Föremålen ramlade dock ur om man stannade spannen i vertikalt läge??? Hur kan vattnet veta att spannen står still? Varför känns spannen tyngre när man snurrar den? Varför ser mamma så besvärad ut när jag ställer frågor om detta? Sånt här vet väl vuxna tänkte jag! Den största besvikelsen jag minns som liten var min första dag i skolan. Fröken om någon kan väl allt som kan tänkas kunnas här i världen?? Något som jag hade funderat på länge som varken mamma eller pappa ville svara på var en fråga om månen:

–Fröken,.. om man står på månen och hoppar rakt upp…. Hur högt hoppar man då och hur lång tid tar det innan man landar igen?

Fröken var nog mer van vid frågor som ”när är det rast” eller ”hur stavas en siffra” och visste inte svaret på frågan!!?? Jag blev oerhört besviken och undrade genast vad man lär sig i skolan egentligen!

Det var en liten anekdot bara, nu till inlägget.

Så styrs ett flygplan

I det vardagliga livet verkar alla fysikens lagar omkring oss hela tiden utan att vi tänker på det. För er som är intresserade kommer jag beskriva hur det kommer sig att flygplanet ni sitter i på väg till Thailand kommer just dit, alltså hur man styr en flygplan.

Ett flygplan styrs med tre olika roder. Höjdroder, skevroder och sidoroder.

Om vi lägger in flygplanet i en tredimensionellt koordinatsystem enligt nedan med en X, en Y och en Z-axel och sedan utgår efter detta system.

tredimensionellt koordinatsystem

Höjdrodret

Höjdrodret sitter längs bak på flygplanskroppen och kontrollerar flygplanets rörelse kring loopingplanet (X-axeln) och verkar på så sätt att luften pressar upp eller ner stjärtparitet på flygplanet vilket leder till att vingens vinkel mot luftströmmen ändras. Antigen får vingen en högre vinkel och lyftkraften ökar och flygplanet beger sig iväg uppåt eller så får vingen en lägre vinkel, lyftkraften minskar och flygplanet går neråt. Detta rodret manövrerar man med ratten/spaken genom att dra emot sig eller skjuta ifrån sig.

höjdrodret

 

Skevrodren

Skevrodren sitter på bakkanten av vingen och kontrollerar flygplanets rörelse kring rollplanet (Y-axeln) och verkar på så sätt att lyftkraften ökar på ena sidan av vingen och minskar på den andra. Dessa styr man också med ratten/spaken genom att svänga ratten eller dra spaken åt höger eller vänster. Detta får planet att rolla.

skevrodren

 

Sidorodret

Sidorodret styr flygplanet i girplanet (Z-axeln) och verkar på så sätt att flyplanskroppen girar åt det håll man för rodret. Sidorodret styr man med pedaler.

sidorodret

 

När man skall svänga flyplanet användes alla tre rodren. Först ansätter man skevroder åt det håll man vill svänga samtidigt som man anger sidoroder åt samma håll. När lutningen på planet ökar minskar den resulterande lyftkraften från vingen. Lyftkraften måste alltså ökas och det görs, genom att öka vingens vinkel gentemot luften, med höjdrodret. När man har den lutning man vill svänga med neutralställs skevrodren medans både sidoroder och höjdroder hålls kvar.

Bilden nedan visar lyftkraften på ena vingen när man flyger rakt fram. Den andra vingen alstrar naturligtvis lika mycket lyftkraft och tillsammans är dessa krafter lika stor som jordens dragsningskraft, gravitationen.

vingens lyftkraft vid planflykt

När planet svänger måste den totala lyftkraften uppåt fortfarande vara lika stor som gravitationen. Vingens lyftkraft måste alltså ökas (den vita pilen i bilden nedan). Resultatet blir även en kraft åt sidan och det är denna som får planet att svänga. Ju högre bankgningsvinkel man flyger med desto högre lyftkraft måste vingen alstra. Anledningen till att man även ansätter sidoroder vid sväng är att motverka gravitationen på planets bakkropp som annars ”släpar” nedåt.

De gula pilarna visar resultanterna till vingens totala lyftkraft.

Nu är det bara att gå och köpa en flygsimulator för er som inte har någon och sätta igång att öva 🙂

Taggar: flygplan, lyftkraft, flygsimulator, roder, flyga

Charlie