Heb je je ooit afgevraagd hoe hoog vliegtuigen vliegen? Het antwoord is gemakkelijk te begrijpen als je je herinnert hoe vlucht voor vliegtuigen werkt. Elk object dat in een vloeistof beweegt, staat onder invloed van vier krachten, slepen, heffen, gewicht en stoten. Het nettototaal moet positief zijn zodat de invloed van stuwkracht en lift een vliegtuig in de lucht houdt. Stuwkracht en lift zijn afhankelijk van de dichtheid van de lucht. Het is dus gemakkelijker om de ideale lift en stuwkracht te bereiken op grotere hoogten dan op lagere hoogten. Dus hoe hoog een vliegtuig vliegt, staat niet vast, behalve de limiet van het vacuüm van de ruimte waar de atmosfeer te dun wordt om aerodynamica te laten werken.
Lift en stuwkracht zijn de belangrijkste krachten die de vlucht mogelijk maken. Zolang ze groter zijn dan het gewicht of de weerstand, zal het vliegtuig vliegen. Stuwkracht is de voorwaartse versnelling die wordt geproduceerd door de motor van een vliegtuig. Hoe minder dichte lucht, hoe meer stuwkracht een vliegtuig moet produceren om de benodigde lift te creëren. De volledige uitleg is behoorlijk ingewikkeld, maar de beste manier om te zeggen is dat elk vliegtuig een maximale conditie heeft om te vliegen. Dit maximum is de best mogelijke combinatie van dichtheid, snelheid en lift om met het vliegtuig te vliegen. Daarom kan de hoogte van een vliegtuig zo variëren. Het hangt af van de behoeften van het vliegtuig.
Een goed voorbeeld zijn commerciële turbojets. Turbojets vliegen onder de geluidssnelheid. Ze wegen ook veel. Om optimale vluchtomstandigheden te bereiken en te vliegen met snelheden die handig genoeg zijn om vliegreizen winstgevend te maken, vliegen de meeste commerciële vliegtuigen op 30.000 voet. Dit is hoog genoeg zodat een vliegtuig de minste weerstand heeft en de topsnelheid kan bereiken die zijn motoren veilig kunnen produceren. Supersonische vliegtuigen zoals straaljagers en spionagevliegtuigen kunnen veel hoger vliegen. Dit komt omdat het ontwerp van het vliegtuig het vliegtuig gemakkelijker maakt om weerstand te bieden aan de weerstand en een grotere stuwkracht produceert om de dunnere lucht te compenseren.
We zien dus dat hoe hoog een vliegtuig kan vliegen, wordt bepaald door het gebruik, de weerstand, de lift, de stuwkracht en het gewicht. We weten ook dat de absolute limiet van een vliegtuig zal zijn waar de lucht te dun wordt om zich te gedragen als een vloeistof die het hoogste niveau van de atmosfeer is. Op dit moment willen wetenschappers profiteren van dit hogere niveau van de atmosfeer om vliegtuigen nog sneller te laten vliegen. Er zijn echter nog steeds belemmeringen zoals wrijving en motorontwerp.
Voor Space Magazine hebben we veel artikelen geschreven over vliegtuigen. Hier is een artikel over het grootste vliegtuig en hier is een artikel over foto's van vliegtuigen.
Als je meer informatie wilt over vliegtuigen, bekijk dan deze artikelen van How Stuff Works. Hier is een artikel over hoe vliegtuigen vliegen.
We hebben ook een hele aflevering van Astronomy Cast all GPS Navigation opgenomen. Luister hier, aflevering 212: GPS-navigatie.
Bronnen:
NASA
Hoe dingen werken
