برآ
Liftاصول پرواز
برآ نیرویی است که بال، با شتابدادن هوا به سمت پایین، رو به بالا تولید میکند و وزن هواپیما را در هوا نگه میدارد. اندازهاش به سرعت هوا، زاویهٔ حمله، چگالی هوا و شکل بال بستگی دارد؛ خلبانان روی نقشهٔ آسمانجو با تغییر ارتفاع و سرعت همین توازن را میبینند.
برآ از کجا میآید
بال با عبور از هوا، جریان هوای بالای خودش را سریعتر و جریان زیرش را کندتر میکند و در واقع هوای بالای بال را از مسیر مستقیمش منحرف میکند. نتیجهٔ این انحراف، فشاری کمتر روی سطح بالایی بال و فشاری بیشتر زیر آن است؛ اختلاف این دو فشار همان برآ است. توضیح رایج «هوای بالای بال باید زودتر به لبهٔ فرار برسد» سادهشده و در بسیاری موارد نادرست است؛ توضیح درستتر بر پایهٔ قانون سوم نیوتون است: بال هوا را به پایین میراند و هوا هم بال را به بالا میراند.
مقدار برآ با فرمولی تخمین زده میشود که در آن چگالی هوا، مجذور سرعت هوایی، مساحت بال و ضریب برآ ضرب میشوند. مجذور سرعت یعنی دوبرابر کردن سرعت هوایی، برآ را چهار برابر میکند؛ همین است که چرا هواپیما برای برخاست باید تا سرعتی مشخص شتاب بگیرد و چرا در فرود، آهستهشدن بیش از حد خطرناک است.
ضریب برآ، خودش تابع زاویهٔ حمله است و تا نقطهای با افزایش زاویهٔ حمله بیشتر میشود. همین وابستگی، پل میان این مقاله و مقالهٔ زاویهٔ حمله و واماندگی است: برآ را زاویه و سرعت با هم میسازند، نه هیچکدام بهتنهایی.
توازن با وزن
در پرواز افقی و باثبات، برآ باید دقیقاً برابر وزن هواپیما باشد؛ نه بیشتر و نه کمتر. اگر برآ از وزن بیشتر شود هواپیما صعود میکند، و اگر کمتر شود نزول. خلبان با تغییر زاویهٔ حمله (کشیدن یا هلدادن فرمان) و با تغییر رانش موتور، همین توازن را لحظهبهلحظه تنظیم میکند.
در چرخش، بخشی از برآ باید افقی هواپیما را به داخل پیچ بکشد و دیگر تمام برآ عمودی نیست؛ به همین دلیل در چرخشهای تندتر باید زاویهٔ حمله را بیشتر کرد تا بخش عمودی برآ همچنان وزن را جبران کند. این افزایش تقاضا از بال، موضوع مقالهٔ نیروی G و مقالهٔ دور زدن استاندارد است.
چرا ارتفاع و سرعت به هم گره خوردهاند
هوای رقیقتر در ارتفاع بالا چگالی کمتری دارد، پس برای همان مقدار برآ باید یا سرعت هوایی بیشتر شود یا زاویهٔ حمله بزرگتر. هواپیماهای مسافربری به همین دلیل در ارتفاع سفر با سرعت هوایی بالاتری نسبت به نزدیک زمین پرواز میکنند، هرچند سرعت زمینی و اندازهٔ آن روی نقشه چیز دیگری نشان میدهد. رابطهٔ سرعت هوایی با سرعتی که این سایت نشان میدهد در مقالهٔ سرعت هوایی حقیقی و نشاندادهشده باز شده است.
همین رابطه توضیح میدهد چرا هواپیمای سنگینتر، برای همان زاویهٔ حمله، به سرعت بیشتری برای برخاست نیاز دارد: وزن بیشتر یعنی برآی بیشتر لازم است، و راه ارزانتر برای رسیدن به آن، سرعت بالاتر است نه فقط زاویهٔ حمله بزرگتر، چون زاویهٔ حمله سقفی دارد که در مقالهٔ واماندگی توضیح داده شده.