Подъёмная сила: различия между версиями
| [непроверенная версия] | [непроверенная версия] |
Содержимое удалено Содержимое добавлено
Salikoff (обсуждение | вклад) отмена правки 81865600 участника Eugene Khrisanfov Некорректное заявление о том, что автор не разбирается в предмете |
|||
Строка 28:
При расчётах по этой формуле важно не путать весовую и массовую плотность воздуха. Весовая плотность при [[Стандартные условия|стандартных атмосферных условиях]] (на уровне земли при температуре +15 °С) равна <math>\rho</math>=1.225 кг/м<sup>3</sup>. Но в аэродинамических расчётах часто используют массовую плотность воздуха, которая равна 0.125 кГ*с<sup>2</sup>/м<sup>4</sup>. В этом случае подъёмная сила Y получается не в ньютонах (Н), а в килограммах (кг). В книгах по аэродинамике не всегда имеются уточнения, о какой плотности и размерности подъёмной силы идёт речь, поэтому в спорных ситуациях нужно проверять формулы, сокращая единицы измерения.
== Мифы и заблуждения ==
Объяснение подъемной силы крыла в рамках популярного мифа выглядит следующим образом:
# Крыло имеет несимметричный профиль снизу и сверху
# Непрерывный поток воздуха разделяется крылом на две части, одна из которых проходит над крылом, а другая под ним
# Мы рассматриваем ламинарное обтекание, в котором поток воздуха плотно прилегает к поверхности крыла
# Поскольку профиль несимметричен, то для того чтобы снова сойтись за крылом в одной точке «верхнему» потоку нужно проделать больший путь, чем «нижнему», поэтому воздуху над крылом приходится двигаться с большей скоростью чем под ним
# Согласно закону Бернулли статическое давление в потоке уменьшается с ростом скорости потока, поэтому в потоке над крылом статическое давление будет ниже
# Разница давлений в потоке под крылом и над ним и составляет подъемную силу
Но все мы, наверное, видели на авиашоу летающие «вниз головой» самолёты в перевёрнутом положении. Они не падают, а перевёрнутое крыло по-прежнему создаёт подъёмную силу.
В чем же причина ошибки? Оказывается, что в приведенном рассуждении совершенно неверен (и вообще говоря, просто взят с потолка) пункт №4. Визуализация потока воздуха вокруг крыла в аэродинамической трубе показывает, что фронт потока, разделенный на две части крылом, вовсе не смыкается обратно за кромкой крыла. [https://www.youtube.com/watch?v=UqBmdZ-BNig Анимация на YouTube]
Проще говоря, воздух «не знает», что ему нужно двигаться с какой-то определенной скоростью вокруг крыла, чтобы выполнить какое-то условие, которое нам кажется очевидным. И хотя скорость потока над крылом действительно выше, чем под ним, это является не причиной образования подъемной силы а следствием того, что над крылом существует область пониженного давления, а под крылом — область повышенного. Попадая из области нормального давления в разреженную область, воздух разгоняется перепадом давлений, а попадая в область с повышенным давлением — тормозится. Важный частный пример столь «не-бернуллевского» поведения наглядно демонстрируют экранопланы: при приближении крыла к земле его подъемная сила возрастает (область повышенного давления поджимается землей), тогда как в рамках «бернуллевских» рассуждений крыло на пару с землей формируют нечто вроде сужающегося тоннеля что в рамках наивных рассуждений должно было бы разгонять воздух и притягивать за счет этого крыло к земле подобно тому, как это делается в схожих по смыслу рассуждениях о «взаимном притяжении проходящих на параллельных курсах пароходах». Причем в случае экраноплана ситуация во многом даже хуже, поскольку одна из «стенок» этого тоннеля движется с высокой скоростью навстречу крылу, дополнительно «разгоняя» тем самым воздух и способствуя еще большему снижению подъемной силы. Однако реальная практика «экранного эффекта» демонстрирует прямо противоположную тенденцию, наглядно демонстрируя опасность логики рассуждений о подъемной силе построенных на наивных попытках угадать поле скоростей потока воздуха вокруг крыла.
== Примечания ==
| |||