476
Наука та технологія міфів. Чому літаки літати
У сучасному світі багато людей цікавиться наукою і технологією і намагаються зрозуміти хоча б за загальними умовами, які об'єднують їх роботи. Завдяки такому бажанню освіти, наукової та навчальної літератури та сайтів існують.
І так як важко для більшості людей читати і сприймати серію формул, теорії, які висвітлені в таких публікаціях, неминуче проходять значне спрощення при спробі передати читачеві «оцінку» ідеї з простим і зрозумілим поясненням, що легко сприймати і пам'ятати.
На жаль, деякі з цих "прості пояснення" є фундаментально неправильними, але вони так "повний", що без сумнівів, починають блукати з одного видання в інший і часто стають домінуючою точкою зору, незважаючи на їх помилку.
Як один приклад, спробуйте відповісти на простий питання: «Чи приїжджає підйомник у літаку? й
Якщо Ваше пояснення включає в себе «різні довжини верхніх і нижніх крилових поверхонь», «різні швидкості потоку повітря на верхніх і нижніх крилових краях», «Берноуллі», «Я повинен розповісти вам, що ви, швидше за все, потерпілий популярного міфу, який іноді навчається навіть в шкільному навчальному процесі.
Нагадуємо, що ми говоримо.
Роз’яснення підйомника крила в межах міфу:
1,1 км Кріплення має асиметричний профіль в нижній і верхній частині.
2,2 км Неперервний потік повітря ділиться крилом на дві частини, одна над крилом і іншим нижче її.
3. У Ми розглядаємо ламінарний потік, в якому повітряний потік щільно прилягає до поверхні крила.
4. У Оскільки профіль є асиметричним, для того, щоб знову захопити за крилом в одну точку, то потік «підйомник» необхідно довше подорожувати, ніж «низько» один, тому повітря над крилом має рухатися на більшій швидкості, ніж під ним.
5. Умань Згідно з Законом «Берноуллі», статичний тиск в потоці знижується з збільшенням швидкості потоку, тому в потік над крилом статичного тиску буде нижчим.
6. Жнівень Відмінність тиску в потоці під крилом і вище, це сила підйому.
І показати цю ідею, досить простий гнучкий і легкий аркуш паперу. Ми беремо лист, ми тримаємо його в рот, і ми проводимо його, щоб створити модель, в якій потік повітря над аркушем паперу рухається швидше, ніж під ним. І voila - на першій або другій спробі, шматочок паперової знецільної ваги дійсно піднімається під дією підйому. Аортем доведено!
Або це не так? й
Є історія (Я дійсно не знаю, як це правда), що один з перших людей, які пропонують таку теорію, не було, крім самого Альберта Ейнштейна. Згідно з цим сюжетом, у 1916 році він написав відповідну статтю і на підставі його версії «заражаюче крило», яке, на його думку, максимізувало різницю у швидкості вище і нижче крила, і в профілі він виглядав щось схоже:
У вітровому тунелі прокинулася повна модель крила з цим профільом, але алас - його аеродинамічні якості були надзвичайно бідними. На контрасті – парадоксально! – від багатьох крильця з ідеально симетричним профілем, в якому повинна бути основана шлях повітря і нижче крильця.
На жаль, з’ясовано щось неправильне. І, можливо, найбільш очевидним проявом цієї невірності було те, що деякі пілоти, як акробатичний трюк, почали літати їх літаки вгору.
Перші літаки, які спробували закрили у польоті, були проблеми з паливом і маслом, які не пливли, де було потрібно, і пливли там, де не було потрібно, але після 30-х років минулого століття аеробні ентузіасти створили паливно-олійні системи, які можуть працювати тривалий час в інверторному положенні, літаючі «попередня вниз» стали загальним прицілом на авіашоу.
У 1933 р., наприклад, американський рейс з Сан-Дієго в Лос-Анджелес. Якось магічно інверторне крило все ще генерується підтяжка, спрямована вгору.
Подивіться на цю картину — вона показує літак схожий на одну, яка встановлює рекорд рейсу в неперевершеному положенні. Зверніть увагу на звичайний профіль крила (Boeing-106B повітряна фольга), який, згідно з вищезазначеними причинами, слід створити ліфт з нижньої поверхні до вершини.
Отже, наша проста модель крилового ліфта має певні труднощі, які зазвичай можна зменшити до двох простих спостережень:
1,1 км Підйомна сила крильця залежить від його спрямованості відносно вхідного потоку - кут атаки.
2. Симметричні профілі (включаючи банальний плоский лист фанери) також створюють ліфт.
Яка причина помилки? Виявляється, що причина, надана на початку статті, повністю некоректна (і зазвичай кажучи, просто взята з стелі) точка No 4. Візуалізація потоку повітря навколо крила в вітровому тунелі показує, що потік передній, розділений на дві частини крилом, не закривається за межі крила.
Підпишіться на наш канал YouTube, який дозволяє дивитися онлайн, завантажити з YouTube безкоштовно відео про відновлення, омолодження особи. Любов для інших і для себе як відчуття високих коливань є важливим чинником.
Простіше кажучи, повітря «не знаю», що потрібно перемістити на певній швидкості навколо крила для виконання певного стану.Ми можемо самі зателефонувати одержувачу. І хоча швидкість потоку над крилом дійсно вище, ніж під ним, це не причина утворення ліфта, але наслідок того, що над крилом є зона низького тиску, а під крилом є зона високого тиску.
Придбання від площі нормального тиску, в рідкоображеній зоні, повітря прискорюється скиданням тиску, і потрапляння в область з високим тиском - гальмується. Важливим прикладом такої «не-Бернульської» поведінки явно продемонстровано екраноплани: коли крила підійде до землі, її підйомна сила збільшується (зона підвищеного тиску притискається землею), в рамках «Бернульської» мотивації крило попарюється з грунтом з своєрідним вузьким тунелем, що в рамках наївної міркування слід розбити повітря і приваблювати крила до землі, так як робиться в подібних аргументах про «мутуальну привабливість парових кораблів, що проходять на паралельних курсах. й
Крім того, у випадку экраноплану ситуація набагато гірше, оскільки одна з «стін» цього тунелю рухається з високою швидкістю в напрямку крила, далі «прискорює» повітря і сприяє більшому зменшенню підйому. Однак реальна практика «екранного ефекту» демонструє протилежну тенденцію, чітко демонструючи небезпеку логіки примірки про підйомник, що будується на яхових спробах вгадати поле пропливів повітря навколо крила.
Одразу достатньо, що набагато ближче пояснення правди йде з іншої помилкової теорії підйому, відхилений в XIX столітті. Сир Ісаак Ньютон запропонував, що взаємодія об'єкта з вхідним повітряним потоком може бути імоделювати, оскільки вхідний потік складається з крихітних частинок, що вражають і відмовляється від об'єкта.
З нахилом розташування об'єкта відносно вхідного потоку, частинки будуть в основному відображатися об'єктом вниз і, відповідно до закону збереження імпульсу, при кожному відхиленні частин вниз, об'єкт отримає вгору імпульс. Ідеальне крило в такій моделі буде плоским кошеням, нахиленим на вхідний потік:
Підйомна сила в цій моделі виникає через те, що крило пряма частина повітряного потоку вниз, це перенаправлення вимагає застосування певної сили до потоку повітря, а підйомник є відповідною контрсилою від потоку повітря до крила. І хоча оригінальна ударна модель, як правило, неправильна, в такому узагальненому рецептурі, це пояснення дійсно вірно.
Будь-які крила працюють, відхиляючи частину вхідних потоків і це, зокрема, пояснює, чому ліфтинг крила пропорційно щільності потоку повітря і площі його швидкості. Це дає нам першу апроксимацію до правильної відповіді: крило створює ліфт, оскільки повітряні лінії після проходження крильця знаходяться в середньому спрямований вниз. І чим більше ми відхиляємо потік внизу (наприклад, збільшення кута атаки), тим більший підйомник.
133573
Чи не так? Тим не менш, це не приваблює нас будь-яким ближче до розуміння того, чому повітря рухається вниз після проходження крила. Що модель «Новатонського шоку» невірно показана експериментально експериментами, які показали, що фактичний опір потоку нижче, ніж прогнозованою моделлю «Новатоніан», а генерований ліфт вище.
Причиною для цих невідповідностей є те, що в моделі Ньютона, частинки повітря не взаємодіють один з одним, в той час як реальні поточні лінії не можуть перетинати один одного, як показано на малюнку вище. «Бінг» під крилом умовного «повітряного частинок» колоїду з іншими і починають «подушати» від крильця навіть до того, як вони зіштовхують з ним, а струмові частинки, які над крилом «пушками» повітряні частинки, розташовані нижче в порожній простір, що залишився позаду крила:
Р
Іншими словами, взаємодія струмків «сліпих» і «раббінг» створює високопресивну площу під крилом (червоний), а «шадовий» проникла крилом в струмку утворює малопресивну площу (синій). Перший регіон викриває потік під крилом внизу навіть до цього потоку зв'язує її поверхню, а другий викликає потік над крилом, щоб згинати вниз, хоча він не входив до контакту з крилом на всіх.
Агрегатний тиск цих зон по криловому контуру, фактично, в кінцевому підсумку утворює ліфт. У той же час цікавим моментом є те, що неминуче виникає перед висівкою ділянки високого тиску правильно розробленого крила надходить до контакту з його поверхнею тільки на невеликій площі переднього краю крила, в той час як площа високого тиску під крилом, а площа низького тиску надходить в контакт з крилом на набагато більшій площі.
В результаті підйомна сила крила, що утворюється двома ділянками навколо верхніх і нижніх поверхонь крила може бути набагато більше, ніж сила повітряно-стійкість, що забезпечується ударом високої площі тиску, розташованої перед переднього краю крила.
1 999 р.
Так як наявність ділянок різного тиску вигинає повітряні лінії струму, часто зручно визначити ці ділянки цими вигинами. Наприклад, якщо поточні лінії над крилом «поглинати», то в цій області є градієнт тиску, спрямований зверху вниз. І якщо на досить великій відстані над крилом тиск атмосферний, то як ви підійдете крило зверху вниз, тиск повинен падати і безпосередньо над крилом буде нижче атмосферного.
Враховуючи схожу «попередню кривизну», але вже під крилом, ми отримуємо, якщо починаємо від досить низької точки під крилом, потім, підіймаючи крило знизу вгору, ми прибудемо в зону тиску, яка буде вище атмосферного. Аналогічно «подрібнювання» поточних ліній перед передньою краєм крила відповідає наявності площі підвищеного тиску до цього краю. В рамках такої логіки ми можемо сказати, що крило створює ліфт, вигинаючи лінії струма повітря навколо крила.
Оскільки повітрові струмові лінії здаються «пригаром» на поверхню крильця (посадковий ефект) і один до одного, змінюючи профіль крила, ми робимо повітряний рух навколо нього вздовж вигнутої траєкторії і тому формуємо градієнт тиску. Наприклад, для забезпечення польоту внизу, досить створити бажаний кут атаки, вказавши ніс повітряного судна від землі:
Не дивно? Тим не менш, це пояснення є ближче до правди, ніж оригінальна версія «повітряної прискорює над крилом, оскільки вона повинна подорожувати більшою відстані над крилом, ніж під ним». Крім того, в своїх умовах найпростіше зрозуміти феномен, що називається «порушенням потоку» або «випадкова катастрофа». У нормальній ситуації, збільшуючи кут атаки крила, ми тим самим збільшимо викривлення повітряного потоку і, відповідно, підйомник.
Ціна за це є збільшенням аеродинамічного перетягування, оскільки площа низького тиску поступово пересувається з позиції «приблизно крило» на позицію «пролегше за крилом» і відповідно починає уповільнювати літак. Однак після певного ліміту ситуація різко змінюється. Синя лінія на графіку - коефіцієнт підйому, червоний - коефіцієнт стійкості, горизонтальна вісь відповідає куту атаки.
Справа в тому, що «досягнення» потоку на поточену поверхню обмежена, і якщо ми намагаємось спотворювати потік повітря занадто багато, він почне «зламатися» від поверхні крила. Утворений за крилоющою зоною низького тиску починає «посмоктуватися» не потік повітря, що надходить з провідного краю крила, а повітря з зони, що залишилися за крилом, а ліфт, що утворюється верхню частину крила повністю або частково (в залежності від того, де відбувався поділ), і перетягування зникне.
, Україна
Для звичайного літака стебла є надзвичайно неприємною ситуацією. Підйомна сила крила зменшується з зменшенням швидкості повітря або щільності повітря, а крім того, поворот літака вимагає більш підйому, ніж просто горизонтальний рейс. У звичайному польоті всі ці фактори компенсуються вибором кута атаки. Чим повільніше площина летить, тим менш щільним повітрям ( площина піднімається на висоту або землі в гарячій погоді) і тим більш крутіше повороту, тим більше ви повинні зробити цей кут.
А якщо небайдужий пілот перетинає певну лінію, то підйомник відпочиває на «зцілення» і стає недостатньою для збереження повітряного судна в повітрі. Додає проблеми і підвищений опір повітря, що призводить до втрати швидкості і подальшого зменшення підйому. А в результаті літак починає падати – «знизився».
У зв'язку з тим, що ліфт перерозподіляється уздовж крила і починає намагатися «повернути» літака або контрольних поверхонь знаходяться в зоні порушеного потоку і перестануть виробляти достатню контрольну силу. І в крутому повороті, наприклад, потік може перерватися тільки з одного крила, в результаті чого літак не тільки втратить висоту, але і обертати - він буде входити в хвостовик.
Поєднання цих чинників залишається однією з поширених причин аварії на площині. З іншого боку, деякі сучасні літаки спеціально розроблені таким чином, щоб підтримувати керованість в таких критичних режимах атак. Це дозволяє таким бійцям, якщо необхідно, різко гальмувати в повітрі.
Іноді використовується для гальмування в прямій польоті, але частіше затребувана в поворотах, тому що чим нижче швидкість, тим менше, всі інші речі рівні, радіус обертання літака. А так, ви вгадали – це дуже «суперменевість», що заслужено гордість фахівців, які розробили аеродинаміку вітчизняних бійців 4 та 5 поколінь.
Проте, ми ще не відповіли основне питання: де, власне, є ділянки високого і низького тиску навколо крила вхідного потоку повітря? Після того, як обидва явища (прилипання до крильця) і «повітря рухається швидше над крилом»), які можуть пояснити рейс, є результатом певного розподілу тиску навколо крильця, а не його причини. Але чому саме такий тип малюнка тиску сформований і не якийсь інший?
На жаль, відповідь на це питання неминуче вимагає залучення математики. Уявіть, що наше крило нескінченно довго і те ж саме по всій довжині, щоб рух повітря навколо нього можна було моделювати в двовимірному зрізі. І дайте нам свічку, перш за все, що наше крило ... нескінченно довгий циліндр в потік ідеальної рідини.
У зв'язку з нескінченністю циліндра така проблема може бути зменшена з урахуванням потоку кола в площині шляхом потоку ідеальної рідини. Для такого тривіального і ідеалізованого випадку є точний аналітичний розчин, який прогнозує, що з циліндром стаціонарний, загальний ефект рідини на циліндрі буде нульовим.
Тепер розглянемо деякі розумні перетворення площини в себе, які математики називають конформальним картуванням. Виявляється, що можна вибрати таку трансформацію, яка з одного боку зберігає рівняння руху потоку рідини, а з іншого перетворює коло на фігуру, що має крилоподібний профіль. Після чого циліндрові лінії рідини трансформуються таким же перетворенням стають розчином для потоку рідини навколо нашої кріпильної крильця.
Габаритний зображення
Наше початкове коло в ідеальному струмі рідини має два точки, на які використовуються поточні лінії, що контактують з поверхнею кола, і тому однакові дві точки будуть існувати на поверхні профілю після застосування в циліндр перетворення. І в залежності від обертання потоку відносно оригінального циліндра (кут атаки), вони будуть розташовуватися в різних місцях на поверхні сформованого «крилу». І майже завжди, це означатиме, що порція струму рідини навколо профілю повинна бути навколо заднього, гострого краю крила, як показано на малюнку вище.
Це можливо для ідеальної рідини. Але не для реальних.
Наявність навіть невеликого тертя (візосильність) в реальній рідині або газі призводить до того, що потік, як один зображений на малюнку, негайно порушується - верхній потік зрушить точку, де поточна лінія зв'язує поверхню крила, поки вона строго на задній край крила (посадка Жуковського-Чаплигіна, аеродинамічний стан Кутти). І якщо ви перетворите "крилу" назад до "циліндра", то зміщені поточні лінії будуть про це:
Але якщо в'язкість рідини (або газу) дуже невелика, то отриманий розчин необхідно підходить для циліндра. І виходить, що таке рішення дійсно можна знайти, припустимо, що циліндр обертається. Тобто фізичні обмеження, пов'язані з потоком рідини навколо заднього краю крила призводять до того, що рух рідини з усіх можливих розчинів, як правило, прийдуть до одного конкретного розчину, в якому частина потоку рідини обертається навколо рівноцінного циліндра, зламаючись від нього в строго визначеному місці.
І так як поворотний циліндр в рідинному струмку створює ліфт, він створює відповідне крило. Компонент руху потоку, що відповідає цій "швидкості обертання циліндра" називається циркуляцією потоку навколо крила, а теорема Жуковського говорить, що схожа характеристика може бути узагальнена для довільного крила, і дозволяє кількісно оцінити підйом крила на його основі.
В рамках цієї теорії сила підйому крила забезпечується циркуляцією повітря навколо крила, яка генерується і підтримується при рухомому крилі вищезазначеними зусиллями тертя, що виключає потік повітря навколо його різкого заднього краю.
Це дивний результат, це не так?
Описана теорія, звичайно, високо ідеалізована (в нескінченно довгий рівномірний крило, ідеальний рівномірний непривабливий потік газу / рідини без тертя навколо крильця), але дає досить точне наближення для справжніх крил і звичайного повітря. Просто не бере циркуляцію, як свідчить про те, що повітря дійсно відроджується навколо крила.
Циркуляція - це просто номер, що показує, скільки потоку на верхній і нижній краях крила повинна відрізнятися швидкістю. так, щоб розчин рухів потоку рідини забезпечує поділ поточних ліній строго на задній край крила. Норма слід брати «принцип гострого заднього краю крила» в якості необхідного стану при виникненні ліфта: послідовність примірки замість звуків, таких як «якщо крило має гострий задній край, то ліфт утворюється так. й
Давайте спробуємо підвести підсумки. Взаємодія повітря з крилом утворює навколо крильних ділянок високого і низького тиску, які викривають повітряний потік так, щоб він згинався навколо крила. Різкий задній край крила веде до того, що в ідеальному потоці всіх потенційних розчинів рівнянь руху, тільки один конкретний реалізований, усуваючи потік повітря навколо різкого заднього краю.
Як позбутися від будь-якої залежності методом Шичка
10 псевдо-розкриття, які шокують наукового світу
Цей розчин залежить від кута атаки і звичайного крила має площу низького тиску над крилом і площі високого тиску під ним. Відносність відповідного тиску формує ліфтинг крила, викликає повітря, щоб пересуватися швидше за верхній край крила, і уповільнює повітря під нижній край. Квантітивно, ліфт легко описується чисельно через цю різницю швидкості вище і нижче крильця, як характеристика називається «циркуляція» потоку.
У цьому випадку, відповідно до третього закону Ньютона, ліфт, який діє на крилах, означає, що крила відхиляється від частини вхідного потоку повітря – для того, щоб літак літати, частина навколишнього повітря повинна постійно рухатися вниз. Закриття на цьому низу потоку повітря, площина «метелики».
Некоректне пояснення для «походу, що потрібно подорожувати довший шлях над крилом, ніж під ним».
Джерело: geektimes.ru/post/279734/
І так як важко для більшості людей читати і сприймати серію формул, теорії, які висвітлені в таких публікаціях, неминуче проходять значне спрощення при спробі передати читачеві «оцінку» ідеї з простим і зрозумілим поясненням, що легко сприймати і пам'ятати.
На жаль, деякі з цих "прості пояснення" є фундаментально неправильними, але вони так "повний", що без сумнівів, починають блукати з одного видання в інший і часто стають домінуючою точкою зору, незважаючи на їх помилку.
Як один приклад, спробуйте відповісти на простий питання: «Чи приїжджає підйомник у літаку? й
Якщо Ваше пояснення включає в себе «різні довжини верхніх і нижніх крилових поверхонь», «різні швидкості потоку повітря на верхніх і нижніх крилових краях», «Берноуллі», «Я повинен розповісти вам, що ви, швидше за все, потерпілий популярного міфу, який іноді навчається навіть в шкільному навчальному процесі.
Нагадуємо, що ми говоримо.
Роз’яснення підйомника крила в межах міфу:
1,1 км Кріплення має асиметричний профіль в нижній і верхній частині.
2,2 км Неперервний потік повітря ділиться крилом на дві частини, одна над крилом і іншим нижче її.
3. У Ми розглядаємо ламінарний потік, в якому повітряний потік щільно прилягає до поверхні крила.
4. У Оскільки профіль є асиметричним, для того, щоб знову захопити за крилом в одну точку, то потік «підйомник» необхідно довше подорожувати, ніж «низько» один, тому повітря над крилом має рухатися на більшій швидкості, ніж під ним.
5. Умань Згідно з Законом «Берноуллі», статичний тиск в потоці знижується з збільшенням швидкості потоку, тому в потік над крилом статичного тиску буде нижчим.
6. Жнівень Відмінність тиску в потоці під крилом і вище, це сила підйому.
І показати цю ідею, досить простий гнучкий і легкий аркуш паперу. Ми беремо лист, ми тримаємо його в рот, і ми проводимо його, щоб створити модель, в якій потік повітря над аркушем паперу рухається швидше, ніж під ним. І voila - на першій або другій спробі, шматочок паперової знецільної ваги дійсно піднімається під дією підйому. Аортем доведено!
Або це не так? й
Є історія (Я дійсно не знаю, як це правда), що один з перших людей, які пропонують таку теорію, не було, крім самого Альберта Ейнштейна. Згідно з цим сюжетом, у 1916 році він написав відповідну статтю і на підставі його версії «заражаюче крило», яке, на його думку, максимізувало різницю у швидкості вище і нижче крила, і в профілі він виглядав щось схоже:
У вітровому тунелі прокинулася повна модель крила з цим профільом, але алас - його аеродинамічні якості були надзвичайно бідними. На контрасті – парадоксально! – від багатьох крильця з ідеально симетричним профілем, в якому повинна бути основана шлях повітря і нижче крильця.
На жаль, з’ясовано щось неправильне. І, можливо, найбільш очевидним проявом цієї невірності було те, що деякі пілоти, як акробатичний трюк, почали літати їх літаки вгору.
Перші літаки, які спробували закрили у польоті, були проблеми з паливом і маслом, які не пливли, де було потрібно, і пливли там, де не було потрібно, але після 30-х років минулого століття аеробні ентузіасти створили паливно-олійні системи, які можуть працювати тривалий час в інверторному положенні, літаючі «попередня вниз» стали загальним прицілом на авіашоу.
У 1933 р., наприклад, американський рейс з Сан-Дієго в Лос-Анджелес. Якось магічно інверторне крило все ще генерується підтяжка, спрямована вгору.
Подивіться на цю картину — вона показує літак схожий на одну, яка встановлює рекорд рейсу в неперевершеному положенні. Зверніть увагу на звичайний профіль крила (Boeing-106B повітряна фольга), який, згідно з вищезазначеними причинами, слід створити ліфт з нижньої поверхні до вершини.
Отже, наша проста модель крилового ліфта має певні труднощі, які зазвичай можна зменшити до двох простих спостережень:
1,1 км Підйомна сила крильця залежить від його спрямованості відносно вхідного потоку - кут атаки.
2. Симметричні профілі (включаючи банальний плоский лист фанери) також створюють ліфт.
Яка причина помилки? Виявляється, що причина, надана на початку статті, повністю некоректна (і зазвичай кажучи, просто взята з стелі) точка No 4. Візуалізація потоку повітря навколо крила в вітровому тунелі показує, що потік передній, розділений на дві частини крилом, не закривається за межі крила.
Підпишіться на наш канал YouTube, який дозволяє дивитися онлайн, завантажити з YouTube безкоштовно відео про відновлення, омолодження особи. Любов для інших і для себе як відчуття високих коливань є важливим чинником.
Простіше кажучи, повітря «не знаю», що потрібно перемістити на певній швидкості навколо крила для виконання певного стану.Ми можемо самі зателефонувати одержувачу. І хоча швидкість потоку над крилом дійсно вище, ніж під ним, це не причина утворення ліфта, але наслідок того, що над крилом є зона низького тиску, а під крилом є зона високого тиску.
Придбання від площі нормального тиску, в рідкоображеній зоні, повітря прискорюється скиданням тиску, і потрапляння в область з високим тиском - гальмується. Важливим прикладом такої «не-Бернульської» поведінки явно продемонстровано екраноплани: коли крила підійде до землі, її підйомна сила збільшується (зона підвищеного тиску притискається землею), в рамках «Бернульської» мотивації крило попарюється з грунтом з своєрідним вузьким тунелем, що в рамках наївної міркування слід розбити повітря і приваблювати крила до землі, так як робиться в подібних аргументах про «мутуальну привабливість парових кораблів, що проходять на паралельних курсах. й
Крім того, у випадку экраноплану ситуація набагато гірше, оскільки одна з «стін» цього тунелю рухається з високою швидкістю в напрямку крила, далі «прискорює» повітря і сприяє більшому зменшенню підйому. Однак реальна практика «екранного ефекту» демонструє протилежну тенденцію, чітко демонструючи небезпеку логіки примірки про підйомник, що будується на яхових спробах вгадати поле пропливів повітря навколо крила.
Одразу достатньо, що набагато ближче пояснення правди йде з іншої помилкової теорії підйому, відхилений в XIX столітті. Сир Ісаак Ньютон запропонував, що взаємодія об'єкта з вхідним повітряним потоком може бути імоделювати, оскільки вхідний потік складається з крихітних частинок, що вражають і відмовляється від об'єкта.
З нахилом розташування об'єкта відносно вхідного потоку, частинки будуть в основному відображатися об'єктом вниз і, відповідно до закону збереження імпульсу, при кожному відхиленні частин вниз, об'єкт отримає вгору імпульс. Ідеальне крило в такій моделі буде плоским кошеням, нахиленим на вхідний потік:
Підйомна сила в цій моделі виникає через те, що крило пряма частина повітряного потоку вниз, це перенаправлення вимагає застосування певної сили до потоку повітря, а підйомник є відповідною контрсилою від потоку повітря до крила. І хоча оригінальна ударна модель, як правило, неправильна, в такому узагальненому рецептурі, це пояснення дійсно вірно.
Будь-які крила працюють, відхиляючи частину вхідних потоків і це, зокрема, пояснює, чому ліфтинг крила пропорційно щільності потоку повітря і площі його швидкості. Це дає нам першу апроксимацію до правильної відповіді: крило створює ліфт, оскільки повітряні лінії після проходження крильця знаходяться в середньому спрямований вниз. І чим більше ми відхиляємо потік внизу (наприклад, збільшення кута атаки), тим більший підйомник.
133573
Чи не так? Тим не менш, це не приваблює нас будь-яким ближче до розуміння того, чому повітря рухається вниз після проходження крила. Що модель «Новатонського шоку» невірно показана експериментально експериментами, які показали, що фактичний опір потоку нижче, ніж прогнозованою моделлю «Новатоніан», а генерований ліфт вище.
Причиною для цих невідповідностей є те, що в моделі Ньютона, частинки повітря не взаємодіють один з одним, в той час як реальні поточні лінії не можуть перетинати один одного, як показано на малюнку вище. «Бінг» під крилом умовного «повітряного частинок» колоїду з іншими і починають «подушати» від крильця навіть до того, як вони зіштовхують з ним, а струмові частинки, які над крилом «пушками» повітряні частинки, розташовані нижче в порожній простір, що залишився позаду крила:
РІншими словами, взаємодія струмків «сліпих» і «раббінг» створює високопресивну площу під крилом (червоний), а «шадовий» проникла крилом в струмку утворює малопресивну площу (синій). Перший регіон викриває потік під крилом внизу навіть до цього потоку зв'язує її поверхню, а другий викликає потік над крилом, щоб згинати вниз, хоча він не входив до контакту з крилом на всіх.
Агрегатний тиск цих зон по криловому контуру, фактично, в кінцевому підсумку утворює ліфт. У той же час цікавим моментом є те, що неминуче виникає перед висівкою ділянки високого тиску правильно розробленого крила надходить до контакту з його поверхнею тільки на невеликій площі переднього краю крила, в той час як площа високого тиску під крилом, а площа низького тиску надходить в контакт з крилом на набагато більшій площі.
В результаті підйомна сила крила, що утворюється двома ділянками навколо верхніх і нижніх поверхонь крила може бути набагато більше, ніж сила повітряно-стійкість, що забезпечується ударом високої площі тиску, розташованої перед переднього краю крила.
1 999 р.
Так як наявність ділянок різного тиску вигинає повітряні лінії струму, часто зручно визначити ці ділянки цими вигинами. Наприклад, якщо поточні лінії над крилом «поглинати», то в цій області є градієнт тиску, спрямований зверху вниз. І якщо на досить великій відстані над крилом тиск атмосферний, то як ви підійдете крило зверху вниз, тиск повинен падати і безпосередньо над крилом буде нижче атмосферного.
Враховуючи схожу «попередню кривизну», але вже під крилом, ми отримуємо, якщо починаємо від досить низької точки під крилом, потім, підіймаючи крило знизу вгору, ми прибудемо в зону тиску, яка буде вище атмосферного. Аналогічно «подрібнювання» поточних ліній перед передньою краєм крила відповідає наявності площі підвищеного тиску до цього краю. В рамках такої логіки ми можемо сказати, що крило створює ліфт, вигинаючи лінії струма повітря навколо крила.
Оскільки повітрові струмові лінії здаються «пригаром» на поверхню крильця (посадковий ефект) і один до одного, змінюючи профіль крила, ми робимо повітряний рух навколо нього вздовж вигнутої траєкторії і тому формуємо градієнт тиску. Наприклад, для забезпечення польоту внизу, досить створити бажаний кут атаки, вказавши ніс повітряного судна від землі:
Не дивно? Тим не менш, це пояснення є ближче до правди, ніж оригінальна версія «повітряної прискорює над крилом, оскільки вона повинна подорожувати більшою відстані над крилом, ніж під ним». Крім того, в своїх умовах найпростіше зрозуміти феномен, що називається «порушенням потоку» або «випадкова катастрофа». У нормальній ситуації, збільшуючи кут атаки крила, ми тим самим збільшимо викривлення повітряного потоку і, відповідно, підйомник.
Ціна за це є збільшенням аеродинамічного перетягування, оскільки площа низького тиску поступово пересувається з позиції «приблизно крило» на позицію «пролегше за крилом» і відповідно починає уповільнювати літак. Однак після певного ліміту ситуація різко змінюється. Синя лінія на графіку - коефіцієнт підйому, червоний - коефіцієнт стійкості, горизонтальна вісь відповідає куту атаки.
Справа в тому, що «досягнення» потоку на поточену поверхню обмежена, і якщо ми намагаємось спотворювати потік повітря занадто багато, він почне «зламатися» від поверхні крила. Утворений за крилоющою зоною низького тиску починає «посмоктуватися» не потік повітря, що надходить з провідного краю крила, а повітря з зони, що залишилися за крилом, а ліфт, що утворюється верхню частину крила повністю або частково (в залежності від того, де відбувався поділ), і перетягування зникне.
, УкраїнаДля звичайного літака стебла є надзвичайно неприємною ситуацією. Підйомна сила крила зменшується з зменшенням швидкості повітря або щільності повітря, а крім того, поворот літака вимагає більш підйому, ніж просто горизонтальний рейс. У звичайному польоті всі ці фактори компенсуються вибором кута атаки. Чим повільніше площина летить, тим менш щільним повітрям ( площина піднімається на висоту або землі в гарячій погоді) і тим більш крутіше повороту, тим більше ви повинні зробити цей кут.
А якщо небайдужий пілот перетинає певну лінію, то підйомник відпочиває на «зцілення» і стає недостатньою для збереження повітряного судна в повітрі. Додає проблеми і підвищений опір повітря, що призводить до втрати швидкості і подальшого зменшення підйому. А в результаті літак починає падати – «знизився».
У зв'язку з тим, що ліфт перерозподіляється уздовж крила і починає намагатися «повернути» літака або контрольних поверхонь знаходяться в зоні порушеного потоку і перестануть виробляти достатню контрольну силу. І в крутому повороті, наприклад, потік може перерватися тільки з одного крила, в результаті чого літак не тільки втратить висоту, але і обертати - він буде входити в хвостовик.
Поєднання цих чинників залишається однією з поширених причин аварії на площині. З іншого боку, деякі сучасні літаки спеціально розроблені таким чином, щоб підтримувати керованість в таких критичних режимах атак. Це дозволяє таким бійцям, якщо необхідно, різко гальмувати в повітрі.
Іноді використовується для гальмування в прямій польоті, але частіше затребувана в поворотах, тому що чим нижче швидкість, тим менше, всі інші речі рівні, радіус обертання літака. А так, ви вгадали – це дуже «суперменевість», що заслужено гордість фахівців, які розробили аеродинаміку вітчизняних бійців 4 та 5 поколінь.
Проте, ми ще не відповіли основне питання: де, власне, є ділянки високого і низького тиску навколо крила вхідного потоку повітря? Після того, як обидва явища (прилипання до крильця) і «повітря рухається швидше над крилом»), які можуть пояснити рейс, є результатом певного розподілу тиску навколо крильця, а не його причини. Але чому саме такий тип малюнка тиску сформований і не якийсь інший?
На жаль, відповідь на це питання неминуче вимагає залучення математики. Уявіть, що наше крило нескінченно довго і те ж саме по всій довжині, щоб рух повітря навколо нього можна було моделювати в двовимірному зрізі. І дайте нам свічку, перш за все, що наше крило ... нескінченно довгий циліндр в потік ідеальної рідини.
У зв'язку з нескінченністю циліндра така проблема може бути зменшена з урахуванням потоку кола в площині шляхом потоку ідеальної рідини. Для такого тривіального і ідеалізованого випадку є точний аналітичний розчин, який прогнозує, що з циліндром стаціонарний, загальний ефект рідини на циліндрі буде нульовим.
Тепер розглянемо деякі розумні перетворення площини в себе, які математики називають конформальним картуванням. Виявляється, що можна вибрати таку трансформацію, яка з одного боку зберігає рівняння руху потоку рідини, а з іншого перетворює коло на фігуру, що має крилоподібний профіль. Після чого циліндрові лінії рідини трансформуються таким же перетворенням стають розчином для потоку рідини навколо нашої кріпильної крильця.
Габаритний зображенняНаше початкове коло в ідеальному струмі рідини має два точки, на які використовуються поточні лінії, що контактують з поверхнею кола, і тому однакові дві точки будуть існувати на поверхні профілю після застосування в циліндр перетворення. І в залежності від обертання потоку відносно оригінального циліндра (кут атаки), вони будуть розташовуватися в різних місцях на поверхні сформованого «крилу». І майже завжди, це означатиме, що порція струму рідини навколо профілю повинна бути навколо заднього, гострого краю крила, як показано на малюнку вище.
Це можливо для ідеальної рідини. Але не для реальних.
Наявність навіть невеликого тертя (візосильність) в реальній рідині або газі призводить до того, що потік, як один зображений на малюнку, негайно порушується - верхній потік зрушить точку, де поточна лінія зв'язує поверхню крила, поки вона строго на задній край крила (посадка Жуковського-Чаплигіна, аеродинамічний стан Кутти). І якщо ви перетворите "крилу" назад до "циліндра", то зміщені поточні лінії будуть про це:
Але якщо в'язкість рідини (або газу) дуже невелика, то отриманий розчин необхідно підходить для циліндра. І виходить, що таке рішення дійсно можна знайти, припустимо, що циліндр обертається. Тобто фізичні обмеження, пов'язані з потоком рідини навколо заднього краю крила призводять до того, що рух рідини з усіх можливих розчинів, як правило, прийдуть до одного конкретного розчину, в якому частина потоку рідини обертається навколо рівноцінного циліндра, зламаючись від нього в строго визначеному місці.
І так як поворотний циліндр в рідинному струмку створює ліфт, він створює відповідне крило. Компонент руху потоку, що відповідає цій "швидкості обертання циліндра" називається циркуляцією потоку навколо крила, а теорема Жуковського говорить, що схожа характеристика може бути узагальнена для довільного крила, і дозволяє кількісно оцінити підйом крила на його основі.
В рамках цієї теорії сила підйому крила забезпечується циркуляцією повітря навколо крила, яка генерується і підтримується при рухомому крилі вищезазначеними зусиллями тертя, що виключає потік повітря навколо його різкого заднього краю.
Це дивний результат, це не так?
Описана теорія, звичайно, високо ідеалізована (в нескінченно довгий рівномірний крило, ідеальний рівномірний непривабливий потік газу / рідини без тертя навколо крильця), але дає досить точне наближення для справжніх крил і звичайного повітря. Просто не бере циркуляцію, як свідчить про те, що повітря дійсно відроджується навколо крила.
Циркуляція - це просто номер, що показує, скільки потоку на верхній і нижній краях крила повинна відрізнятися швидкістю. так, щоб розчин рухів потоку рідини забезпечує поділ поточних ліній строго на задній край крила. Норма слід брати «принцип гострого заднього краю крила» в якості необхідного стану при виникненні ліфта: послідовність примірки замість звуків, таких як «якщо крило має гострий задній край, то ліфт утворюється так. й
Давайте спробуємо підвести підсумки. Взаємодія повітря з крилом утворює навколо крильних ділянок високого і низького тиску, які викривають повітряний потік так, щоб він згинався навколо крила. Різкий задній край крила веде до того, що в ідеальному потоці всіх потенційних розчинів рівнянь руху, тільки один конкретний реалізований, усуваючи потік повітря навколо різкого заднього краю.
Як позбутися від будь-якої залежності методом Шичка
10 псевдо-розкриття, які шокують наукового світу
Цей розчин залежить від кута атаки і звичайного крила має площу низького тиску над крилом і площі високого тиску під ним. Відносність відповідного тиску формує ліфтинг крила, викликає повітря, щоб пересуватися швидше за верхній край крила, і уповільнює повітря під нижній край. Квантітивно, ліфт легко описується чисельно через цю різницю швидкості вище і нижче крильця, як характеристика називається «циркуляція» потоку.
У цьому випадку, відповідно до третього закону Ньютона, ліфт, який діє на крилах, означає, що крила відхиляється від частини вхідного потоку повітря – для того, щоб літак літати, частина навколишнього повітря повинна постійно рухатися вниз. Закриття на цьому низу потоку повітря, площина «метелики».
Некоректне пояснення для «походу, що потрібно подорожувати довший шлях над крилом, ніж під ним».
Джерело: geektimes.ru/post/279734/
