ЭлементыЭлементы большой науки
Жизнь в науке. Дневники
Главная / Дневники / Константин Богданов / Запись

ПОДЪЁМНАЯ СИЛА КРЫЛА: РОЛЬ ЦЕНТРОСТРЕМИТЕЛЬНОЙ СИЛЫ

mbov1147
20.09.2010
04:41
Люди уже больше ста лет используют подъёмную силу крыла, но до сих пор в школьных учебниках нет её объяснения. Я попытался на время забыть о законе Бернулли и теореме Жуковского, которых нет в школьном курсе физики, и найти вклад центростремительной силы в подъёмную силу крыла.

Считается (теорема Жуковского, условие Кутта и Жуковского), что подъёмная сила крыла при нулевом угле атаки (нижняя поверхность крыла горизонтальна) возникает из-за того, что скорость воздуха над крылом больше, чем под ним. Причиной этой разницы скоростей является воздушный вихрь, возникающий за крылом, в результате чего вокруг крыла возникает циркуляция воздуха в сторону, обратную этому завихрению.

На рисунке видно, что вдоль верхней (выпуклой) поверхности крыла некоторая масса воздуха движется со скоростью V по дуге окружности радиуса R. Значит, эта масса воздуха имеет центростремительное ускорение. Очевидно, что именно крыло действует на эту массу воздуха с центростремительной силой, направленной вниз, ну а по 3-му закону Ньютона этот воздух действует на крыло с такой же силой, но направленной вверх.

Можно доказать, что вклад центростремительной силы в подъёмную силу крыла пропорционален квадрату скорости воздуха, его плотности и площади крыла. Отметив, что в отличие от теории Жуковского, эта часть подъёмной силы крыла будет возникать даже при одинаковой скорости воздуха по обе стороны крыла.

Рассуждения о роли центростремительной силы, приведённые выше, вполне можно донести до школьников.
Иллюстрации :
Ответить предыдущая | следующая

КОММЕНТАРИИ:

20.09.2010 08:23#
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
Да, не плохая для понимания подъемной силы эвристика. Тогда, может быть, лучше начать с объяснения эффекта Магнуса, а потом объяснить, почему вокруг профиля крыла тоже образуется вихрь.
20.09.2010 17:39#
klink
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
"Очевидно, что именно крыло действует на эту массу воздуха с центростремительной силой, направленной вниз"...

Мне кажется, что не очень очевидно. Что такое здесь "центростремительная сила"? Результирующая сил сопротивления? А если крыло плоское?
20.09.2010 18:56#
mbov1147
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
Надежда Юрьевна, Вы абсолютно правы. Центростремительная сила, действующая со стороны верхней поверхности крыла на воздух, обтекающий эту поверхность - результирующая сил сопротивления. А если верхняя и нижняя поверхность крыла будут плоскими, то никакой подъёмной силы при нулевом угле атаки НЕ БУДЕТ!
25.09.2010 18:57#
panaioty
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
Красиво и правильно, но я сказал бы, что давление у верхней кромки крыла, чтобы воздух приобретал центростремительное ускорение, должно быть меньше атмосферного, имеющегося у вышележащих частей воздуха и у нижней поверхности. Тогда не надо говорить о центростремительной силе, действующей на воздух со стороны верхней поверхности в направлении противоположном центростремительному ускорению.
НН
25.09.2010 19:09#
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
Так это совершенно физически корректное объяснение.

Сверху крыла воздушные струи выпуклы вверх. При этом поперек струй возникает градиент статического давления, который сообщает центростремительное ускорение движущимся в струях массам воздуха. Вдали от крыла давление одинаково, сверху и снизу. Поэтому если проинтегрировать перепад давления поперек струй с большого расстояния к поверхности крыла, сверху от крыла статическое давление воздуха окажется ниже, чем снизу, и возникнет подъемная сила.

С другой стороны, этого объяснения недостаточно, чтобы рассчитать подъемную силу крыла, так как скорость и плотность воздуха в искривленных струях неизвестна.

02.10.2010 03:58#
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
Константин, я не только физик, но еще и летчик - Борисоглебское высшее военное авиационное училище летчиков, выпуск 1976 года. Я не очень понимаю роль центробежной силы в ваших объяснениях. Если что, мой ICQ 314049605 Е-mail astrolab@yandex.ru
02.10.2010 13:08#
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
> Я не очень понимаю роль центробежной силы

Так вы, наверное, думаете, что причиной подъемной крыла есть уравнение Бернулли? Вы забываете, что уравнение Бернулли записывается только вдоль линий тока, и для решения динамики воздуха в свободной атмосфере его одного недостаточно. Поперёк струй перепад давления создаёт именно центростремительная сила, искривляющая эти струи. Это - две разные стороны одного и того же физического явления.
03.10.2010 04:10#
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
Существует, правда, одна тонкость. При движении воздуха вокруг выпуклости сверху крыла, действительно, снижается давление в струях из-за центростремительно силы, действующей на искривляемые струи воздуха. Но перед этим рассекающее воздух крыло должно ускорить те же массы первоначально спокойного воздуха вверх. В передней части крыла давление наоборот больше, можно сказать, из-за той же центростремительной силы, но направленной в другую сторону. В результате, если смотреть на суммарную силу, действующую на крыло со стороны воздуха, подъемную силу создает импульс потока воздуха, срывающегося с задней кромки крыла под углом к горизонту вниз. Это есть третья сторона явления. :)
03.10.2010 04:17#
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
Кстати, на картинке это движение воздушных струй позади крыла под углом вниз не отражено. Это явная ошибка.

И ещё одна ошибка на картинке. Углом атаки называют наклон к горизонтали хорды крыла, а не его нижней плоскости. Хорда крыла - это отрезок между наиболее удаленными точками. У крыла на картинке угол атаки все-таки положительный, а мы рассуждаем про нулевой угол атаки. На самом деле воздух обтекает выпуклости и сверху, и снизу, но сверху они больше.
03.10.2010 15:15#
putnik
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
> Углом атаки называют наклон к горизонтали хорды крыла, а не его нижней плоскости. Хорда крыла - это отрезок между наиболее удаленными точками. У крыла на картинке угол атаки все-таки положительный, а мы рассуждаем про нулевой угол атаки.

В данном примере оба эти угла практически совпадают.
Угол атаки:

Иллюстрации :
02.10.2010 21:39#
mbov1147
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
Андрей, ещё раз попытаюсь объяснить вклад центростремительной силы в подъёмную силу крыла.
Можно считать, что под крылом воздух движется прямолинейно, а над крылом - по дуге некоторой окружности, огибая верхнюю горбатую поверхность крыла. Заставить воздух двигаться по дуге может только центростремительная сила, направленная вниз. Эта сила является результирующей сил трения воздуха о крыло. Согласно 3-му закону Ньютона на крыло со стороны воздуха должна действовать такая же сила, но противоположная по направлению, т.е. направленная вверх. Это и есть часть подъёмной силы, вызванная искривлением траектории потоков воздуха над крылом.
03.10.2010 01:03#
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
Константин, при всём моём к Вам уважении, убедительно прошу Вас не сообщать Вашу интерпретацию закона Бернулли Вашим воспитанникам. На самом деле всё намного проще.
03.10.2010 08:35#
mbov1147
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
Уважаемый Исрафил, при всём моём к Вам уважении, убедительно прошу Вас сообщить всем читателям блога Ваше ПРОСТОЕ объяснение подъёмной силы при нулевом угле атаки.
03.10.2010 21:55#
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
Роль центростремительного ускорения частиц воздуха, набегающего на крыло в создании подъемной силы такая же, как роль силы руки барона нашего, Мюнхгаузена, приложенной к его же волосам для извлечения его вместе с лошадью из болота.
Есть закон Бернулли, который действителен применительно не только к газу в аэродинамике, но и к жидкости в гидродинамике, и согласно которому статическое давление газа/жидкости обратно пропорционально скорости потока газа/жидкости. В случае крыла самолета за счет изогнутой формы верхней поверхности крыла воздух проходит бОльший путь над крылом, чем под крылом и, соответственно, скорость прохождения воздуха над крылом больше и давление меньше, отсюда - подъемная сила.
Я не сомневаюсь, что Вы, Константин, знаете об этом не хуже меня, но Вы преувеличиваете роль угла атаки. Скажу больше, на планерах ( безмоторных летательных аппаратах с большим размахом крыла ) , насколько помню, угол атаки отрицательный, что-то в пределах около минус одного градуса. Это улучшает набегание встречного потока воздуха на верхнюю плоскость крыла.
04.10.2010 09:07#
mbov1147
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
Исрафил, я не буду вспоминать Мюнхгаузена, чтобы оценить роль закона Бернулли в объяснении подъёмной силы крыла. Только напомню, что закон Бернулли справедлив для точек, находящихся в ОДНОЙ непрерывной трубке тока, а не для двух произвольных точек в потоке. Вы сравниваете давление в точке над крылом с давлением в точке под крылом, а эти точки находятся в разных трубках тока. Дискуссия о применимости закона Бернулли была уже на ЭЛЕМЕНТАХ - см. http://elementy.ru/blogs/users/spark/3203/
Я не сомневаюсь, что Вы, Исрафил, знаете об этом не хуже меня.

Увеличение скорости над крылом является следствием возникновения воздушного вихря за крылом и теоремы Жуковского о циркуляции.
Я не сомневаюсь, что Вы, Исрафил, знаете об этом не хуже меня.
04.10.2010 12:15#
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
> Вы сравниваете давление в точке над крылом с давлением в точке под крылом, а эти точки находятся в разных трубках тока.

Эти трубки тока начинаются в свободной невозмущенной атмосфере спереди крыла, где статическое давление и скорость воздуха в различных трубках тока, а значит, полное давление в различных трубках тока совпадает. Поэтому Бернулли точно так же применимо использовать для объяснения подъемной силы, тут никакого противоречия нет. Раз скорость возрастает - снижается давление. Или, наоборот, скорость возрастает, потому что снижается давление. Но возрастание скорости неотделимо от снижения давления. Какой член в уравнении Бернулли первичен?

04.10.2010 15:45#
lesnik
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
"Какой член в уравнении Бернулли первичен?"

Плотность воздуха уменьшается над крылом за счёт движения крыла вперёд. А уже отсюда над крылом и давление уменьшается и скорость воздуха возрастает согласно уравнению Бернулли.
04.10.2010 15:50#
mbov1147
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
Скорость сверху крыла может быть больше, чем снизу, если за крылом образуется вихрь, закрученный против часовой стрелки (воздух обдувает крыло слева направо). Тогда из закона сохранения момента импульса следует, что вокруг крыла должна быть циркуляция воздуха в обратную сторону. Эта циркуляция и объясняет бОльшую скорость воздуха над крылом. Из этого следует, что без вихря сзади крыла подъёмная сила НИКОГДА не возникнет!

Вклад центростремительной (центробежной) силы в подъёмную силу крыла НЕ ЗАВИСИТ от разности скоростей по обе стороны крыла. Даже при ламинарном потоке, т.е. без вихря сзади центробежная сила будет создавать разряжение над крылом, т.е. подъёмную силу.
04.10.2010 17:03#
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
> Вклад центростремительной (центробежной) силы в подъёмную силу крыла НЕ ЗАВИСИТ от разности скоростей по обе стороны крыла. Даже при ламинарном потоке, т.е. без вихря сзади центробежная сила будет создавать разряжение над крылом, т.е. подъёмную силу.

Зависит непосредственно. Так как полное давление в трубках тока сверху и снизу одинаково, давление связано со скоростью воздуха непосредственной функциональной связью. В полном соответствием с уравнением Бернулли. Перейти между различными трубками тока позволяет одинаковость их полного давления в невозмущенной атмосфере перед крылом.

"Центростремительная сила" - это другая сторона обсуждаемого явления, а не другое физическое явление. И через уравнение Бернулли, и через центростремительную силу должна получаться одинаковая разность давлений.

> Даже при ламинарном потоке, т.е. без вихря сзади центробежная сила будет создавать разряжение над крылом, т.е. подъёмную силу.

Допустим, без рассмотрения вязкости воздуха ни про какую "турбулентность" рассуждать вообще нельзя. Одна вихревая трубка ещё не образует "турбулентность". И, насколько я помню, эта вихревая трубка срывается с задней кромки крыла только при разгоне самолета, а в дальнейшем обсуждаемая вихревая трубка замыкается в кольцо через крыло, точку старта и вихрь, сходящий во время полета с концов крыла. Разумется, всё в предположении отсутствия вязкости.
04.10.2010 21:14#
panaioty
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
Возьмите ложку, включите воду из крана. Прислоните черпало к струе, увидите, как оно втягивается внутрь струи.
НН
05.10.2010 07:18#
mbov1147
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
Николай, ты абсолютно прав! Этот опыт ещё раз наводит на мысль, что центробежная сила РАБОТАЕТ в потоке и может быть частью подъёмной силы. Я нашёл в своём архиве такое фото и приколол.
Иллюстрации :
05.10.2010 11:33#
bayak
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
Если посмотреть на фотки, то больше склоняешься к статической причине - прилипание ложки и струйки, а не к динамической. Впрочем, наверно, это можно проверить, изменяя скорость потока воды.
03.10.2010 01:14#
putnik
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
> Можно считать, что под крылом воздух движется прямолинейно, а над крылом - по дуге некоторой окружности, огибая верхнюю горбатую поверхность крыла. ...
Это и есть часть подъёмной силы, вызванная искривлением траектории потоков воздуха над крылом.



Если под плоской нижней частью крыла набегающий воздух движется строго параллельно ей, то как известно и поток воздуха и крыло будут притягиваться друг к другу... Т.е. на крыло будет действовать сила, направленная вниз.
С другой стороны, очевидно, что выше этой нижней плоскости крыла, набегающий воздух будет оказывать давления на полукруглую верхнюю часть крыла (на переднюю его часть). Т.е. сила действующая на крыло (на переднюю его часть) опять же будет направлена вниз...

Что-то очень сомнительно, что при таком раскладе вообще возникнет подъёмная сила... :-)

И общеизвестно, что при взлёте, при наборе высоты или при повороте в полёте, самолёт опускает закрылки (при повороте - один закрылок). Т.е. увеличивает угол атаки.
Получается, что подъёмная сила крыла напрямую зависит от угла атаки. Ну и само-собой - от площади крыла и скорости воздуха относительно крыла...

Да и у стелс, профиль крыла совсем плоский, как блин, однако он летает:

Иллюстрации :
07.10.2010 19:27#
evolucionist
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
>Да и у стелс, профиль крыла совсем плоский, как блин, однако он летает:

Ну где-ж плоский? Посмотрите повнимательней:
Иллюстрации :
07.10.2010 20:35#
putnik
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
> Ну где-ж плоский? Посмотрите повнимательней:

Посмотрел.
Профиль крыла - как блин.
07.10.2010 20:56#
evolucionist
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
>Посмотрел.
Профиль крыла - как блин.

Видимо у кого то из нас обман зрения, объявляю голосование - какой профиль крыла у самолёта на приведённой фотографии, прошу высказываться. Кстати о закрылках, во время службы в армии я охранял военный аэродром, и весьма близко рассмотрел истребители МиГ-25 и Су-24, и никаких закрылок не заметил, интересно как же они взлетали?
23.12.2010 16:07#
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
Не нужно приводить в пример крылья, которые по своим ТТД должны работать на сверхзвуковых скоростях. Там действуют совсем другие законы. Мы говорим только о дозвуковых скоростях
23.12.2010 19:27#
evolucionist
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
>Не нужно приводить в пример крылья, которые по своим ТТД должны работать на сверхзвуковых скоростях. Там действуют совсем другие законы. Мы говорим только о дозвуковых скоростях

А с чего Вы взяли что мы говорим только о дозвуковых скоростях, и если на сверхзвуковых действуют совсем другие законы интересно узнать какие?
02.05.2011 14:57#
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
Уважаемый Владимир Николаевич , разумеется на крыле профиль есть, как же без него.Это у Можайского 100 лет назад профиля не было.
08.10.2010 18:28#
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
.......под крылом воздух движется прямолинейно, а над крылом - по дуге некоторой окружности, огибая верхнюю горбатую поверхность крыла

Частицы воздуха находятся в взвешенном состоянии, в состоянии относительного покоя, а движется крыло. Рассекающее воздух крыло "раздвигает" находящиеся на его пути частицы воздуха, отклоняя их от первоначального положения на расстояние, равное или большее толщины профиля крыла. После чего частицы воздуха возвращаются на свои места. Движение частиц - не криволинейное, ОТКУДА ВЗЯЛАСЬ ЦЕНТРОСТРЕМИТЕЛЬНАЯ СИЛА?
08.10.2010 19:46#
mbov1147
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
Исрафил, обе системы отсчёта (СО) - (а) связанная с неподвижным воздухом и (б) связанная с равномерно и прямолинейно движущимся крылом - можно считать инерциальными СО. Поэтому силы, действующие в этих СО должны быть одинаковы и рассчитывать их можно в любых инерциальных СО. Я выбрал СО (б), т.к. в ней частицы воздуха над крылом движутся по дуге.

09.10.2010 13:41#
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
Центростремительная сила — сила, действующая со стороны неких связей, ограничивающих свободу движения тела, и вызывающая его поворот вокруг центра поворота(википедия)

Какие силы действуют на частицы воздуха, ограничивая свободу движения и вызывая их поворот вокруг центра поворота? Частицы воздуха находятся во взвешенном состоянии.
09.10.2010 15:51#
mbov1147
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
Исрафил, КРЫЛО САМОЛЁТА "ограничивает свободу движения частиц воздуха", заставляя их двигаться по дугообразной траектории. Поэтому со стороны крыла на частицы воздуха действует центростремительная сила.
09.10.2010 18:32#
putnik
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
> Поэтому со стороны крыла на частицы воздуха действует центростремительная сила.

Стало быть крыло действует на воздух снизу вверх, а воздух на крыло - в обратную - сверху вниз. :-)

Подъёмной силы нет.
И даже наоборот - воздух давит на крыло сверху... :-)
09.10.2010 20:08#
mbov1147
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
Владимир, воздух огибает крыло по дуге окружности, центр которой находится где-то под крылом, и значит, для этого необходима сила, направленная вниз, к центру этой окружности. Поэтому крыло действует на воздух с силой, направленной вниз! Значит, воздух действует на крыло с силой, направленной вверх.
09.10.2010 20:28#
putnik
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
> Владимир, воздух огибает крыло по дуге окружности, центр которой находится где-то под крылом, и значит, для этого необходима сила, направленная вниз, к центру этой окружности. Поэтому крыло действует на воздух с силой, направленной вниз!

Как это крыло может давить ВНИЗ на воздух, который расположен ВЫШЕ крыла??? :-))

Если же вы говорите о разряжении воздуха над крылом, создаваемое этим крылом, то очевидно, что это разряжение может возникнуть только правее верхней точки профиля крыла (если воздух движется слева направо).
Зато левее этой точки набегающий воздух точно давит на крыло вниз...

Такой самолёт точно не полетит. :-)
Кувыркнётся через голову...
09.10.2010 20:52#
mbov1147
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
Владимир, я не говорил, что крыло может "давить" вниз на воздух. Воздух, набегающий на верхнюю, горбатую часть крыла, действует на неё с силой трения, направленной по касательной к поверхности крыла. Горизонтальная составляющая этой силы - это сила сопротивления, которая компенсируются силой тяги двигателя. Вертикальная составляющая этой силы трения является частью подъёмной силы крыла.
Центростремительная сила, заставляющая воздух над крылом двигаться по дуге, создаётся силами трения воздуха о крыло (начало дуги) и силами упругости (конец дуги), которые возвращают частицы воздуха в первоначальное место в потоке.
09.10.2010 21:09#
putnik
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
> Вертикальная составляющая этой силы трения является частью подъёмной силы крыла.

Для точек крыла ДО верхней точки профиля сила НЕ подъёмная, а опускающая. :-)
И только ПОСЛЕ верхней точки это сила подъёмная.

Если передняя часть крыла отбрасывает набегающий воздух вверх, то соответственно эта часть крыла получает импульс вниз.
Это же очевидно даже школьнику.

Спорить дальше не буду... Времени совсем мало...
09.10.2010 21:43#
voix
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
>Если передняя часть крыла отбрасывает набегающий воздух вверх, то соответственно эта часть крыла получает импульс вниз

Владимир, речь идет о воздухе, обтекающем дугу крыла.
Вагончик Супер-8, проезжающий по дугообразному рельсу, давит на него вниз?
А если бы не было силы тяжести, давил бы вагончик на рельс?
09.10.2010 21:55#
putnik
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
1. Набегающий воздух после встречи с крылом меняет направление?
Ответ: Да.

2. Т.е. набегающий воздух получает дополнительный импульс?
Ответ: Да.

3. В какую сторону направлен полученный воздухом доп. импульс?
Ответ: Вверх.

4. О чём говорит 3-й закон Ньютона?
Ответ: Действию всегда соответствует равное и противоположно направленное противодействие; или: действия двух тел друг на друга всегда равны по величине и направлены в противоположные стороны.

5. В какую сторону направлено действие воздуха по отношению к крылу согласно 3-му закону Ньютона?
Ответ: Вниз.

Это понятно даже школьникам. :-)
09.10.2010 22:01#
voix
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
А если крыло захватывает набегающий воздух, заставляет его двигаться по дуге?
09.10.2010 23:16#
putnik
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
> А если крыло захватывает набегающий воздух,

:-)))
Чем? и с какой стороны? :-)))
09.10.2010 23:38#
voix
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
>>А если крыло захватывает набегающий воздух, заставляет его двигаться по дуге?
>Чем? и с какой стороны?

Примерно так, как захватывает ложка струю воды :)

09.10.2010 23:45#
putnik
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
На фотке вода со всех сторон омывает ложку?
Крыло самолёта обдувается только сверху?

Александр, вам лишь бы что-нить написать что ли???...
Вы сначала немного подумайте, а потом постите. ;-)))
09.10.2010 23:49#
voix
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
>Вы сначала немного подумайте, а потом постите

Это больше к вам относится - в ситуации с крылом, кроме третьего закона Ньютона, вы неспособны больше ничего применить :)
09.10.2010 23:58#
putnik
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
>> На фотке вода со всех сторон омывает ложку?
Крыло самолёта обдувается только сверху?
Александр, вам лишь бы что-нить написать что ли???...
Вы сначала немного подумайте, а потом постите.
> Это больше к вам относится - в ситуации с крылом, кроме третьего закона Ньютона, вы неспособны больше ничего применить :)


В общем всё как обычно.
Опять скатились в демагогию... :-)
09.10.2010 23:46#
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
У воды есть поверхностное натяжение, у воздуха - нет
10.10.2010 00:25#
voix
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
>У воды есть поверхностное натяжение, у воздуха - нет

Т.е. в потоке воздуха и в потоке жидкости механизм подъемной силы различен?
В потоке жидкости есть центростремительное ускорение частиц, а в потоке воздуха нет?
10.10.2010 00:38#
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
А мне вот более интересно, почему ложка отклоняется вправо, если, по мнению некоторых участников обсуждения, её поверхностное натяжение воды тянет влево? ;-)
10.10.2010 11:35#
putnik
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
> А мне вот более интересно, почему ложка отклоняется вправо, если, по мнению некоторых участников обсуждения, её поверхностное натяжение воды тянет влево? ;-)

Почему влево-то?

Поверхностное натяжение воды тянет ложку вправо. :-)
А саму воду - влево.
10.10.2010 11:47#
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
> Поверхностное натяжение воды тянет ложку вправо. :-)

И какая же конкретно поверхность тянет ложку вправо своим натяжением?
10.10.2010 12:02#
putnik
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
> И какая же конкретно поверхность тянет ложку вправо своим натяжением?

Та поверхность струи воды, которая обращена в сторону ложки. :-)
Но эта картинка эта вообще не по теме.
10.10.2010 12:12#
voix
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
>Поверхностное натяжение воды тянет ложку вправо

Владимир, у вас очевидные пробелы с движением тел по окружности :)
Подумайте, хоть немного, над моим примером с вагончиком Супер-8.
10.10.2010 12:15#
putnik
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
>> Поверхностное натяжение воды тянет ложку вправо
> Владимир, у вас очевидные пробелы с движением тел по окружности :)
Подумайте, хоть немного, над моим примером с вагончиком Супер-8.


"А судьи кто?" ©
:-)

PS: Это я исключительно о вас, Александр. :-)
Дабы вы не пытались распространить множественное число в этой крылатой фразе на остальных участников Элементов... :-))

___________________________________________________

Если взять ложку и поток жидкости которые не смачиваются, то картинка будет совсем другой. Ложка не притянется к струе в такой степени. :-)
Отклонение будет еле-еле заметным...

И уже в третий раз повторяю - приведённая вами картинка - офтопик.
10.10.2010 12:23#
voix
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
>"А судьи кто?"

Ну, конечно, вы здесь самый умный :о)
Помнится, как вы плавали со школьной формулой потенциальной энергии тяготения :)
10.10.2010 12:26#
putnik
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
> Ну, конечно, вы здесь самый умный :о)
Помнится, как вы плавали со школьной формулой поненциальной энергии тяготения :)


У вас ещё и с памятью плохо... :-)
Я уже вам говорил, что у меня ДРУГОЕ представление о потенциальной энергии.
Я считаю, что глупо её вычислять от бесконечно удалённой точки.
10.10.2010 12:29#
voix
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
>У вас ещё и с памятью плохо...

У меня хорошо с памятью - достаточно прочитать то, что вы там утверждали :)
10.10.2010 12:34#
putnik
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
> достаточно прочитать то, что вы там утверждали :)

Я и сейчас утверждаю, что потенциальную энергию ГЛУПО мерить от бесконечно удалённой точки. :-)
В Природе нет такой точки.
Надеюсь, со временем этот глюк поправят.

Кстати, это единственный случай, на который вы всё время киваете.
Ваши же "опусы" на Элементах по школьным вопросам только перечислением займут не один машинописный лист... :-)))
10.10.2010 12:42#
voix
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
>Кстати, это единственный случай, на который вы всё время киваете

Владимир, вы себя недооцениваете :)
Даже здесь, с третьим законом Ньютона и движением по окружности, вы себя опять проявили :)
10.10.2010 12:45#
putnik
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
> Даже здесь, с третьим законом Ньютона и движением по окружности, вы себя опять проявили :)

Ну вам-то виднее... :-)))
10.10.2010 12:26#
voix
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
>Если взять ложку и поток жидкости которые не смачиваются, то картика будет совсем другой. Ложка не притянется к струе

Еще раз, подумайте над моим примером с вагончиком :)
10.10.2010 15:37#
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
> Если взять ложку и поток жидкости которые не смачиваются, то картинка будет совсем другой. Ложка не притянется к струе в такой степени. :-)
Отклонение будет еле-еле заметным...

Вы, кстати, прежде чем это сюда писать, не догадались смазать ложку жиром и подставить пол струю воды? ;-)
10.10.2010 16:16#
putnik
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
>> Если взять ложку и поток жидкости которые не смачиваются, то картинка будет совсем другой. Ложка не притянется к струе в такой степени. :-)
Отклонение будет еле-еле заметным...
> Вы, кстати, прежде чем это сюда писать, не догадались смазать ложку жиром и подставить пол струю воды? ;-)


Сейчас проверил. :-)

Намазал внешнюю сторону ложки сливочным маслом, подставил под струю холодной воды.
Отклонение уменьшилось примерно раза в 2.
10.10.2010 16:19#
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
> Отклонение уменьшилось примерно раза в 2.

Но ведь не стало "незначительным" :-)
10.10.2010 16:22#
putnik
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
> Но ведь не стало "незначительным" :-)

Хорошо, не "еле-еле". :-)
Но зависимость от смачиваемости поверхности однозначно есть.
И она приличная. :-)
22.10.2010 09:23#
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
>Если взять ложку и поток жидкости которые не смачиваются, то картинка будет совсем другой.

А вот это пять, браво, дело в том что подъемная сила в первую очередь связана с прилипанием потока к крылу. Срыв потока - хорошо известный факт, когда подъемная сила уменьшается в десятки раз.
09.10.2010 23:47#
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
Отличная фотография. Хорошо видно, что струя на выходе из системы приобретает импульс влево, передавая ложке импульс вправо.
10.10.2010 11:59#
putnik
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
> Отличная фотография. Хорошо видно, что струя на выходе из системы приобретает импульс влево, передавая ложке импульс вправо.

Эта фотография совсем не по теме.
Поместите эту же ложку в сплошной поток воды, омывающей ложку со всех сторон сразу и картинка движения ложки станет СОВСЕМ другой...

Крыло самолёта находится именно в таком потоке воздуха.
10.10.2010 15:37#
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
Автор: Наседкин Владимир ( putnik )

""1. Набегающий воздух после встречи с крылом меняет направление?
Ответ: Да.

2. Т.е. набегающий воздух получает дополнительный импульс?
Ответ: Да.

3. В какую сторону направлен полученный воздухом доп. импульс?
Ответ: Вверх.

4. О чём говорит 3-й закон Ньютона?
Ответ: Действию всегда соответствует равное и противоположно направленное противодействие; или: действия двух тел друг на друга всегда равны по величине и направлены в противоположные стороны.

5. В какую сторону направлено действие воздуха по отношению к крылу согласно 3-му закону Ньютона?
Ответ: Вниз.

Это понятно даже школьникам. :-)""


Физику надо не только знать, но и понимать.:)
Объясню Вам так же детально, почему самолёты летают, а крыльями не машут.:)
1. Берём плоский лист горизонтальный лист железа и движемся горизонтально. Ответ: Подъёмной силы нет.
2. Загнём заднюю часть листа вниз, передняя остаётся горизонтальной, движемя горизонтально.
Ответ: Появляется подъёмная сила. Частицы воздух движутся вдоль поверхности листа. Так как лист загибается вниз, то и воздух движется вниз, причём не только снизу листа, но и потоки вверх от листа тоже загибаются вниз, двигаясь вдоль загнутой поверхности.
3. Добавим вниз ещё один плоский лист. Внизу поверхность будет плоской, вверху загнутой.
Ответ: Подъёмная сила будет. Потоки движутся вниз как вдоль нижней, наклонённой поверхности, так и вдоль верхней, загнутой.
4. Повернём "крыло" так, чтобы нижняя поверхность была горизонтальной.
Ответ: Подъёмная сила будет. Поток внизу будет горизонтальным и не будет создавать подъёмную силу. Но, поток сверху будет двигаться по "окружности" и загибаться вниз. Поэтому на крыло будет действовать подъёмная сила. Форма крыла выбирается исключительно для повышения коэффициента планирования (по-моему, максимум до 30).
10.10.2010 15:59#
putnik
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
> 4. Повернём "крыло" так, чтобы нижняя поверхность была горизонтальной.
Ответ: Подъёмная сила будет. Поток внизу будет горизонтальным и не будет создавать подъёмную силу. Но, поток сверху будет двигаться по "окружности" и загибаться вниз. Поэтому на крыло будет действовать подъёмная сила.


Ссылочку дайте, где ваши предположения подтверждаются на практике. :-)
Чтобы было видно, что таким образом расположенное крыло имеет подъёмную силу.

И споры в этой теме кстати сразу затихнут... :-)
10.10.2010 16:43#
voix
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
>Ссылочку дайте, где ваши предположения подтверждаются на практике.
Чтобы было видно, что таким образом расположенное крыло имеет подъёмную силу


А самому поискать, прежде чем говорить глупости? :)

http://www.rcdesign.ru/articles/avia/wings_profile

"Чтобы подъемная сила несимметричного профиля стала бы равной нулю, его надо расположить под отрицательным углом атаки"

и еще

"Разложив эту силу на вертикальную Yи горизонтальную X компоненты, мы получим подъемную силу крыла и силу его лобового сопротивления. Из картины распределения давления видно, что львиная доля подъемной силы образуется не из подпора на нижней образующей профиля, а из разряжения на верхней, что опровергает весьма распространенное заблуждение начинающих моделистов" :)
10.10.2010 18:11#
putnik
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
>> А самому поискать, прежде чем говорить глупости? :)
http://www.rcdesign.ru/articles/avia/wings_profile


Какие глупости?
В этой статье многое чего написано точно также, как я и говорил в противовес оппонентам. :-)

Есть там и подробное распределение давлений по поверхности крыла при нулевом угле атаки:



На нём хорошо видно, что давление на крыло от набегающего воздуха более чем присутствует.
И это далеко не слой в "несколько миллиметров". :-)

Если же взять профиль крыла от Константина:



То на нём впереди крыла красных стрелок снизу уже не будет, верхние красные стрелки скомпенсированы не будут.
И такое крыло с нулевым углом атаки точно зароется в землю ещё на взлёте... :-)


PS: И то, что при нулевом угле атаки у реальных самолётов всё-таки есть совсем небольшая подъёмная сила, так это спасибо надо сказать особой форме самой левой части профиля крыла.
Иллюстрации :
10.10.2010 18:34#
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
> На нём хорошо видно, что давление на крыло от набегающего воздуха более чем присутствует.
И это далеко не слой в "несколько миллиметров". :-)

Так вы ничего и не поняли. :-(
10.10.2010 18:47#
putnik
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
>> На нём хорошо видно, что давление на крыло от набегающего воздуха более чем присутствует.
И это далеко не слой в "несколько миллиметров". :-)
> Так вы ничего и не поняли. :-(


:-)
Если я не принял ваш "идеальный" подход - крыло в потоке "идеальной жидкости", то я стало быть ничего и не понял... :-)

Я и впредь буду учитывать ВСЕ факторы.
10.10.2010 18:55#
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
> Я и впредь буду учитывать ВСЕ факторы.

Да учитывайте впредь что хотите. Мнение человека, ввязывающегося в спор, не прочитав ни одного учебника по теме, и не признающего ошибок принципиально, даже когда в них ткнули носом, мне лично не интересно.
10.10.2010 19:19#
putnik
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
> Да учитывайте впредь что хотите. Мнение человека, ввязывающегося в спор, не прочитав ни одного учебника по теме, и не признающего ошибок принципиально, даже когда в них ткнули носом, мне лично не интересно.

Да конкретно вы, Евгений, мне ничего нового и не сказали.
Неужели вы думаете, что закон Бернулли никто не знает??? :-))

Единственно где я здесь ошибся - это в соотношении сил.
И только.

Понимать тут особо нечего...
19.10.2010 00:29#
putnik
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
Пожалуй стоит слинковать 2 ветки, перебросить между ними "мостик". :-)

С соотношением сил я всё же не ошибся, судя по форме планера самолёта B2 и видео его взлёта (с близкого расстояния).

Все эти "плавно обтекающие струи воздуха сверху крыла", для него мало что значат (в плане подъёмной силы). Ибо верхняя поверхность крыла у него совсем плоская, в отличие от нижней, а взлетает он совершенно без проблем.
Он просто скользит широким крылом по воздуху, нормально опираясь на него. Без каких-либо "центробежно-подъёмных сил"... :-)

Продолжение этой ветки и видео здесь.
10.10.2010 21:00#
voix
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
>Какие глупости?

Не умеете вы признавать свои ошибки :)
10.10.2010 23:53#
putnik
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
>> Какие глупости?
> Не умеете вы признавать свои ошибки :)


Какие ошибки-то?

Единственно в чём ошибся, так это в соотношении сил -> "+" по закону Бернулли и "-" по разложению импульса от набегающего потока воздуха.
Считал, что в случае 0-угла атаки "-" больше чем "+".

Оказалось, что "+" чуть сильнее. :-)
И вся ошибка...
11.10.2010 09:06#
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы

Вообще-то, Владимир Наседкин был прав относительно опыта с ложкой.

Если мы возьмём для крыла любой симметричный профиль, например, круглый хлеб в разрезе, то, при нулевом угле атаки, подъёмной силы не будет. Подъёмная сила возникает при ассиметричном профиле - у крыла передний край заокруглен, а задний острый.

В опытах с ложкой профиль ложки симметричен, по этому, при ламинарном потоке воды и полном отсутствии смачивания (трения), на ложку силы действовать не будут.

11.10.2010 15:23#
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
> В опытах с ложкой профиль ложки симметричен, по этому, при ламинарном потоке воды и полном отсутствии смачивания (трения), на ложку силы действовать не будут.

Это где же он симметричен, если на фотографиях ложки явно видно, что вода течёт только с одной стороны ложки?
11.10.2010 16:09#
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
Автор: </NOBR>( anothereugene )<NOBR>AnotherEugene

"Это где же он симметричен, если на фотографиях ложки явно видно, что вода течёт только с одной стороны ложки?"

Да, на фотографиях ложка расположена вертикально, поэтому симметрии действительно нет. Я почему-то думал, что ложка расположена горизонтально. В этом случае, если есть смачивание, тоже может быть определённая сила.
12.10.2010 20:28#
evolucionist
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
>Если мы возьмём для крыла любой симметричный профиль, например, круглый хлеб в разрезе, то, при нулевом угле атаки, подъёмной силы не будет. Подъёмная сила возникает при ассиметричном профиле - у крыла передний край заокруглен, а задний острый.

Вернёмся к уже упоминавшемуся здесь стелсу, почему-то никто не захотел высказываться по поводу формы профиля крыла самолёта на этой фотографии: http://elementy.ru/blogs/image/2525/ Ладно давайте посмотрим на другие фотографии, других самолётов малозаметных для радара, хорошо видно что передний край крыла у них острый, третья картинка не прикрепляется, помещу ссылку: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f8/Lockheed-Martin-F35B-firstSTOVL-flight.jpg
Иллюстрации :
13.10.2010 08:30#
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
> Ладно давайте посмотрим на другие фотографии, других самолётов малозаметных для радара, хорошо видно что передний край крыла у них острый,

Так эти военные самолетики ещё и сверхзвуковые. Крыло с острой передней кромкой - тоже крыло. Похуже на дозвуковых скоростях, но тоже летает. любое крыло рассекает воздух. Применимость теоремы о циркуляции от этого не зависит.
16.10.2010 11:42#
putnik
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
> Вернёмся к уже упоминавшемуся здесь стелсу, почему-то никто не захотел высказываться по поводу формы профиля крыла самолёта на этой фотографии: http://elementy.ru/blogs/image/2525/ Ладно давайте посмотрим на другие фотографии, других самолётов малозаметных для радара, хорошо видно что передний край крыла у них острый, третья картинка не прикрепляется, помещу ссылку: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f8/Lockheed-Martin-F35B-firstSTOVL-flight.jpg

На этих же фотках хорошо видны не только острый край передней части крыла, но и... закрылки. :-)
Эти самолёты взлетают и садятся при нормальном угле атаки (не нулевом).

К тому же приведённый вами (третий по счёту) F35B имеет вертикальную реактивную тягу. :-)
Цитата:
"Вертикальная тяга позволяет F-35B при малой боевой нагрузке и неполных топливных баках вертикально взлетать и садиться. При большей нагрузке вертикальной тяги для взлета недостаточно и взлет осуществляется с небольшим пробегом (т. н. укороченный взлёт). Также может осуществляться и посадка. На практике из-за расхода топлива в полете взлетная масса самолета оказывается значительно больше посадочной. Поэтому как правило взлет выполняется укороченным, а посадка вертикальной. Поэтому F-35B называют самолетом короткого взлета и вертикальной посадки (СКВВП)."


Суть то спора в этой теме - есть ли подъёмная тяга при 0-м угле атаки.
Спор - чисто теоретический. ;-)

____________________________________________

PS: Вот, кстати, посмотрите видео с летающей управляемой игрушкой F-117:
1. http://www.youtube.com/watch?v=CaZmWwafhSQ
2. http://www.youtube.com/watch?v=Q4_kkkNSoBk&feature=related
3. http://www.youtube.com/watch?v=QwCx8rUQ5nw&feature=related

Закрылки очень хорошо видны на последних кадрах видео (первая ссылка):



Либо вот фото настоящего стелса на взлётной полосе:




А здесь (второе видео) хорошо видно, что переднее шасси у него много длиннее задних, и самолёт при взлёте даже без опущенных закрылков имеет приличный угол атаки:

Иллюстрации :
16.10.2010 14:01#
putnik
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
Попалось ещё одно интересное видео - взлёт стелс-бомбардировщика B2 крупным планом. :-)

1. http://www.youtube.com/watch?v=sjftjXCaC4g

Ещё одно, с разворотом перед взлётом (и перед камерой):
2. http://www.youtube.com/watch?v=fn7MaVBkAuE

И ещё одно, хорошо видна форма планера в нижней и в верхней его части:
3. http://www.youtube.com/watch?v=i0wxtIzp4cs

Что интересно:
1. Переднее шасси не длиннее задних, т.е. нос самолёта на взлёте не задран вверх.
2. Верхняя плоскость крыла (если рассматривать весь самолёт как летающее крыло, а не только боковые плоскости) имеет вроде как меньшую кривизну, чем нижняя.
3. Нижняя передняя часть крыла в средней её части имеет заметный скос. Набегающему потоку воздуха явно есть на что "опереться".
4. Закрылки при взлёте не в нулевом положении, но и не опущены (т.е. - разнонаправлены).
4. Возможно его двигатели имеют изменяемый вектор тяги, но этого на видео само-собой не видно...

И тем не менее, общая форма крыла сверху выглядит более плоско, чем нижняя.
Интересно, как можно объяснить взлёт такого крыла только за счёт закона Бернулли? :-)


PS: Похоже, что двигатели у B2 всё же немного приподняты носом вверх и дают небольшую вертикальную тягу.
17.10.2010 17:44#
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
Автор: Наседкин Владимир ( putnik )

""И тем не менее, общая форма крыла сверху выглядит более плоско, чем нижняя.
Интересно, как можно объяснить взлёт такого крыла только за счёт закона Бернулли? :-)""

Так ведь летать может всё что угодно, только бы было несимметрично относительно вектора скорости.
Относительно нулевого угла атаки, так Вы частично были правы - симметричное крыло не будет создавать подъёмную силу, хоть в верхней части части воздушные потоки будут двигаться по дуге и это (центростремительные силы), якобы будет создавать подъёмную силу, как видно из названия этой темы.
17.10.2010 18:12#
putnik
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
> Так ведь летать может всё что угодно, только бы было несимметрично относительно вектора скорости.
Относительно нулевого угла атаки, так Вы частично были правы - симметричное крыло не будет создавать подъёмную силу, хоть в верхней части части воздушные потоки будут двигаться по дуге и это (центростремительные силы), якобы будет создавать подъёмную силу, как видно из названия этой темы.


Во-первых в прежнем посту я писал не о "летать", а о "взлетать". :-)
Причём конкретно - взлетать при разбеге по взлётной полосе. Так может взлететь далеко "не всё, что угодно"...

Во-вторых, конкретно у B2 верхняя поверхность крыла практически плоская... ;-)
В отличие от нижней.
17.10.2010 19:13#
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
Автор: Наседкин Владимир ( putnik )
""Во-первых в прежнем посту я писал не о "летать", а о "взлетать". :-)
Причём конкретно - взлетать при разбеге по взлётной полосе. Так может взлететь далеко "не всё, что угодно"...

Во-вторых, конкретно у B2 верхняя поверхность крыла практически плоская... ;-)
В отличие от нижней.""


На взлёте здесь видно http://www.youtube.com/watch?v=fn7MaVBkAuE , что угол наклона всё-таки есть, переднее шаси выше чем остальные. Кроме того, при большом плоском крыле возникает и эффект воздушной подушки.
Форма крыла для сверхзвукового самолёта есть компромисом многих факторов. Она далеко не идеальна и сделана под конкретные технические задания.
19.10.2010 21:04#
evolucionist
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
>И тем не менее, общая форма крыла сверху выглядит более плоско, чем нижняя.
Интересно, как можно объяснить взлёт такого крыла только за счёт закона Бернулли? :-)

Обратите внимание где у этого самолёта находятся сопла - на верхней "плоскости", хотя руководствуясь третьим законом Ньютона логичней было бы разместить их на нижней, но с точки зрения закона Бернулли всё правильно: при таком расположении сопел скорость потока воздуха над самолётом будет больше чем под, несмотря на то что нижняя поверхность более выпуклая. Конечно центростремительная сила (кстати я всегда думал что сила - центробежная, а центростремительное - ускорение), совершенно не подходит для объяснения подъёмной силы самолёта B-2 Spirit.
19.10.2010 21:55#
putnik
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
> Обратите внимание где у этого самолёта находятся сопла - на верхней "плоскости", ...

Почему ж на верхней?
Выхлоп из сопла проходит только над малой долей процента от верхней площади крыла...
По сути сопла расположены сзади крыла.

И те "10 см", о которых вы говорите, скорее всего нужны только для управления вектором тяги двигателя (возможно площадка, расположенная сразу за соплом, способна изменять свой угол).

__________________________________

> ... при таком расположении сопел скорость потока воздуха над самолётом будет больше чем под, несмотря на то что нижняя поверхность более выпуклая.

С чего же больше?
Забор воздуха в двигатель происходит впереди крыла, ВНУТРИ двигателя (внутри крыла) воздух разгоняется, и далее на большой скорости выходит уже позади крыла...

И почему же, при таком раскладе, НАД крылом скорость потока воздуха будет больше, чем снизу? :-)
19.10.2010 22:40#
evolucionist
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
>И почему же, при таком раскладе, НАД крылом скорость потока воздуха будет больше, чем снизу? :-)

Да по тому же закону Бернулли - за соплом будет создаваться разрежение куда будет "засасываться" воздух над самолётом.

19.10.2010 23:37#
putnik
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
> Да по тому же закону Бернулли - за соплом будет создаваться разрежение куда будет "засасываться" воздух над самолётом.

Что-то сомнительно, чтобы эти "10 см" над крылом как-то заметно повлияли бы на расклад сил...

1. Струи от реактивных двигателей если и создают разрежение, то практически одинаковое и над собой и под собой (если сравнить длину выхлопа с этими "10 см"). Взлётный вес такого самолёта-бомбардировщика нехилый, представляете какие должны быть параметры у его выхлопа на взлёте?
2. Струи совсем узкие, в сравнение с размахом крыльев.
20.10.2010 00:16#
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
Автор: Владимир Николаевич Юрченко ( evolucionist )

""Обратите внимание где у этого самолёта находятся сопла - на верхней "плоскости", хотя руководствуясь третьим законом Ньютона логичней было бы разместить их на нижней, но с точки зрения закона Бернулли всё правильно: при таком расположении сопел скорость потока воздуха над самолётом будет больше чем под, несмотря на то что нижняя поверхность более выпуклая. Конечно центростремительная сила (кстати я всегда думал что сила - центробежная, а центростремительное - ускорение), совершенно не подходит для объяснения подъёмной силы самолёта B-2 Spirit.""


Центробежная сила с таким же успехом может объяснить подъёмную силу крыла, как и давление Бернулли.
Так как потоки воздуха из горизонтального вектора (в системе отсчёта крыла) становятся вниз сходящими после крыла, то над крылом они двигаются по кривой, следовательно, на крыло действует подъёмная сила (центробежная сила) в полном соответствии с третим законом Ньютона.
Но, силы на крыло действуют локально, а локально силы возникают в результате разницы давлений внизу и вверху крыла, то есть, в результате действия закона Бернулли.
Это просто две интерпретации одного и того же физического эффекта - подъёмной силы, и они справедливы для любой формы крыла - лишь бы это крыло летало :-)
10.10.2010 21:18#
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
Автор: Наседкин Владимир ( putnik )

""Если же взять профиль крыла от Константина:
http://elementy.ru/blogs/image/2527/


То на нём впереди крыла красных стрелок снизу уже не будет, верхние красные стрелки скомпенсированы не будут.
И такое крыло с нулевым углом атаки точно зароется в землю ещё на взлёте... :-)


PS: И то, что при нулевом угле атаки у реальных самолётов всё-таки есть совсем небольшая подъёмная сила, так это спасибо надо сказать особой форме самой левой части профиля крыла.""
Вы совершенно неправильно нарисовали линии тока воздуха, что свидетельствует о том, что Вы ничего не поняли. :-(
Посмотрите внимательно на все рисунки из http://www.rcdesign.ru/articles/avia/wings_profile .На всех рисунках линии тока после крыла напрвлены вниз, а у Вас они даже чуть-чуть поднимаются вверх. Конечно, возникает интуитивная уверенность, что в левой верхней передней части воздух давит на крыло, ведь он поднимается вверх. И эту уверенность у Вас ничем не перебить. :-)
Ладно, тогда рассмотрим более простую схему. Автомат выстреливает серию тенисных мячей на два наших экрана. Первый экран отражает мячи немного вверх, а второй горизонтальный, от него мячи отражаются вниз. Будет эта система из двух экранов испытывать подъёмную силу?
Будет, потому что она переводит шары из горизонтального движения в движение под углом вниз. Если Вам так трудно понять, как именно действует уравнение Бернулли (а молекулы воздуха отличаются от бильярдных шаров тем, что они сами хаотически движутся и, поэтому, имеют, кроме кинетической, и потенциальную энергию), то просто поймите, что крыло отбрасывает воздух вниз, поэтому само движется вверх.:-)

10.10.2010 21:29#
putnik
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
> Вы совершенно неправильно нарисовали линии тока воздуха, что свидетельствует о том, что Вы ничего не поняли. :-(
...


Я ничего не рисовал.
Это не мой рисунок. :-)

Это рисунок Константина Богданова (mbov1147), хозяина этой темы: http://elementy.ru/blogs/image/2494/
Рисунок прикреплен к теме.

Мне этот рисунок тоже не нравится.
10.10.2010 21:38#
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
Автор: Наседкин Владимир ( putnik )
"Мне этот рисунок тоже не нравится."
Это радует. Так Вы поняли, почему самолёты не машут крыльями, или нет?:-) Вы спрашивайте, если непонятно.
10.10.2010 21:51#
putnik
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
> Так Вы поняли, почему самолёты не машут крыльями, или нет?:-) Вы спрашивайте, если непонятно.

Обязательно. :-)
10.10.2010 17:06#
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
Автор: Наседкин Владимир ( putnik )
""Ссылочку дайте, где ваши предположения подтверждаются на практике. :-)
Чтобы было видно, что таким образом расположенное крыло имеет подъёмную силу.

И споры в этой теме кстати сразу затихнут... :-)""

За меня эту ссылочку уже дали http://ligis.ru/effects/science/91/index.htm . Вот цитата из неё:
"Значение су определяют теоретическим расчетом или экспериментально. Так, согласно теории Жуковского, для крыла в плоскопараллельном потоке при небольших углах атаки:



су=2m(a-a0),



где a - угол атаки (угол между направлением скорости набегающего потока и хордой крыла);

a0 - угол нулевой подъемной силы;

m - коэффициент, зависящий от формы профиля крыла, например для тонкой слабо изогнутой пластины m=p."

Мы сделали "крыло" из плоской внизу и изогнутой вверху пластин, угол атаки нулевой, но подъёмная сила есть. Крыло ассиметрично, поэтому потоки воздуха за крылом будут нессиметричны, вниз уходит больше воздуха чем вверх, поэтому есть подъёмная сила.
У Вас ведь ложка притягивается к струе воде, потому что отклоняется сама струя воды, всё в полном соответствии с третьем законом Ньютона.:-) Возьмите чайную ложку, залепите углубление пластилином и получите искомое "крыло". Поместите полностью свое "крыло" в струю воды, и получите подъёмную силу, хоть и меньше, чем только при смачивании выпуклой поверхности.


09.10.2010 23:45#
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
> Если же вы говорите о разряжении воздуха над крылом, создаваемое этим крылом, то очевидно, что это разряжение может возникнуть только правее верхней точки профиля крыла (если воздух движется слева направо).
Зато левее этой точки набегающий воздух точно давит на крыло вниз...

Очевидно, но неверно. Если пренебречь пограничным слоем, в котором существенна вязкость - набегающий воздух ускоряется не доходя до верхней точки, и, поэтому, давление в струе снижается тоже не доходя до верхней точки крыла.
10.10.2010 00:08#
putnik
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
>> Если же вы говорите о разряжении воздуха над крылом, создаваемое этим крылом, то очевидно, что это разряжение может возникнуть только правее верхней точки профиля крыла (если воздух движется слева направо).
Зато левее этой точки набегающий воздух точно давит на крыло вниз...
> Очевидно, но неверно. Если пренебречь пограничным слоем, в котором существенна вязкость - набегающий воздух ускоряется не доходя до верхней точки, и, поэтому, давление в струе снижается тоже не доходя до верхней точки крыла.


Давление снижается.
С максимального плюса до некоторого значения. И этот плюс вы никуда не денете...

Всё, надоело...
Пойду спать. :-)
10.10.2010 00:13#
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
> Давление снижается.
С максимального плюса до некоторого значения. И этот плюс вы никуда не денете...

Так как струя начинается в свободной атмосфере вдалеке от крыла, при ускорении течения в струе давление снижается именно относительно давления в свободной атмосфере, а не только относительно максимума. Тут интуитивные представления легко вводят в заблуждения. Вспомните, что при обтекании шара безвязкостной жидкостью сопротивление не возникает.
10.10.2010 11:51#
putnik
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
>> Давление снижается.
С максимального плюса до некоторого значения. И этот плюс вы никуда не денете...
> Так как струя начинается в свободной атмосфере вдалеке от крыла, при ускорении течения в струе давление снижается именно относительно давления в свободной атмосфере, а не только относительно максимума. Тут интуитивные представления легко вводят в заблуждения. Вспомните, что при обтекании шара безвязкостной жидкостью сопротивление не возникает.


Это вы о каком давлении? Об атмосферном что ли? :-))
А я о давлении набегающего на крыло воздуха.

Т.е. о давлении встречного воздуха. :-)
Есть разница?
10.10.2010 12:27#
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
> Это вы о каком давлении? Об атмосферном что ли? :-))
> А я о давлении набегающего на крыло воздуха.

> Т.е. о давлении встречного воздуха. :-)
> Есть разница?

Нет никакой разницы. Обтекающие крыло струи воздействуют на поверхность крыла статическим давлением. Которое поначалу, вдалеке от крыла, равно атмосферному, потом, при подходе к крылу, возрастает выше атмосферного, а потом снижается ниже атмосферного, причем, задолго до верхней точки крыла.
10.10.2010 12:32#
putnik
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
Мы говорим о разном.
10.10.2010 12:37#
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
Так сразу и вдруг оказалось, что о разном?

Я говорю о давлении, с которым обтекающие струи воздуха воздействуют на верхнюю поверхность крыла. Относительно атмосферного давления оно становится отрицательным, не доходя до верхней точки профиля. Я говорю об этом. А о чем именнно говорите вы - уже даже и не знаю. :-)
10.10.2010 12:41#
putnik
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
> Я говорю о давлении, с которым обтекающие струи воздуха воздействуют на верхнюю поверхность крыла. Относительно атмосферного давления оно становится отрицательным, не доходя до верхней точки профиля. Я говорю об этом. А о чем именнно говорите вы - уже даже и не знаю. :-)

Могу повторить: я говорю о давлении на крыло встречного потока воздуха. :-)
О том самом, которое преодолевает двигатель самолёта.

Или такого давления нет? :-)))
10.10.2010 12:51#
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
> Могу повторить: я говорю о давлении на крыло встречного потока воздуха. :-)
О том самом, которое преодолевает двигатель самолёта.

> Или такого давления нет? :-)))

Есть, разумеется. Потери на трение, разумеется. Обтекание не идеальное, опять же - воздух турбуляризируется. Но мы ведь сейчас рассматриваем возникновение подъемной силы крыла в идеальной жидкости, не так ли? Так вот, в идеальной жидкости сопротивление крыла только индуктивное и не связано непосредственно с "давлением набегающего воздуха, которое преодолевает двигатель". Ещё раз хочу обратить ваше внимание на обтекание шара, котоое в идеальной жидкости происходит без сопротивления воздуха, несмотря, несмотря на перепады давления вдоль поверхности. Шарику в идеальной жидкости двигатель не нужен.
10.10.2010 13:23#
putnik
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
>> Могу повторить: я говорю о давлении на крыло встречного потока воздуха. :-)
О том самом, которое преодолевает двигатель самолёта.
Или такого давления нет? :-)))
> Есть, разумеется. Потери на трение, разумеется. Обтекание не идеальное, опять же - воздух турбуляризируется. Но мы ведь сейчас рассматриваем возникновение подъемной силы крыла в идеальной жидкости, не так ли? ...



Цитата:
"Идеа́льная жи́дкость — в гидродинамике — воображаемая (идеализированная) жидкость, в которой, в отличие от реальной жидкости, отсутствуют вязкость и теплопроводность. В идеальной жидкости отсутствует внутреннее трение, то есть, нет касательных напряжений между двумя соседними слоями.
Моделью идеальной жидкости пользуются при теоретическом рассмотрении задач, в которых вязкость не является определяющим фактором и ею можно пренебречь. В частности, такая идеализация допустима во многих случаях течения, рассматриваемых гидроаэромеханикой, и даёт хорошее описание реальных течений жидкостей и газов на достаточном удалении от омываемых твёрдых поверхностей и поверхностей раздела с неподвижной средой."
[выделено мною]

1. Вы говорите об удалённых от крыла слоях воздуха, которые по закону Бернулли, создают некоторую тягу вверх.
Кстати, если не ошибаюсь, этот закон справедлив только ламинарных потоков газа. Но в нашем же случае турбулентностью никак не пренебрежешь...
2. Я же говорю о непосредственном воздействии атомов набегающего воздуха на поверхность крыла. Которое создаёт тягу вниз.

Потому я и говорю, что мы говорим о разном.

И коль скоро крылья самого разного профиля тестируют в аэротрубах уже не одно десятилетие, то наверное авиационщики давно бы заметили "заметный вклад" тяги вверх, о которой вы говорите...
Стало быть этот эффект совсем ничтожен в сравнении с лобовым давлением воздуха.
10.10.2010 15:26#
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
> Я же говорю о непосредственном воздействии атомов набегающего воздуха на поверхность крыла. Которое создаёт тягу вниз.

> И коль скоро крылья самого разного профиля тестируют в аэротрубах уже не одно десятилетие, то наверное авиационщики давно бы заметили "заметный вклад" тяги вверх, о которой вы говорите...
Стало быть этот эффект совсем ничтожен в сравнении с лобовым давлением воздуха.

Прочтите, а вы хоть одну книжку по гидродинамике прочитали?

Если уж на то пошло, то атомы набегающего воздуха непосредственно касаются поверхности крыла в очень малом количестве. В основном касаются металла одни и те же атомы в тонком пограничном слое в несколько миллиметров толщиной, передавая импульс поверхности от более отдалённых слоёв воздуха. А так как длина свободного пробега молекул воздуха гораздо меньше минимальных размеров, на которых что-то рассчитывают, все физические модели в гидродинамике - это модели сплошной среды без всяких "атомов". Кстати и "давление", как термин, который вы использовали в своих рассуждениях, обозначает макроскопический параметр, и на уровне одного "атома" о нём рассуждать бесполезо.
10.10.2010 15:52#
putnik
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
> Если уж на то пошло, то атомы набегающего воздуха непосредственно касаются поверхности крыла в очень малом количестве. В основном касаются металла одни и те же атомы в тонком пограничном слое в несколько миллиметров толщиной, передавая импульс поверхности от более отдалённых слоёв воздуха.

И эти "более отдалённые слои воздуха" - сжаты набегающим воздухом.
Потому "идеальная жидкость" для них тоже не применима.
10.10.2010 16:10#
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
> Но при такой скорости и совсем малого угла атаки самолёту достаточно, чтобы давление на нижнюю часть крыла обеспечило ему достаточную подъёмную силу.

Прежде чем ввязываться в спор, я сам заглянул в учебник и проверил по графику зависимости подъемной силы от угла атаки для типичных профилей, что при нулевом угле атаки подъемная сила, действительно, заметно положительна. А вы?

Например, вот здесь вот рис. 2 - типичный график зависимости подъемной силы от угла атаки. http://ligis.ru/effects/science/91/index.htm
09.10.2010 22:11#
voix
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
>Частицы воздуха находятся в взвешенном состоянии, в состоянии относительного покоя, а движется крыло

Вы хотите сказать, что в аэродинамической трубе крыло не будет подниматься?
09.10.2010 23:42#
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
С чего Вы взяли?)
Я хочу сказать, что в этой СО(а) частицы воздуха не движутся по дуге, и центростремительного ускорения не испытывают. В СО(б) (аэродинамическая труба) есть ВИДИМОСТЬ криволинейной траектории частиц воздуха, так как: цитирую Константина,
.........обе системы отсчёта (СО) - (а) связанная с неподвижным воздухом и (б) связанная с равномерно и прямолинейно движущимся крылом - можно считать инерциальными СО. Поэтому силы, действующие в этих СО должны быть одинаковы и рассчитывать их можно в любых инерциальных СО.
09.10.2010 23:53#
voix
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
>С чего Вы взяли?

Вы слишком упираете на неподвижность воздуха, тогда как подъемная сила возникает, как при движении крыла, так и при движении воздуха.
10.10.2010 00:02#
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
Подъемная сила, естественно, будет возникать в любом случае.
Я "упираю" на отсутствие центростремительного ускорения частиц воздуха со всеми вытекающими отсюда выводами.
03.10.2010 12:10#
lesnik
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
На мой взгляд, предложенное Вами объяснение подъёмной силы крыла достаточно спекулятивно.

Насколько это объяснение останется в силе, если предположить, что верхняя поверхность крыла имеет треугольный профиль?

Насчёт простого объяснения, то имеет значение раность количества молекул газа в контакте с нижней и верхней поверхностями крыла, поскольку давление газа связано с соударениями этих молекул о поверхность при тепловом движении газа (там где молекул больше - давление больше). Я не специалист в этом вопросе и не разбирался в нём тщательно. Возможно, возникновение этой разности можно действительно приписать работе самолёта по преодолению силы сопротивления воздуха, когда часть молекул при лобовом соударении о переднюю кромку крыла отбрасываются вверх.
02.11.2010 18:22#
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
02.11.2010 18:57#
mbov1147
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
Спасибо, Исрафил, за очень интересную ссылку, демонстрирующую новый тип летательного аппарата. Судя по видео, верхняя часть крыла - это ротор, толкающий воздух назад. В результате, самолёт обретает силу тяги вперёд и не нуждается в винте. Этот же ротор закручивает воздух по окружности и поэтому "снабжает" самолёт подъёмной силой. Поразительная новизна!
02.11.2010 19:15#
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
"И всё-таки она вертится"? :)
03.11.2010 13:52#
lesnik
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
Действительно, интересная ссылка. Неужели, раньше никто не рассматривал подобной схемы воздушных двигателей? Можно просто положение кожуха менять и от вертикального взлёта переходить к горизонтальному полёту. Сейчас для этого используется модель конвертоплана.
03.11.2010 16:47#
Подъёмная сила крыла: роль центростремительной силы
..........Неужели, раньше никто не рассматривал подобной схемы воздушных двигателей?.......

http://www.rotoplan.narod.ru/history.htm

На этом же сайте есть множество ссылок с подробностями
Вести дневник и оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи
Логин:
Пароль:
Зарегистрироваться
Последние сообщения
Помощь
Всего дневников: 654

Пользователей
в системе: 2783

Всего записей
и комментариев: 50253

Записей и комментариев
за последние 24 часа: 13

АКТИВНЫЕ ДНЕВНИКИ


 
Энциклопедия | Новости | Блоги | Календарь | Право | Библиотека | Детские вопросы | ЖОБ При поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия