Представим себе в невесомости очень разреженный газ почти при нуле К°. А среди газа – крыло с профилем Clark-Y неподвижное относительно средней их скорости (которая = 1 мм/с, а расстояние между молекулами [ch8776] равно высоте профиля). Очевидно, что сила воздействия на крыло будет ноль, и, более того, абсолютное давление на все точки поверхности будет тоже ноль (а не 1 атм как на Земле).
А теперь, с углом атаки 10° (по нижней поверхности) крыло начинает двигаться в этом газе со скоростью 10 м/с. Вопросы: 1) – каким будет след от него в этом воздухе (в частности – будут ли концевые вихри)?; 2) – чему будет равна подъемная сила?, и 3) – будет ли она зависеть от формы профиля?
Ответы:
1. а) – сзади крыла появится коридор пустоты, не заполняемый "ленивыми" молекулами;
б) – снизу от этого коридора будут упруго отбитые молекулы, летящие вниз со скоростью 2[ch10799]10м/с[ch10799]sin(10°). Направление их движения будет перпендикулярно нижней поверхности профиля;
в) – молекулы стукнутые лбом отскочат перпендикулярно его контуру со скоростью вверх 2[ch10799]10м/с[ch10799]sin (угла наклона к горизонтали точек контакта). Со скоростью 20 м/с строго вперед отскочат молекулы об "лобовую" точку профиля (sin(90°) = 1);
г) – все эти стукнутые молекулы будут одиноко как метеориты в космосе лететь среди сонного царства, не вызывая ни капли завихрений нашей привычной аэродинамики, и, в частности, никаких индуктивных вихрей на концах крыла не будет и в помине;
д) – чуть сзади от верхней точки профиля и вплоть до задней кромки, поверхность крыла не испытает ни одного соударения: здесь будет абсолютное бернуллевское"разрежение" при "обтекании".
2. Сила, испытываемая крылом, будет равна и обратна суммарному импульсу всех отбитых за секунду молекул.
3. Скажется ли на силе форма лба? – Нет. Значение будет иметь только угол атаки нижней поверхности и высота от атакующей кромки до верхней точки спины.
Вся эта картина – это идеальная Ньютоновская модель молекулярно-кинетической гидродинамики без "кинетической компоненты" молекул. И она дает нам ответ на вопрос Генрика про пыль в вакууме с плотностью 1,3 кг/м3.
Чем пыль будет отличаться от воздуха, – вроде плотность-то та же?.. Тем, что в этом кубе тяжелых пылинок-точек гораздо меньше, чем молекул воздуха при 1 атм. И, отбитые поверхностью движущегося крыла, они будут двигаться, не обмениваясь импульсом с близлежащими, – не будут от них отражаться и вновь стукаться об крыло. То есть, они не будут вовлекать большие массы остальной пыли в свое движение, вызванное ударами об крыло. И вот здесь корень отличия "ньютоновской" корпускулярной модели от картины "сплошных сред", вовлекаемых в спутный след обменами импульсами у молекул. Крыло, летящее в воздухе, "опирается" на гораздо большую массу молекул, чем только те, что непосредственно встретятся ему на пути. То есть крыло Генрика, скажем за 5 метров своего движения, разгонит вниз плоский коридор шириной в размах, а высотой – всего в толщину профиля. А крыло в воздухе разгоняет вниз [ch8776] круглый коридор с диаметром равным размаху с гораздо большей массой, чем плоский. При этом скорость отбоя молекул вниз будет той же: в первом приближении это просто упругий отскок от поверхности вниз (и "неотскок" вверх от подвижной спины).
Таким образом у крыла Генрика подъемная сила будет раз в 50 (при [ch945] = 6° и [ch955] = 5) меньше, чем у крыла в воздухе.
