Если самолету для взлета необходимо получить такую же подьемную силу что и ракете, то откуда берется дополнительнаяя энергия на отбрасывание огромной массы воздуха с низкой скоростью. Ведь если самолет взлетает за счет отбрасывания массы воздуха, то и энергия на это вроде как должна затрачиваться аналогичная той, что необходима ракете?
Чтобы понять почему для отбрасывания воздуха крылом требуется значительно меньше мощности, чем для отбрасывания газов ракете надо посмотреть на формулы, описывающие этот процесс.
Итак, смотрим.
Пусть крыло с размахом 10 метров летит со скоростью 40 метров в секунду (144 км/час).
Тогда это крыло отбрасывает секундный объем воздуха численно равный объёму цилиндра с диаметром 10 метров и длиной цилиндра 40 метров или 3141,6 кубометров воздуха. При плотности воздух примерно 1,25 кг на кубометр, в секунду отбрасывается 3927 килограмма.
Предположим, что скорость отбрасывания будет равна 1 метру в секунду (3,6 км/час).
Тогда сила реакции от отбрасывания воздуха будет равна:
F = (m/t)*V = 3927 Ньютона или 400, 7 килограмма.
Чистая мощность потребная для отбрасывания такой секундной массы воздуха вычисляется по формуле:
N = F*V = 3927 * 1 = 3927 Ватт или 5,34 лошадиных сил.
С каким КПД будет отбрасываться воздух вертикально вниз за счет горизонтального перемещения крыла не будем брать во внимание (да пусть хоть 10 % будет КПД).
А какую мощность для такой же тяги должен затратить ракетный двигатель?
Считаем.
Пусть скорость отбрасывания газов из сопла будет 1000 м/с.
Тогда мощность того ракетного двигателя будет равна:
N = F*V = 3927 * 1000 = 3927 кило Ватт. или 5340 лошадиннх сил.
Что ровно в тысячу раз больше чем требуется при 100 % КПД отбросить крылу.
Во такая арифметика.
