Рассуждения о природе подъемной силы крыла

[Lapshin]

"и с тех пор не как успокоится не могу, это же надо ничего путного мне не ответили, а теперь я создал свою физику и она мне нравится, а вам?"

Ведь может собственных Платонов
И быстрых разумом, Невтонов
Российская земля рождать...(с)

 

[alouette]

Предела совершенству нет и не будет.
Вот, например, я сгенерировал профиль для вертолетной лопасти, который оказался и несколько лучшим и более технологичным по сравнению с применяемыми вертолетными профилями.

Ну это я допускаю. А кто сказал, что он (профиль) лучше. Продувки делали или готовые лопасти на вертолёт ставили?

 

[Anatoliy.]

Ну это я допускаю. А кто сказал, что он (профиль) лучше. Продувки делали или готовые лопасти на вертолёт ставили?

Да это я в программе проверил которая писана была по формулам Бернулли.
Вы же доверяете той теории, значит должны ей верить безоговорочно и, соответственно, мои слова у Вас не должны вызывать недоверия.
Или Вы в этом конкретном случае уже не верите в те уравнения которые используют кинетическую энергию движения когда движения нет?

 

[Anatoliy.]

и с тех пор не как успокоится не могу, это же надо ничего путного мне не ответили, а теперь я создал свою физику и она мне нравится, а вам?

Мне кажется что Вы знаете ответ на мои те давнишние вопросы!
Или мне не кажется и Вы знаете ответов?

Ну вот для разминки мозгов.
Вопрос по крыльям с определенными осесимметричными профилями.
Парни, это вопрос о профилях, а не флуд и не тролинг.
Хотя если вы пугаетесь простых вопросов по аэродинамике, то для вас всякий задающий вопросы безусловно троль.
Итак.
Есть диск Фрисби для пляжного развлечения.
Его бросают придав ему вращение и он красиво и плавно летит.
Вспомнили?
Окружная скорость этого диска соизмерима со скоростью полета или даже меньше когда диск теряет поступательную скорость.
Следовательно, для бросающего диск правши, на левой половинке диска скорости обдува находятся в пределах от скорости полета (совсем рядом с центром) и удвоенной скорости полета на периферии.
На правой стороне вращающегося диска скорости обдува находятся в пределах от скорость полета (рядом с центром) и до нулевой скорости на периферии.
Вспоминаем, что одним из основных способов при изучении поведения профилей является принцип обращения.
Теперь, беззаветно веря в уравнения Бернулли и в тот принцип обращения имеем очень разные подъемные силы на половинках вращающегося диска.
На левой половине вращающегося диска квадраты скоростей обдува в разы превышают квадраты скоростей обдува на правой части вращающегося диска. Исходя из правильности теории основанной на уравнениях Бернулли подъемная сила на левой половинке диска в разы превышает подъемную силу правой половинки вращающегося диска.
Это приводит к тому, что равнодействующая подъемной силы будет смещена сильно влево от оси вращения по ходу полета.
Но этот вращающийся диск является гироскопом с его свойствами гироскопического момента который действует перпендикулярно приложенному моменту от той подъемной силы.
Вот никогда не запоминал за ненадобностью правило гироскопа куда он должен отклонятся на карбиролвание или пикирование.
Но это пока не принципиально.
Главное что диск будет либо увеличивать угол атаки, либо уменьшать его.
А диск то летит ровно как блинчик. Конечно если его бросать не кривыми руками.
И возникает вопрос по профилю дискообразного крыла.
Толи ученные что то накосячили с гироскопами, то ли с теорией о подъемной силе.
Вот я уверен, что с гироскопическим моментом все в порядке.
Это может подтвердить всякий пилот самолета с одним винтом вращающимся в одну сторону несмотря на то, что его "правильно" учили почему летают самолеты.

 

[Anatoliy.]

а теперь я создал свою физику и она мне нравится, а вам?

Успокойтесь, уважаемый.
Ничего я не придумывал.
Всё до меня придумали.
Это не новая физика, а вторая используемая теория о подъемной силе которая основана на импульсе сил и о которой Вы никогда не слышали.
А эта теория официально признана и используется в аэродинамике и конструкторами.

 

[дима043]

Мне кажется что Вы знаете ответ на мои те давнишние вопросы!
Или мне не кажется и Вы знаете ответов?


Есть диск Фрисби для пляжного развлечения.
Его бросают придав ему вращение и он красиво и плавно летит.

Окружная скорость этого диска соизмерима со скоростью полета или даже меньше когда диск теряет поступательную скорость.
Следовательно, для бросающего диск правши, на левой половинке диска скорости обдува находятся в пределах от скорости полета (совсем рядом с центром) и удвоенной скорости полета на периферии.

А с какой стати на подъемную силу будет влиять тот факт вращается поверхность диска или не вращается если при этом ее форма профиля в поперечном сечении, сделанном направлении обтекания не меняется. И поток движется плюс минус в ту же сторону по той же траектории. Нет конечно есть вязкость воздуха есть пограничный слой и давление там меняется. Но ни в какие там не в разы. Тарелка если вращается то летит по дуге как крученый мяч.

Так тогда можно сказать что если просто раскрутить диск фрисби на оси тоже появится подъемная сила а ее нет или почти нет.

 

[Amator]

А с какой стати на подъемную силу будет влиять тот факт вращается поверхность диска или не вращается если при этом ее форма профиля в поперечном сечении, сделанном направлении обтекания не меняется. И поток движется плюс минус в ту же сторону по той же траектории. Нет конечно есть вязкость воздуха есть пограничный слой и давление там меняется. Но ни в какие там не в разы. Тарелка если вращается то летит по дуге как крученый мяч.

Так тогда можно сказать что если просто раскрутить диск фрисби на оси тоже появится подъемная сила а ее нет или почти нет.

Не давайте пищу тролю

 

[казак]

Это приводит к тому, что равнодействующая подъемной силы будет смещена сильно влево от оси вращения по ходу полета.

Анатолий , вот если бы вы владели теорией вертолётного винта , то по аналогии с рассуждениями про диск Фрисби, могли бы заявить о машущих лопастях..Рассматривая несущий винт Ми 8 правого вращения , можно сказать , что лопасть двигаясь навстречу потоку взмахивает вверх , а двигаясь назад попутно с потоком взмахивает вниз ! Лопасть имеет горизонтальный шарнир и машет с запаздыванием из-за момента инерции покоя ,в результате конус винта завален вправо и назад.. Появляется эффект валёжки..Именно поэтому есть угол опережения оси управления автоматом перекоса на 20-26 градусов в среднем по вертолётам.. В отличии от диска Фрисби соотношение скорости вращения винта 25м/сек на радиусе лопасти=8м является соотносимым с скоростью поступательной вертолёта 50м/сек(180к/час)..У диска нет шарнира и эти соотношения находятся в другой пропорции на порядок как минимум , например, вращение диска 25м/сек и полёт его всего 5м/сек и говорить про какое то аэродинамическое влияние поступательной скорости у диска будет не верным..Влияние на левой и правой половинах будет микроскопичным и с ним гироскопический момент вращения диска справляется легко..

 

[Anatoliy.]

Анатолий , вот если бы вы владели теорией вертолётного винта

От невладения теорией вертолетного винта я как то с бухты барахты написал программу расчета не только несущего винта но и воздушного маршевого винта. В этой программе есть возможность изменять значительно больше параметров, чем Вы знаете в той теории вертолетных винтов. В той программе можно просмотреть значительно больше параметров и в различных условиях, чем Вы можете представить.
Например можно получить конкретные углы установки тех вертолетных лопастей и вычислить тягу маршевого винта от стояночного положения через рулежные скорости, при взлетных скоростях, на крейсерских режимах, при максимальной скорости и вплоть до вырождения воздушного винта хоть с фиксированным шагом, хоть для ВИШа.
При освоении навыков работы с программой возможно определение диапазона вращения несущего винта и при этом вычислить вертикальную скорость при авторотации. И не придется ручку ШАГ - ГАЗ тупо упирать в пол, а можно точно вычислить углы установки лопастей при различных скоростях самовращения. И можно точно узнать до каких оборотов можно снижать обороты несущего винта на режиме самовращения.
Ну наверно я просто не знаком с теорией вертолетного винта, а заодно и с теорией маршевых винтов. что на всякий случай вложил столько параметров и возможностей в программу.

 

[Anatoliy.]

В отличии от диска Фрисби соотношение скорости вращения винта 25м/сек на радиусе лопасти=8м является соотносимым с скоростью поступательной вертолёта 50м/сек(180к/час).

Вы наверное что то попутали?
Скорость вращения выражают либо в радианах в секунду, либо в оборотах в секунду.
А в м/с измеряют окружную скорость.
Вы про какой диаметр несущего винта тут пишете для которого на радиусе 8 метров скорость вращения равна 25 м/с ?????????????

 

[Anatoliy.]

А с какой стати на подъемную силу будет влиять тот факт вращается поверхность диска или не вращается если при этом ее форма профиля в поперечном сечении, сделанном направлении обтекания не меняется.

Так и любой профиль что в полете, что в аэродинамической трубе при обдувке свою форму не меняет.

По поводу Ваших слов "А с какой стати..."
Вы про принцип или правило обращения (обратимости) что нибудь читали или хотя бы слышали?
Напомню.
Правило это гласит, что подъемная сила крыла как и все его остальные параметры будут одинаковыми если крыло движется в неподвижном воздухе и если неподвижное крыло обдувать воздухом при условии равенства относительной скорости крыла по отношению к воздуху.
Так вот, применяя с в строгом соответствии это правило рассматривается случай, когда части вращающегося диска в зависимости от радиуса вращения и азимута по отношению к направлению полета имеют различные относительные скорости по отношению к воздуху.
И не важно по тому правилу кто в чем и относительно чего движется.
Или опять ради Вас непонятливого будем отвергать правило обращения в каждом конкретном случае подстраиваясь под Ваше хочу - нехочу, понимаю - непонимаю, знаю - незнаю?

 

[kamuta]

Ну вот для разминки мозгов.

Очень интересный вопрос, кстати - меня он заинтересовал в детстве когда я делал (и главное - запускал) бумеранги, один из них как раз был дисковым с выпуклым профилем...
Так вот - чтобы ответить на него, советую размять не только мозги но и ноги - попробуйте запустить такой диск против ветра и всё станет понятно (блинчиком он уже не полетит)...
Подсказка - чем замечателен спокойный воздух? Тем что в любом направлении нулевой угол атаки...
P.S. и ещё раз внимательно-внимательно разберитесь с гироскопической прецессией (вдруг окажется что она не хочет менять угол атаки а станет поворачивать в обратную сторону?)

 

[alouette]

Да это я в программе проверил которая писана была по формулам Бернулли.

Что за программа, где можно скачать?

 

[Anatoliy.]

Подсказка - чем замечателен спокойный воздух? Тем что в любом направлении нулевой угол атаки...

А чем замечателен принцип обращения?
В том что для изучения свойств крыла безразлично движется ли воздух относительно крыла или крыло движется относительно воздуха.

попробуйте запустить такой диск против ветра и всё станет понятно (блинчиком он уже не полетит)...

А чем в таком случае отличается медленно летящий диск в ветер от быстро летящего диска в безветрие с точки зрения принципа обратимости при условии что скорость ветра относительно диска в обоих случаях равная?
Наверное наличием и отсутствием турбулентности в воздухе.
Вы никогда не наблюдали как ведут себя мыльные пузыри с размерами порядка метра при слегка слабом дуновении ветра?
Такие пузыри совсем не похожи на шары. И колбасит их эта турбулентнось воздуха будь здоров как.

... и ещё раз внимательно-внимательно разберитесь с гироскопической прецессией (вдруг окажется что она не хочет менять угол атаки а станет поворачивать в обратную сторону?

Когда на лабораторках самостоятельно своими руками прикладываешь момент силы к вращающемуся гироскопу, то своими глазами видишь, что гироскоп отклоняется поперек приложенному моменту.
Я не прогулял того лабораторного занятия про гироскопы.
Но можно и не посещать эти лабораторные занятия .
Достаточно крутануть волчок и понаблюдать как он себя ведет когда начинает останавливаться.
Там его мотает эта самая прецессия.

 

[Anatoliy.]

Что за программа, где можно скачать?

Эту программу я рассылаю по электронной почте всем желающим.
Программа написана в Экселе.
В ней специально разблокирована защита для того, чтоб пользователь смог докопаться до каждой ячейки программы.
И таких обладателей моей программы уже многие десятки.
Только вот беда, очень мало пользователей разобрались с той программой и как ей пользоваться.
А в той программе куча пояснений для самостоятельного познания её.
И я при отсылке программы каждому предлагаю помощь.
Только единицы задают вопросы.
Если Вас заинтересовала программа, то сообщите мне свой электронный адрес.
Я тут же вышлю.

Вот пример из объяснений, что входят в программу:

 

[казак]

Анатолий я рад за вас , что вы владеете теорией полёта вертолётов, это редкость среди обывателей и моё уважение к вам ! Вы отчасти разделяете мою точку зрения , что причину возникновения аэродинамических сил нужно рассматривать на микроуровне взаимодействия элементарных частиц газа .. В результате такого взаимодействия газа с твёрдой поверхностью возникают импульсы малых возмущений которые и формируют поля давлений , в результате направляют воздушные массы , которые по Ньютону и создают импульсы сил..Только вот что касается скоса потока за задней кромкой крыла не могу согласится с вашей теорией ..Поток сходит под углом вниз паралельно поверхности крыла и кроме силы сопротивления своей турбулентностью в общем потоке , создать какой либо импульс силы относительно крыла не имеет возможности..

Скорость вращения выражают либо в радианах в секунду, либо в оборотах в секунду.
А в м/с измеряют окружную скорость.

Это правда , но чтобы сделать сравнительный анализ скоростного напора и окружной скорости я пересчитал окружную скорость через обороты несущего винта (которые на Ми-8 есть величина постоянная 192 об/ мин , поддерживается регулятором постоянства оборотов) на м/сек ..

Вы про какой диаметр несущего винта тут пишете для которого на радиусе 8 метров скорость вращения равна 25 м/с

Я ошибся в расчёте цифр. Винт на радиусе 8м вращается с скоростью 160м/сек , что в 3 с лишним раз больше поступательной скорости 50м/сек (180к/час) Почему беру 8м радиуса , потому что на этом радиусе примерно располагается вектор тяги НВ ..У метательного диска радиусом 0.3м скорость вращения при тех-же оборотах192м/сек будет 90м/сек при поступательной скорости движения примерно 5м/сек разница скоростей получается в 18 раз , что совершенно не одно и тоже как у Ми-8..Именно поэтому у диска гироскопический момент справляется с валёжкой из-за разницы в скоростях у наступающего сектора диска и отступающего , а у конуса Ми-8 не справляется ..Как писал выше конус НВ Ми-8 заваливается вправо и назад примерно на 30град сектора вращающегося диска..

 

[казак]

От невладения теорией вертолетного винта я как то с бухты барахты написал программу расчета не только несущего винта но и воздушного маршевого винта. В этой программе есть возможность изменять значительно больше параметров, чем Вы знаете в той теории вертолетных винтов. В той программе можно просмотреть значительно больше параметров и в различных условиях, чем Вы можете представить.
Например можно получить конкретные углы установки тех вертолетных лопастей и вычислить тягу маршевого винта от стояночного положения через рулежные скорости, при взлетных скоростях, на крейсерских режимах, при максимальной скорости и вплоть до вырождения воздушного винта хоть с фиксированным шагом, хоть для ВИШа.
При освоении навыков работы с программой возможно определение диапазона вращения несущего винта и при этом вычислить вертикальную скорость при авторотации. И не придется ручку ШАГ - ГАЗ тупо упирать в пол, а можно точно вычислить углы установки лопастей при различных скоростях самовращения. И можно точно узнать до каких оборотов можно снижать обороты несущего винта на режиме самовращения.
Ну наверно я просто не знаком с теорией вертолетного винта, а заодно и с теорией маршевых винтов. что на всякий случай вложил столько параметров и возможностей в программу.

Скажите Анатолий , а можно в вашей программе посчитать мах допустимый боковой ветер на посадке - взлете для рулевого винта , например у Робинсон Р-44, если не знаком с РЛЭ этого в-та ?

 

[kamuta]

А чем замечателен принцип обращения?

принципы нужно применять с умом - симметричный диск не может сам изменить угол атаки без ветра...

гироскоп отклоняется поперек приложенному моменту

вот именно поперек - от стремится повернуть в обратную сторону и компенсирует момент... Вспомните что гироскоп используют как эффективный стабилизатор любых возмущающих моментов

Если Вас заинтересовала программа, то сообщите мне свой электронный адрес.

вижу что за эти годы программа расширилась - kamuta@mail.ru

P.P.S. тут правильно сказали что основу аэродинамики заложил Жуковский и он использовал не только труды Бернулли но и все остальные законы науки, включая Ньютона...

 

[Anatoliy.]

Скажите Анатолий , а можно в вашей программе посчитать мах допустимый боковой ветер на посадке - взлете для рулевого винта , например у Робинсон Р-44, если не знаком с РЛЭ этого в-та ?

Нет, эта программа изначально писалась для маршевого винта и поэтому её можно использовать для несущих винтов только для режима осевой обдувки.
Её можно переписать и для несущего винта с учетом косой обдувки, но пока мне этого не требуется, так как в режиме висения вертолет потребляет максимальную мощность.
В горизонтальном полете при скорости примерно 80км/час потребная мощность минимальная.
А дальше при росте горизонтальной скорости мощность возрастает, и скорость полета "упирается" в максимальную взлетную мощность.
Этой программы мне пока достаточно для проектирования вертолета в категории до 115 кг.

 

[Anatoliy.]

причину возникновения аэродинамических сил нужно рассматривать на микроуровне взаимодействия элементарных частиц газа

К сожалению такой подход был и у Ньютона, но это справедливо только для сильно разрежённых газов когда таких столкновений молекул с крылом не происходит на верхней поверхности.
Хотя этим пользуются когда применяют решетчатые управляемые поверхности в ракетостроении и в малой части когда применяют цельноповоротные стабилизаторы и рули направления, но только частично.

По поводу скоса воздушного потока за крылом можно убедиться на примере воздушного или несущего винта.
Там наиболее наглядно проявляется теория о подъемной силе на основе импульса сил, и этот скос потока наиболее ощутим мордой лица. (шутка).
Вот для меня не важно крыло это или лопасть винта.
И там, и там присутствует скос потока.
Вот картинка такого скоса
Слева скос потока у воздушного винта, а справа скос у крыла.

.

Почему обращают внимание на скос потока сразу на срезе задней кромки?
Это уже результирующий скос потока который является результатом проинтегрированного воздействия всех местных скосов потока вдоль хорды крыла.
Во что этот скос превратиться за срезом крыла уже не важно. Всё что смог сотворить скос для подъемной силы и внесения дополнительного индуктивного сопротивления он уже совершил.
А за задней кромкой крыла уже начинаются обратные процессы по успокоению возмущения воздушного пространства.
И как правило это выливается в развитие концевых вихрей и вихревой дорожки Кармана.
Но это не моя теория как Вы предположили.
Это общепризнанное явление описываемое в учебниках по аэродинамике.