Рассуждения о природе подъемной силы крыла

Корифеи поправьте, подъёмная сила так работает "на пальцах"?
Если не придираться к словам, примерно так.

Уточнения:
- следует принимать во внимание действие силы тяжести(среды), точнее, ее противо- или со- действие другим силам
- вязкость среды и инерционность воздуха, имеют бОльшее влияние, чем Вы упомянули
-сила трения (вдоль поверхности), пропорциональна силе нормальной к поверхности (грубо-давлению)
 
Не надо объяснять чужую ерунду. Это ведет к Вашей собственной.
Уровень водяного столба-статика. Истечение-динамика. Вам обязательно нужны "водопроводные" /"плотинные" термины, для описания ТЕЧЕНИЯ? Понятия "давление"-вам недостаточно?
Вы забыли что жидкость стоит ! Про какую динамику Вы говорите ? Крыло просто раздвигает жидкость , не в силах изменить её плотность , а значит и давление..
Ваш ответ-неполон (+замечание выше), следовательно, Вы неправы.
Даю вопрос-подсказку: откуда берется энергия, для ускорения некоей массы газов?
Нужно делить жидкость и газы как абсолютно разные среды по своим физическим характеристикам , поэтому поведение среды (газа) при воздействии на неё предмета(профиля) правильно будет рассматривать с точки зрения МКТ , и придётся привыкать к термину плотность .. И все таки , Чечако , Вы не ответили на вопрос : - При увеличении объёма для одного и того же количества газа уменьшается его плотность и соответственно давление У вас другие данные ?
 
Вы забыли что жидкость стоит !

Вы хотите поговорить о гидростатике?

правильно будет рассматривать с точки зрения МКТ , и придётся привыкать к термину плотность .. И все таки , Чечако , Вы не ответили на вопрос : - При увеличении объёма для одного и того же количества газа уменьшается его плотность и соответственно давление У вас другие данные ?
Вы сами ответили на свой вопрос, ну и на мой тоже... но не поняли этого.
 
Крыло просто раздвигает жидкость , не в силах изменить её плотность , а значит и давление..
Как сказал классик, всё зависит от диаметра иглы. Разумеется плотность при повышении давления увеличивается. Главный вопрос: на сколько?
Вот мы летаем на СЛА. Дельталётное крыло имеет площадь примерно 15 м кв. Полётный вес до 450 кГ. Давление, которое держит этот вес равно 450/15 = 30 кГ/м кв. = 300 Па. Вспоминаем, что атмосферное давление равно 1 атм = 1 кГ/см кв. = 10^5 Па. А это в 333 раза больше. Т.е. самоль удерживается в воздухе исчезающе малым давлением, и оно равно 1,003 атм.
А теперь вспоминаем газовый закон из школьной физики. Чтобы не смущать своим разумением тех, кто его не знает, возьмём закон Бойля-Мариотта. Он говорит, что при постоянной температуре PV = const. Умножим и поделим это на массу воздуха, который занимает объём V. Ненужную массу перенесём вправо, а нужную превратим в плотность:

P/ро = сonst, или P~ро.

Из этого следует, что При создание подъёмной силы на нашем дельталёте плотность воздуха под его крылом уменьшается на 1/333 часть от исходного, т.е. на 0,003 атм.
Теперь вопрос: а оно нас должно волновать?
 
Слово "отсос" относится к гуманитарной области. То ли кто-то у кого-то что-то отсасывает, то ли кто-то из чего-то что-то отсасывает.
В науке есть только одно понятие - давление. Давление может быть больше некоторого эталонного значения, и при этом силы направлены в сторону эталонного давления. Если давление меньше эталонного, то силы направлены в противоположную сторону. Мы можем говорить при этом об отсосе. Но это всего лишь наша эмоциональная оценка.
 
На работе сказал, что газ не сосет... Мужики заулыбались, женщины покраснели...
 
Из этого следует, что При создание подъёмной силы на нашем дельталёте плотность воздуха под его крылом уменьшается на 1/333 часть от исходного, т.е. на 0,003 атм.
Теперь вопрос: а оно нас должно волновать?
Замечательный пример!
Однако, в том-то весь фокус, что изменение плотности по расчётам мизерное, а реальная работа - огромна. Это связано с тем, что мизерное изменение плотности воздуха происходит в огромном объёме вокруг крыла. Это примерно 2х10+e5 м3 ( десять в пятой степени кубических метров ) воздуха.
Почитайте работы Грачевского, по ссылке, которую давал выше. Учёт изменения плотности воздуха в пространстве, с которым взаимодействует крыло вносит существенные коррективы в расчётные значения формул аэродинамики... Помогает лучше понять физику реальных процессов, происходящих при обтекании тел воздухом.

И ещё, - раз уж взялись за формулы... Посмотрите с другой стороны: Р/ро = const преобразуем: Р = ро х const. Т.е. изменение давления прямо пропорционально изменению плотности воздуха. Силы давления создают подъёмную силу на крыле. Мы очень заинтересованы, чтобы меньшей площадью крыла, создавать бОльшую подъёмную силу.
В известной формуле подъёмной силы Y= Cy x (( po x V2 )/ 2) плотность считается неизменной по тому, что её не возможно измерить физически вокруг летящего крыла* ( любого объекта ). Вот, все неизвестные и невозможные для точного измерения параметры и входят в так называемые "коэффициенты" - Су и Сх. Зато имеем простую формулу для инженерного расчёта. Не важно, что значения этого расчёта, за исключением тривиальных случаев, отличаются от реальных величин, получаемых на практике с совсем не инженерной погрешностью ( более 30% !).
*( Имеется в виду в непосредственной близости и в том объёме, с которым взаимодействует крыло. Это технически очень сложно...)

Так, что, батенька, не скажите, не скажите... очень должно нас "волновать" изменение плотности в реальном процессе обтекания воздухом материальных тел.
 
mdp-shnik сказал:
Из этого следует, что При создание подъёмной силы на нашем дельталёте плотность воздуха под его крылом уменьшается на 1/333 часть от исходного, т.е. на 0,003 атм.
Теперь вопрос: а оно нас должно волновать?
Я чуть раньше посчитал , давление вокруг крыла при скорости до 50м/сек сверху и снизу изменяется на 5-6 грамм/см2 .. Что бы знать какой масштаб изменения вращается вокруг крыла..
Мы можем говорить при этом об отсосе. Но это всего лишь наша эмоциональная оценка.
Вокруг крыла если образуется с одной стороны давление минус атмосферного , то это атмосферное давление толкает с другой стороны , и никакого отсоса..
 
Мои извинения автору работ и читателям... без всякого умысла.
( надо было не сокращать имя, а писать полностью: Георгий Иванович Каричевский. Это меня, что-то подклинило...)
 
( надо было не сокращать имя, а писать полностью: Георгий Иванович КарАчевский. Это меня, что-то подклинило...)
 
Однако, в том-то весь фокус, что изменение плотности по расчётам мизерное, а реальная работа - огромна. Это связано с тем, что мизерное изменение плотности воздуха происходит в огромном объёме вокруг крыла. Это примерно 2х10+e5 м3 ( десять в пятой степени кубических метров ) воздуха.
Почитайте работы Грачевского, по ссылке, которую давал выше.
Грачевского обязательно почитаю в ближайшее время. Пока не могу. Мне сейчас проще посчитать работу, о которой Вы толкуете. Работа равна Р*dV. Здесь Р - атмосферное давление 1 атм. dV - изменение объёма, связанное с изменением давления и плотности. Поскольку dV = 0,003*10^5, то работа оказывается равной 300 дж. Если она производится за секунду, то это 300 вт. Мой риторический вопрос остаётся открытым: а оно нам надо?
 
Да уж, как с телефона не набирай, все равно, не угадаешь, где он переиначит...

работа оказывается равной 300 дж. Если она производится за секунду, то это 300 вт.
Есть сомнения в верности Вашего расчета... 300 Дж - это мгновенная мощность(?)...
 
Тогда, с другой стороны...
Какую мощность затрачивает мотор Вашего дельталета "на поддержание" этого перепада давления ( изменения плотности ) воздуха. Т.
е. для горизонтального полета(?)
 
Какую мощность затрачивает мотор Вашего дельталета "на поддержание" этого перепада давления ( изменения плотности ) воздуха. Т.
е. для горизонтального полета(?)
Подскажу, как это делается в уме. Определяем полётный вес аппарата - 450 кГ. Набираем безопасную высоту. Останавливаем мотор и фиксируем полётную скорость снижения (2,7 м/с). Далее умножаем полётный вес на эту скорость. Получаем мощность силы притяжения. Именно такую мощность должен создать ВВ, чтобы удержать аппарат в горизонтальном полёте. Если нужна мощность мотора, то делим это число на к.п.д. винта.

Полётный вес 450 кГ = 4500 н, скорость снижения 2,7 м/с. Потребная мощь для гор. полёта 4500*2,7 = 12150 вт. Это в 40 раз больше, чем те 300 вт. Для интереса берём к.п.д. винта 0,6. Получаем мощность двигателя в горизонтальном полёте 20250 вт = 27,5 л.с.
 
  • Мне нравится!
Reactions: ASI
Я прочитал статью Г.Карачевского. Всё о чём он пишет, ожидаемо и понятно. Мы должны знать, что любая научная (а не инженерная) теория является карикатурой на наблюдаемое явление. Абсолютно рассчитать сложные течения воздуха не возможно. В чём суть научного метода? Сначала мы наблюдаем явление. Например, смотрим, как воздух дует на плоскую пластинку, или как свободно вращается полоска бумаги в воздухе. Потом пытаемся явление объяснить, т.е. предлагаем некую гипотезу. Ньютон предложил гипотезу, которая оказалась не состоятельной, так как не подтвердилась экспериментом. Жуковский предложил другую, весьма изощрённую. Оказалось, что бумажку вращает присоединённый вихрь и если бумажку удержать в потоке неподвижно, то вихрь сохранится. На основе этого предположение он построил теорию, которая адекватно описывала аэродинамику, т.е. подтвердилась экспериментом. Зародилось самолётостроение. В тол же время все прекрасно знают, что всё рассчитать нельзя и пользуются результатами измерений.
Я летаю с мотором с прямым приводом. Винт крутится быстро, и его концы почти достигают скорости звука (290 м/с). Вся теория серии винтов СДВ-1 оказалась не годной. Приходится вводить серьёзные поправки, к которым приходишь после изготовления большого количества пробных винтов.
Обычно это объясняют тем, что после скорости 0,6М (200 м/с) аэродинамические силы F не пропорциональны V^2. Оказывается более-менее правильной зависимостью является полином

F = а1*V + a2*V^2 + a3V^3 + a4*V^4 + a5*V^5 + a6*V^6 + a7*V^7.

И как с этим жить? Возникает подозрение, что наши теоретические модели уже не удовлетворяют современным требованиям. Ребята предлагают учесть изменение плотности. В приведенной мной формуле она учтена. Кстати, я не смог подобрать её коэффициенты для винтов СДВ-1. И это понятно, т.к. формула описывает обтекание тела, которое перемещается равномерно и прямолинейно. А с винтом тут чёрт ногу сломал и образовался ложный сустав.

Из этого следует, что рано или поздно, на бумаге или с помощью суперкомпьютера и со всем не пез помощи острого человеческого ума, аэродинамика продвинется на более высокий уровень. Нужно только, чтобы нынешнее поколение престарелых учёных естественно вымерло, а молодые не боялись идти на риск.
 
Так, по этой причине и существует, как основной и наиболее достоверный способ получения данных для расчетных значений натурного аппарата, метод продувок моделей в аэродинамической трубе.
Продувка даёт коэффициенты ( Сх и Су ) которые интегрально учитывают все степени полинома...
Однако, достоверные только для данного случая. Ну, или более менее точно описывающие режимы обтекания конкретной конструкции ( модели )...
Это довольно просто, быстро и... удобно.
Компьютерные продувки - это пока "веселые картинки", ( даже на самых продвинутых программах ), которые дают совпадение с модельными продувками в тривиальных случаях, а в остальном - в разы менее точные значения. Но, имеют хорошую визуализацию обтекания. Так сказать, наглядную картинку, позволяющую понять, как в принципе происходит обтекание предметов потоком.
 
Назад
Вверх