Hvordan genererer vinger løft?

For å komme til bunns i det kan det hjelpe å se ved løft på molekylært nivå:

Hvert luftmolekyl er i en dynamisk likevekt mellom treghets-, trykk- og tyktflytende effekter:

• Treghet betyr at massen av partikkelen vil reise videre som før og trenger kraft for å bli overbevist ellers.
• Trykk betyr at luftpartikler svinger hele tiden og spretter inn i andre luftpartikler. Jo mer sprett, jo mer kraft utøver de på omgivelsene.
• Viskositet betyr at luftmolekyler, på grunn av denne svingningen, har en tendens til å anta hastigheten og retningen til naboene.

Flyt over den øvre siden av vingen

Nå til luftstrømmen: Når en vinge nærmer seg med subsonisk hastighet, vil lavtrykksområdet over den øvre overflaten suge inn luft foran seg. Se det på denne måten: Over og nedstrøms en luftpakke har vi mindre sprett av molekyler (= mindre trykk), og nå vil den uforminskede sprett av luften under og oppstrøms for den pakken skyve luftmolekylene oppover og mot den vingen. Luftpakken vil stige og akselerere mot vingen og suges inn i det lavtrykksområdet. På grunn av akselerasjonen vil pakken strekkes på langs og trykket synker synkronisert med at den tar fart. Spredning skjer i strømningsretning – pakken er forvrengt og strukket i lengderetningen, men trekker seg i retningen ortogonalt til strømmen. Denne sammentrekningen er nødvendig for å gi plass til den vingen; i supersonisk flyt vil det avta for samme formål. Når du er der, vil det » se » at vingen under den bøyer seg bort fra kjørebanen, og hvis den banen vil forbli uendret , ville det dannes et vakuum mellom vingen og luftpakken vår. Motvillig vil pakken endre kurs og følge vingens kontur. Dette krever enda lavere trykk for å få molekylene til å endre retning. Denne hurtigflytende, lavtrykksluften vil igjen suge inn ny luft foran og under den , vil fortsette å bremse og gjenvinne sitt gamle trykk over den bakre halvdelen av vingen, og vil strømme av med sin nye strømningsretning.

Merk at løft bare kan skje hvis den øvre konturen på vingen vil skråning nedover og vekk fra den opprinnelige banen til luften som strømmer rundt vingens fremkant. Dette kan enten være camber eller angrepsvinkel – begge vil ha samme effekt. Siden camber tillater en gradvis endring av konturen, er den mer effektiv enn angrepsvinkelen.

Flyt over den nedre siden av vingen

En luftpakke som havner under vingen vil oppleve mindre løft og akselerasjon, og i den konvekse delen av sterkt buede bunker vil den oppleve kompresjon. Det må også endre strømningsveien, fordi den buede og / eller skrå vingen vil skyve luften under den nedover, og skape mer trykk og mer sprett ovenfra for pakken vår under vingen. Når begge pakkene kommer til bakkanten, vil de ha fått litt nedoverhastighet.

Bak vingen vil begge pakkene fortsette langs nedoverveien en stund på grunn av treghet og skyve annen luft under dem ned og sidelengs. Over dem vil denne luften, som har blitt skjøvet sidelengs før, nå fylle rommet over våre to pakker. Makroskopisk ser dette ut som to store virvler. Men luften i disse virvlene kan ikke virke lenger på vingen, så det vil ikke påvirke drag eller løft. Se her for mer om den effekten , inkludert vakre bilder.

Løft kan forklares på flere, tilsvarende måter

Etter bildet av et trykkfelt som er skissert ovenfor, er løft forskjellen i trykk mellom øvre og nedre overflate av vingen. Molekylene vil sprette mot vingeskinnet mer på undersiden enn på oversiden, og forskjellen er løft.

Eller ser du på det makroskopiske bildet: En viss luftmasse har blitt akselerert nedover av vingen, og dette krevde en styrke for å handle på den luften. Denne styrken er det som holder flyet oppe i luften: Løft.

Hvis du ser på vingen som en svart boks og bare tar hensyn til impulsen til den innstrømmende og utstrømmende luften, vil vingen endre impulsen ved å legge til en komponent nedover. Reaksjonskraften til denne impulsendringen er løft.

Uansett vil du komme til det samme resultatet. Forresten: Det meste av retningsendringen skjer i den fremre delen av bæreflaten, ikke ved bakkanten!

Lift er et spørsmål om definisjon

Lift og indusert drag er begge en del av trykket som virker på vingen. Hvis du legger sammen alle trykkreftene som virker på en ving, vil den resulterende vektoren peke litt bakover. Den strømvise komponenten er dra, og komponenten vinkelrett på bevegelsesretningen er løft. Dette er bare en definisjon, laget for enkelhet.

Kommentarer

• Dette er utmerket, jeg satte spesielt pris på miniforelesningen om molekyler, jeg tror det virkelig hjalp meg til å forstå. For alle andre som leser dette, btw, sørg for at du ser på DanHumes svar også, det går over noen av de vanlige mytene om hvordan heis genereres. Det ‘ er også veldig nyttig.
• Dette var et flott svar!
• Flott svar. Denne youtube.com/watch?v=zp1KzGQdouI viser at bevegelse / løft er mulig uten Bernoulli.
• Jeg har et spørsmål om flyt over den nedre siden av vingen: er trykket der høyere enn omgivelsen eller bare » mindre redusert » enn over oversiden av vingen? Og jeg leste et eller annet sted at luft over undersiden av vingen går saktere og deretter setter fart, er dette sant? Eller luften er bare » mindre akselerert: enn over vingens øvre overflate?
• @Konrad Detaljene avhenger av tykkelsen på bunken. På tynne bæreplater i høy angrepsvinkel reduseres strømmen over undersiden og trykket er høyere enn omgivelsesområdet. I de fleste tilfeller er trykket og hastigheten nær omgivelsene. På tykke bunker i lav angrepsvinkel er din siste setning riktig: Luft vil være mindre akselerert på undersiden. Ved slutten av løpeturen vil luften anta omgivelseshastighet og trykk igjen, så den vil øke hastigheten eller redusere hastigheten avhengig av tilstanden den hadde før.

Kort svar: ved å utøve en nedadgående kraft i luften rundt dem.

Langt svar: Noen oppsøkende mennesker ved NASAs Glenn Research Center har skrevet opp en veldig god flersidig forklaring, som behandler hver enkelt bidragseffekt individuelt, samt noen diskusjoner om hvorfor forklaringer du kanskje har hørt på skolen ikke fungerer. Siden navigeringen der er litt funky, vil jeg koble hver side individuelt med en kort oppsummering.

Løft fra trykkområdet

Når en væske beveger seg over en gjenstand (eller omvendt), er trykket forskjellig på forskjellige punkter. På grunn av denne trykkforskjellen er det en total kraft. Du kan bruke Bernoulli-ligningen til å utarbeide denne kraften, men du må vite hastigheten på væsken (på hvert punkt på vingen) for å starte. Du kan ikke bare forklare det med «Bernoulli-effekten», fordi Bernoulli-effekten gjelder like mye for alt som beveger seg gjennom luften.

Løft fra Flow Turning

Begge flatene på vingen snu luftstrømmen. Bunnflaten avbøyer den (luften spretter av vingen), mens den buede toppflaten bøyer den rundt (luften stikker Vingen av strømmen er det som gir deg løft i stedet for bare å dra. Du kan se på vendingen som kilden til trykkforskjellen i Bernoulli-effekten, eller du kan tenke på det bare i forhold til lik og motsatte krefter.

Det er en annen måte å modellere strømningsvending på, som ikke blir diskutert på NASA-siden. Hvis du har hørt om Kutta-Joukowski-teoremet, er det dette det er relatert til. Når luften bøyer seg rundt vingen (eller et hvilket som helst objekt), er det to spesielle punkter. På forsiden av vingen går noe av luften over toppen, og noe går under bunnen, men det er et punkt mellom de to. Den motsatte situasjonen skjer bak på vingen, hvor luften fra toppen overflaten møter luften som kom i bunnen (men ikke den «samme» luften: se feil teori nr. 1 nedenfor). Disse to punktene kalles stagnasjonspunkter . I en normal gjenstand er de » det samme nivået vertikalt hverandre, men fordi baksiden av en vinge er skarp , vil det bakre stagnasjonspunktet danne seg bak den når vingen beveger seg raskt nok. Det er lavere enn det fremre stagnasjonspunktet, noe som innebærer at luftens nettbevegelse er nedover. Det er der strømningssvingningen kommer fra, og setningen lar deg beregne hvor mye løft du får.

Feil teori nr. 1: Lik transittid

Som sagt, for å påkalle Bernoulli-effekten, har du for å forklare hvorfor luften på den øvre overflaten beveger seg raskere. Lærere hevder ofte at det er fordi luften på toppflaten må møte luften på bunnflaten. Det er rett og slett feil, og det er en fin simulator for å demonstrere det.

Feil teori nr. 2: Hopp over stein

Denne siden diskuterer når folk innser at luften «spretter av» vingens bunnflate, men forsømmer toppen overflate.

Feil teori # 3: Venturi

Noen forestiller seg den øverste overflaten av vingen som en halv av en Venturi-dyse (en dyse som fremskynder væskestrømmen ved å trekke den sammen). Denne hastighetsforskjellen vil gi en trykkdifferanse (Bernoulli-effekt igjen), men det viser seg at vingen ikke fungerer som en dyse i det hele tatt. / p>

Bernoulli og Newton

Denne siste siden oppsummerer bare at feil teorier starter med velkjent fysikk (Newton lovene eller Bernoulli-effekten), men prøv å forenkle alt for å få dem til å passe til situasjonen, så de ender opp med forklaringer som gir gale spådommer.

Kommentarer

• Etter min mening er den letteste å forstå den flytende forklaringen. Jeg mener, du kan nesten føle det;]
• -1 for feil forklaring av Kutta-Joukowski-setningen og strømningsvending. Man bør huske at strømningssvinging er effekten av heisen (Som ble skapt av trykkforskjell), snarere enn årsaken til heisen.
• @VictorJuliet: Det er heller ikke årsak og virkning. De er begge egenskapene til væskestrømmen. Men for forklaringsformål er retningen i dette svaret riktig, hovedsakelig fordi motsatt retning er ikke mulig ; du kan hente løft fra Kutta-Joukowski-setningen, men du kan ‘ t utlede Kutta-Joukowski-setningen fra heis.
• Det eneste gale med forklaringen på Kutta -Joukowski-setningen er at den ikke nevner grunnen til at det bakre stagnasjonspunktet beveger seg, noe som er treghet i luften.
• @VictorJuliet: Jeg ser ikke ‘ ser ikke teksten for å prøve å bevise at det bakre stagnasjonspunktet beveger seg ved bruk av Kutta-Joukowski ‘ s teorem (som bare sier at det gjør det og hvordan man kan utlede løft fra det). Det forklarer det ikke. Den forklarer verken hvorfor den beveger seg til bakkanten (strømningens treghet), eller hvorfor den beveger seg under den fremre (angrepsvinkelen + allerede vet at den er på bakkanten).

HVORDAN EN FLYPLAN genererer løfter

Det er vanligvis to populære tankefelt (unntatt den avkalte teori om lik tid) bak hvorfor et fly flyr; noen tror det er forårsaket av en anvendelse av Newtons tredje lov, og andre mener at det er forårsaket av en trykkforskjell på toppen og bunnen av vingen. I utgangspunktet både den «newtonske» forklaringen og «høyt / lavt trykk» har rett til en viss grad. NASA erkjenner dette (se andre referanse nedenfor) i sin artikkel, men deres endelige forklaring er mye mer fokusert på matematisk anvendelse og mindre på en fysisk forklaring.

Newtons tredje lov

På Newtons 3. lovside er netto aerodynamisk kraft forårsaket av en omdirigering av den relative vinden nedover (kjent Hvis du ser på vektordiagrammet som beskriver kreftene fra vingen i luften, er det vist at denne omdirigering er forårsaket av en kraft på vinden av vingen som peker nedover og mer eller mindre vinkelrett på akkordlinje av vingen (linjen direkte mellom forkant og bakkant). På grunn av Newtons tredje lov resulterer dette i en kraft av vinden på vingen i motsatt retning (oppover og mer eller mindre vinkelrett på akkordlinjen); denne oppadgående netto aerodynamiske kraften utgjør løft og indusert drag (drag forårsaket av løfteprosessene til bærebladet, for ikke å forveksle med parasittisk drag som er drag forårsaket av flatens overflater; en fallskjerm som henger bak flyet vil bidra til parasittisk drag, og alle flyfolier produserer en viss mengde indusert drag når de genererer løft).

På bunnen av vingen kan denne omdirigering av luft forklares enkelt. Den relative vinden treffer bunnen og blir tvunget bort fra bunken av bunns normale kraft.

På toppen av vingen blir luften omdirigert av et fenomen kjent som Coanda-effekten, noe som resulterer i en laminær strømning (den relative vinden følger vingen og ledes nedover av den).Jeg vil beskrive hvorfor vinden følger denne laminære strømmen mer detaljert når jeg forklarer det andre store heisgenererende fenomenet som har å gjøre med trykk (da du trenger informasjonen fra den delen for å forstå Coanda-effekten)

Høyt / lavt trykk

Det er et høyere lufttrykk på bunnen av vingen i forhold til Patm (atmosfærisk trykk ). Dette er fordi luftstrømmer er konsentrert når banene deres blokkeres og omdirigeres av bæreflaten. Høyere konsentrasjon av luft fører til høyere trykk.

På samme måte forhindres luftstrømmer på toppen av vingen, og skaper et tomrom der det er en lavere konsentrasjon av luftpartikler og dermed lavere trykk. Fordi væsker naturlig strømmer fra høyt til lavt trykk, suges luften på Patm godt over vingen nedover og klemmer overflaten av vingen. Selv med denne laminære strømmen (som vi diskuterte ovenfor) eksisterer det imidlertid fortsatt en lavtrykkssone på toppen av vingen; luften fra laminærstrømmen er fremdeles ikke nok til å gjenopprette regionen til Patm. Dette kan du finne ved å se på et trykkart over en bunke – du vil se at det er et lavtrykksområde på toppen av vingen selv om laminær strømning eksisterer. Denne delen burde også ha svart hvorfor laminær strømning eksisterer (se siste del av Newtons tredje lovdel ovenfor).

Endelig fordi du har et høyere trykk (kraft per enhet av område) på bunnen av vingen enn du gjør på toppen av vingen, er kreftene på bunken ubalansert og peker oppover, i en lignende retning den netto aerodynamiske kraften forårsaket av Newtons tredje lov (detaljert ovenfor). Dette bidrar til netto aerodynamisk kraft.

På grunn av det lavere trykket på toppen av vingen i forhold til bunnen, beveger luftstrømmen på toppen av vingen raskere enn på bunnen, ifølge Bernoulli » s ligning (i utgangspunktet i en luftstrøm resulterer en reduksjon i trykk i en økning i hastighet og omvendt) – Se flytskjema øverst i dette innlegget. Dette kan være grunnen til at «like tid» -teorien (at luftstrømmen på toppen av vingen har større avstand til å reise, slik at den må reise raskere) er så allment akseptert. Luftstrømmen på toppen beveger seg raskere, men ikke fordi den er en lengre avstand.

Dette tegner seg også for «vingespisshvirvler» – de virvlende lufthvirvler som kan sees (under visse forhold) bak vingene på et fly. Dette er fordi høytrykksluften fra bunnen av vingen virvler over endene av vingen for å prøve å nøytralisere lavtrykksområdet på toppen (fordi væsker har en tendens til å bevege seg fra høyt til lavt trykk). øker trykket på toppen av vingen (og som et resultat reduserer trykket på bunnen) noe, noe som reduserer trykkforskjellen, men siden flyet beveger seg, ikke all luften som beveger seg fra bunnen til toppen når sitt mål når flyfolien beveger seg ut av veien og lar den luften virvle i en sirkulær virvel. Denne strømmen av høytrykksluft reduserer heisen (fordi den reduserer trykkforskjellen). Derfor ble vingene oppfunnet (De vertikale vingeforlengelsene på enden av vingene) – – for å blokkere noe av dette f lav og øke løft (og dermed drivstoffeffektivitet). «Bakkeeffekt», eller fenomenet som øker heisen når et fly er nær bakken, skyldes at bakken kommer i veien for luften og prøver å virvle opp og nøytralisere lavtrykket på toppen av vingen.

Sluttkommentarer

Enda et aerodynamisk fenomen som jeg vil relatere til denne forklaringen er en «stall». Når en bunke stanser, mister den en stor mengde løft og kan ikke lenger motvirke tyngdekraften, noe som får flyet til å stupe til bakken. Som pilot har jeg øvd på boder mange ganger, og det er to merkbare ting som skjer opp til en bod. Den ene er at flyet mister flyhastigheten betraktelig når du begynner å øke angrepsvinkelen. I dette tilfellet er det som skjer at den totale kraften på vingen blir vinklet bakover, så det er hovedsakelig indusert drag i stedet for løft (til et visst punkt øker angrepsvinkelen løft fordi det øker den totale kraften på bunken, men som vinkelen blir ekstrem løft begynner å avta og dra fortsetter å øke). Til slutt når flyet står stille, kjenner du en plutselig rykk nedover av flyet som om en ledning som holder det opp, bare var kuttet.I dette tilfellet har vingen nådd sin kritiske angrepsvinkel, og laminærstrømmen på toppen av vingen (som beskrevet ovenfor) har skilt seg (fordi det lavere trykket på toppen av vingen ikke lenger kan trekke vinden ned for å stemme overens med overflaten som den nødvendige kraften for å endre vindens hastighetsvektor med den store vinkelen, kan ikke utøves av den trykkdifferansen. Når flyet står stille, må du feste den laminære strømmen til luftstrømmen igjen for å «komme seg» fra boden – i en fly gjør du dette ved å kaste deg ned med åket.

I fremtiden vil jeg gjerne utvide dette innlegget med mer matematiske forklaringer på hvordan man kan beregne løftet til en gitt flyfilm samt utforske andre relaterte ting som løftekoeffisient, Reynolds-nummer, hvordan man beregner kritisk angrepsvinkel og relaterte fag. Dette feltet er generelt dominert av empiriske data, og å bryte inn i noe av det med litt komplisert matematikk er vanskelig, men morsomt å gjøre (ikke å nevne fremtidens vei , spesielt ettersom datamaskiner nå kan behandle disse matematiske modellene for oss og gjør det mye raskere enn det eksperimenter kan være.

Nyttige kilder:

1. allstar.fiu.edu/aero/airflylvl3.htm

2. grc.nasa.gov/www/k-12/airplane/bernnew.html

3. grc.nasa.gov/www/k-12/airplane/wrong1.html

4. grc.nasa.gov/www/k-12/ airplane / wrong2.html

5. grc.nasa.gov/www/k-12/airplane/wrong3.html

6. www.youtube.com/watch?v=YyeX6ArxCYI

Kommentarer

• +1 for den animerte giften, veldig kult.
• Denne youtube.com/watch?v=zp1KzGQdouI viser at bevegelse / løft er mulig uten Bernoulli.

Det enkleste svaret som jeg vet er at det fremdeles er nøyaktig, er at for noe objekt å bevege seg gjennom luften, noen kraft må skyve luften foran den ut av veien (tyngdekraft, motorer, fart osv. er ikke matt er). Hvis mer av luften skyves nedover og oppover (for eksempel vinger), kalles forskjellen heis.

Kommentarer

• Jeg må innrømme at ‘ er en ganske ren forklaring på høyt nivå.
• Dette beskriver når det er heis. Det sier ikke noe om hvorfor vinger , spesielt, genererer den.
• Utvid logikken, og du vil se at det ikke er noe spesielt med vinger. Enhver form kan generere løft hvis omstendighetene er riktige, vingeformene er tilfeldigvis bedre til å skyve mer luft nedover, for eksempel en murstein.
• @Koyovis – lydens hastighet gjennom et medium har ingenting å gjøre med heisen som genereres ved å skyve mediet ut av veien. Nøyaktig den samme fysikken gjelder for en aerofoil gjennom vann som den som brukes i Americas Cup-racing. lenke
• @Koyovis Jeg får ikke spørsmålet ditt. Hastighet har ingenting å gjøre med det. Det kreves en kraft (f = ma) for å bevege mediet ut av veien, den kraften kommer fra kjøretøyets drivkraft (motorer, tyngdekraft osv.). Materialet som beveges fremover skyver tilbake (dra) og materialet skyves ned skyver opp (løft).

Vinger genererer løft som skyver luften nedover. Som barn pleide jeg å stikke hånden ut av det åpne bilvinduet og vippe det – det er en kraft oppover. En flat plate gjør dette.

Så flyvinger kan være flate plater, men dessverre skaper flate plater mye drag så snart de lager løft siden strømmen i øvre ende løsner umiddelbart (krøllete spiral på bildet over). Denne effekten kan reduseres ved å bruke en buet plate i stedet for en flat plate, og redusere vortex på den øvre overflaten:

Men problemet gjenstår at så snart den buede platen er vippet videre, skaper det mye drag, på samme måte som den rette flatplaten . En vanndråpeform er mer effektiv enn en flat plate ved å holde strømmen festet. Og hva er et vingetverrsnitt annet enn en buet plate med vanndråpetverrsnitt?

Det blir litt forvirrende og alt når vi ser på akselerasjon av luft på toppen og lavere trykk osv., spesielt hvis vi vil forklare opprettelsen av løft fra det. Til slutt skapes heisen ved å akselerere luften nedover, og massekontinuitet innebærer at luften på oversiden må akselerere. Det er en effekt i stedet for en årsak.

Kommentarer

• Den flate platen er mest effektiv i sin angrepsvinkel. Å gjøre bunken tykkere øker luftmotstanden, men utvider angrepsvinkelen der den fungerer bra.
• @PeterK ä mpf Har du det, endret det.

Her er en lenke til John S. Denkers nettbok om flyplater. Dette er sannsynligvis den definitive forklaringen på hvordan vingene fungerer. John Denker har en haug med nettsteder det er verdt å sjekke ut.

http://www.av8n.com/how/htm/airfoils.html

Bunnlinjen: for et fly på 150.000 lb å bo i luften, må den overføre momentum til luften den passerer gjennom. Du kan snakke om forskjeller i lufttrykk (osv.), men det er bare begynnelsen på forklaringen. Hvis du tror at lik transittid, eller vingekromming er det som får vingene til å fungere, er dette en må-les.

Kommentarer

• Var bokstavelig talt i midt i å lese den lenken da du la den ut. Det er en flott lesning, jeg er enig :).

En enkel måte å forstå det på er at vingen fungerer som et blad i en vifte. Å bevege seg gjennom luften i riktig vinkel får et vakuum til å dannes på toppen. Frontspissen må være rund slik at luften beveger seg jevnt og utvides for å skape vakuum.

Flat bunn og andre former maksimerer ganske enkelt denne effekten, men er ikke nødvendig. Det er derfor det er mulig å fly opp ned så lenge vingen treffer luften i rett vinkel. (Ikke i vinkel.)

Kommentarer

• lavere trykk, ja, men antyder at en » vakuum » former er ganske feil.
• @Federico Vel ikke et reelt vakuum. Jeg antar at jeg skal si et relativt vakuum.
• Forspissen trenger ikke ‘ t trenger faktisk å være rund for å generere løft. BillOer ‘ s lenke forklarer hvorfor. Hvis det var slik, ville papirfly, drager og noen slags seilfly ikke ‘ t fly.
• @DanHulme Jeg gjorde ikke ‘ t enten si at det er en ingrediens i heis, men snarere at det er nødvendig å unngå uregelmessig luftstrøm.

Hvordan genererer en liten kule sentripetal kraft når den beveger seg på en buet overflate? Årsaken er tyngdekraften. Når den lille ballen har en hastighet langs den røde pilen, har den lille ballen en tendens til å forlate overflatens normale retning, slik at kraften til den lille ballen på den buede overflaten vil bli redusert, og dermed sentripetalkraften til den lille ball som beveger seg langs overflaten vil bli oppnådd.

Vi endrer de små kulene på overflaten til luft. Når luften ikke beveger seg, antar du at luftkraften på den buede overflaten er F, og når luften har en hastighet i retning av den røde pilen, er luftkraften på den buede overflaten f, fordi luften har en tendens til å forlate langs den normale retningen til den buede overflaten, så F> f. Så luft har en sentripetal kraft som beveger seg langs en buet overflate, noe som får luft til å bevege seg langs en buet overflate.

Kraften som utøves av luft på den buede overflaten er lufttrykk. En reduksjon i lufttrykket er en reduksjon i kraften som utøves av luft på en buet overflate.

Den buede overflaten her ligner på vingen.

Kommentarer

• Jeg er ikke ‘ t enig i dette svaret. Nevnelsen av tyngdekraften gjør bare saken vanskelig, ettersom folk kan tro at tyngdekraften er involvert i skapelsen av løft. Et bedre bilde ville få ballen til å bevege seg på en rett linje og kollidere med den buede overflaten. Dette unngår behovet for tyngdekraft, og gjør analogien med en bæreflate bedre. Videre, hvis det ikke er krumning, synker trykket også, noe som ikke ‘ ikke vises fra forklaringen din.
• @ROIMaison Merk at for luft jeg ‘ jeg snakker om den normale bevegelsestrenden, noe som fører til et trykkreduksjon.
• @ ROIMaison aviation.stackexchange.com/a/70283/42162

Lift er en kraft som genereres over en vinge på grunn av Trykkforskjell . Så hvis du klarer å oppnå forskjellig trykk over og under en vinge, ville du ha løft. Nå, fra grunnleggende Newtons lov, vil denne kraften bli dirigert fra regionen med høyt trykk til området med lavt trykk ( Fordi regionen med høyt trykk kommer til å presse overflaten ved å utøve mer kraft på den sammenlignet med regionen med lavt trykk som vil presse overflaten med en relativt mindre kraft).

Nå, det viktige er å skape denne trykkforskjellen. Dette oppnås ved å utnytte en interessant egenskap ved væske: En hurtigflytende væske har lavere trykk sammenlignet med en langsomt flytende væske. Denne egenskapen kan bevises på forskjellige matematiske måter og er vakkert innlemmet i Bernoullis prinsipp . Derfor er Bernoullis prinsipp en matematisk uttrykk for en iboende egenskap av en væske.

Nå, for å få løft, kan den nødvendige trykkdifferansen opprettes ved å ha en strøm rundt bunnbladet på en slik måte at hastighetene av væske under og over bæreflaten er forskjellig. Dette oppnås ved å endre formen på vingen (Camber) på en slik måte at den blir asymmetrisk. Asymmetrien forårsaker forskjellige hastigheter på øvre og nedre del av bunnplaten på grunn av følgende årsak:

Når en væske når fremre kant av bunken, forskyves en del av væsken oppover, mens noe av den fortrenges nedover. På grunn av asymmetrien til Airfoil har fluidet som har beveget seg oppover mindre tverrsnittsareal å bevege seg gjennom i forhold til fluidet som gikk under airfoilen. Denne forskjellen i arealet tilgjengelig for væsken for bevegelse skaper forskjellen i hastighetene til væsken i forskjellige regioner. Denne egenskapen til væske for å bevege seg raskere i områder med mindre tverrsnitt, og bevege seg sakte i områder med større tverrsnitt kan avledes i matematisk form ved anvendelse av bevaring av masse, og kalles Kontinuitetsprinsipp .

Derfor endrer væskehastigheter en trykkgradient som igjen forårsaker en kraft på vingen, som kalles løft. Nå kan denne heisen være i hvilken som helst retning (som kan bli funnet ved å integrere veldig små krefter på veldig små områder på vingeflaten). Komponenten av denne kraften loddrett til retningen av hastigheten til flyet kalles løft kraft, der som den andre komponenten parallell til Hastigheten til flyet blir deretter inkludert i dra kraft.

EDIT

For veldig nøyaktig representasjon av ligningene som styrer flytende atferd, kan det hevdes at Bernoullis prinsipp er feil. tilfelle Navier Stokes ligning er gyldig, men for forståelsesformål er enhver tidsvariabel (jevn), i komprimerbar, usynlig flyt kan betraktes som å adlyde Bernoullis ligning.

Videre, for en virkelig væske, ville det ikke adlyde Bernoullis ligning de fleste ganger, men den generelle oppførselen av trykkreduksjonen med økning av strømningshastigheten blir fortsatt observert, selv om det eksakte trykkfallet ikke kan beregnes gjennom Bernoullis ligning. I slike tilfeller brukes Navier Stokes ligning til å beregne riktig trykkfall opprettet på grunn av økt strømningshastighet.

EDIT 2

For symmetriske vinger vil vingen ikke generere noe løft hvis strømmen ser vingen symmetrisk, slik at det iboende betyr at en symmetrisk vinge med 0 attaktvinkel ikke ville produsere heis. For å få løft fra en symmetrisk vinge, plasseres den i en viss vinkel mot strømmen, slik at strømmen ser «s den» asymmetrisk «, og derfor kan forklaringen ovenfor brukes til å forklare livet som genereres i dette tilfellet.

EDIT 3

Forklaring for fly som flyr opp ned: For et normalt fly å fly , er det nødvendig med en positiv angrepsvinkel. Gi dette planet en hastighetsakse på 180 grader, du får et plan med -ve angrepsvinkel, og dermed et negativt løft.Men et fly kan ikke opprettholde flyging med negativt løft, så det opp-ned flygende flyet trenger å gjøre er å øke angrepsvinkelen til positiv ved å trekke nesen oppover (det ville være å skyve nesen mot himmelen i en oppside ned flyet). Dette fører til at angrepsvinkelen endres og blir + ve. + Ve angrepsvinkelen betyr at vingen nå vil oppleve et liv slik at et opp ned plan har løft i oppovergående retning (Dette tilsvarer et normalt plan med – ve angrepsvinkel og dermed negativ løft).

Kommentarer

• Dette forklarer ikke ‘ t hvorfor en vinge uten camber, eller en med en symmetrisk tverrsnitt topp-bunn, eller ett med lengre bunnflate enn toppflate, kan generere løft.
• @DanHulme +1 eller hvordan fly med camber kan fly opp ned.
• @ Jan Hudec, du bør forstå forskjellen mellom Bernoulli ‘ s Prinsipp og ligningen. Teoremet sier: » I fluiddynamikk sier Bernoulli ‘ s prinsipp at for en usynlig strøm av en ikke-ledende væske, en økning i væskens hastighet oppstår samtidig med en reduksjon i trykk eller en reduksjon i væsken ‘ s potensielle energi. » hvor som ligningen, derimot prøvde å få kvantitative resultater av bernoulli ‘ s prinsipp, men klarer ikke å få det på grunn av det faktum at det forutsier gale resultater
• DETTE SVARET ER GALT . Bernoullis ‘ ligning holder tilstrekkelig presisjon rundt vingen. Men Bernoulli ‘ s ligning trenger hastighet for å utlede trykk, og forklaringen på hvorfor det er høyere hastighet over vingen er feil. Området over og under vingen er ikke avgrenset, så luften har god frihet til å velge den ‘ s hastighetsfordeling. Det samsvarer heller ikke med virkeligheten, fordi området øker over vingen fra forsiden til baksiden og synker under vingen på lignende måte, men hastighetsfordelingene følger ikke ‘ t lignende profil.
• Svaret er bare feil hvis du ignorerer grenselageffekter

Et plan flyr av flere mekanismer. Den første er Bernoulli-effekten forårsaket av vingekammer som genererer en trykkdifferensial som skyver vingen oppover når den beveger seg fremover gjennom luften. Merk at fugler har vingede vinger. Imidlertid er det mulig å ha et fly med helt flate vinger og ingen camber i det hele tatt, så det er en feil å tro at dette er den eneste kilden til løft (som noen av svarene ovenfor har gjort).

Vinkelen på vingrot er også viktig. Hvis du stikker hånden i en vinkel ut av bilvinduet, vil du føle at den blir tvunget oppover. Den samme effekten oppnås i et fly ved å vinge vingene litt oppover i forhold til flykroppen.

Til slutt bør du være klar over at årsaken til at et fly holder seg høyt ikke har noe å gjøre med heis, men med overflaten det presenterer til bakken. Den primære kraften som holder et plan oppe er luftmotstand som er en funksjon av dette overflatearealet. Kraften til denne luftmotstanden er mye større enn kraften generert av de to foregående effektene. For eksempel er et hoveddesignkriterium for et fly om det har en firkantet skrog eller en rund / oval skrog. Et kvadratisk skrog vil gi mer overflate til bakken, og dermed ha større effektivitet i å holde seg høyt. Av denne grunn hadde nesten alle tidlige fly firkantede skrog. Imidlertid vil en rund skrog være mer effektiv å bevege seg fremover enn en firkant, så i et plan bygget for hastighet er runden bedre. Et fly med rund skrog går raskere, men er mindre drivstoffeffektivt enn et med kvadratisk skrog.

Det samme argumentet gjelder for vingearealet. Jo større ving, jo mer luftmotstand. Av denne grunn har seilfly relativt store vinger sammenlignet med drevne fly. Ulempen med en stor vinge er den samme som en firkantet skrog: flyet går saktere.

Så, for å oppsummere, er det tre faktorer som holder et fly høyt: vertikal luftmotstand på grunn av nedovervendt overflateareal, vinkelen på vingene ved vingrot og Bernoulli-effekten assosiert med camber i vingene.

Kommentarer

• Paragraf 3 gjør vondt i hodet … ikke at resten er mye bedre. I ånden til å faktisk peke på spesifikke ting som kan adresseres, prøv dette: for en firkant og en sirkel av samme område, vil sirkelen ha større diameter enn firkanten ‘ på siden, vil derfor en sirkulær skrog med samme indre volum presentere mer, ikke mindre, overflate som er projisert på bakken, for alt (lite til null) godt som vil gjøre for flyet ditt.