Jak skrzydła generują siłę nośną?

Aby dojść do sedna sprawy, warto spojrzeć na poziomie molekularnym:

Każda cząsteczka powietrza jest w dynamicznej równowadze pomiędzy efektami bezwładności, ciśnienia i lepkości:

• Inercja oznacza, że masa cząsteczki chce podróżują jak poprzednio i potrzebują siły, aby przekonać się, że jest inaczej.
• Ciśnienie oznacza, że cząsteczki powietrza przez cały czas oscylują i odbijają się w inne cząsteczki powietrza. Im bardziej odbijają się, tym większą siłę wywierają na swoje otoczenie.
• Lepkość oznacza, że cząsteczki powietrza, z powodu tej oscylacji, mają tendencję do przyjmowania prędkości i kierunku swoich sąsiadów.

Przepływ nad górną częścią skrzydła

A teraz do przepływu powietrza: Kiedy skrzydło zbliża się z prędkością poddźwiękową, obszar niskiego ciśnienia nad jego górną powierzchnią zasysa powietrze przed nim. Spójrz na to w ten sposób: powyżej i poniżej pakietu powietrza mamy mniej odbijających się cząsteczek (= mniejsze ciśnienie), a teraz nieprzerwane podskakiwanie powietrza poniżej i powyżej tej paczki będzie wypychać jej cząsteczki powietrza w górę i w kierunku tego skrzydła. Paczka powietrza uniesie się i przyspieszy w kierunku skrzydła i zostanie zassana do obszaru niskiego ciśnienia. Z powodu przyspieszenia pakiet zostanie rozciągnięty wzdłużnie, a jego ciśnienie spadnie wraz z przyspieszeniem. Rozprzestrzenianie się odbywa się w kierunku przepływu – pakiet jest zniekształcony i rozciągnięty wzdłuż, ale kurczy się w kierunku prostopadłym do przepływu. To skurczenie jest potrzebne, aby zrobić miejsce dla tego skrzydła; w przepływie naddźwiękowym zwalnia w tym samym celu. Gdy już się tam znajdzie, ” zobaczy „, że skrzydło poniżej zakrzywia się od swojej ścieżki podróży i czy ta ścieżka pozostanie niezmieniona , powstanie próżnia między skrzydłem a naszą paczką powietrza. Pakiet niechętnie zmieni kurs i podąża za konturem skrzydła. Wymaga to jeszcze niższego ciśnienia, aby cząsteczki zmieniły kierunek. To szybko przepływające powietrze o niskim ciśnieniu z kolei zasysa nowe powietrze przed i pod nim , zacznie zwalniać i odzyska swoje stare ciśnienie w tylnej połowie skrzydła i będzie płynąć z nowym kierunkiem przepływu.

Należy pamiętać, że uniesienie może nastąpić tylko wtedy, gdy górny kontur skrzydła będzie spadać w dół i oddalać od początkowej ścieżki powietrza opływającego przednią krawędź skrzydła. Może to być pochylenie lub kąt natarcia – oba będą miały ten sam efekt. Ponieważ camber pozwala na stopniową zmianę konturu, jest bardziej skuteczny niż kąt natarcia.

Przepływ nad dolną stroną skrzydła

Paczka powietrza, która kończy się poniżej skrzydło będzie doświadczać mniejszego uniesienia i przyspieszenia, aw wypukłej części mocno wypukłych płatów będzie podlegać kompresji. Musi również zmienić swoją ścieżkę przepływu, ponieważ wygięte i / lub nachylone skrzydło będzie wypychać powietrze pod nim w dół, tworząc większe ciśnienie i bardziej odbijając się z góry dla naszej paczki pod skrzydłem. Gdy oba pakiety dotrą do tylnej krawędzi, osiągną pewną prędkość opadania.

Za skrzydłem oba pakiety będą przez chwilę poruszać się w dół ze względu na bezwładność i wypychać inne powietrze pod nimi w dół i na boki. Nad nimi to powietrze, które wcześniej było odpychane na boki, teraz wypełni przestrzeń nad naszymi dwoma paczkami. Makroskopowo wygląda to jak dwa duże wiry. Ale powietrze w tych wirach nie może już oddziaływać na skrzydło, więc nie wpłynie to na opór ani siłę nośną. Zobacz tutaj, aby uzyskać więcej informacji na temat tego efektu , w tym ładne zdjęcia.

Wzrost można wyjaśnić na kilka równoważnych sposobów

Zgodnie z rysunkiem pola ciśnienia przedstawionym powyżej, siła nośna jest różnicą ciśnień pomiędzy górną i dolną powierzchnią skrzydła. Cząsteczki będą odbijać się od skóry skrzydła bardziej po dolnej stronie niż po górnej, a różnica polega na uniesieniu.

Albo spójrz na makroskopowy obraz: pewna masa powietrza została przyspieszona w dół przez skrzydło, a to wymagało siły do działania w tym powietrzu. Ta siła utrzymuje samolot w powietrzu: podnoszenie.

Jeśli spojrzysz na skrzydło jak na czarną skrzynkę i zwrócisz uwagę tylko na impuls napływającego i wypływającego powietrza, skrzydło zmieni impuls dodając składową skierowaną w dół. Siłą reakcji tej zmiany impulsu jest siła nośna.

Tak czy inaczej, dojdziesz do tego samego wyniku. Przy okazji: większość zmian kierunku zachodzi w przedniej części płata, a nie na krawędzi spływu!

Podnoszenie jest kwestią definicji

Podnoszenie i opór indukowany są częścią ciśnienia działającego na skrzydło. Jeśli dodasz wszystkie siły nacisku działające na skrzydło, ich wektor wynikowy będzie skierowany lekko do tyłu. Komponent strumieniowy jest przeciągany, a komponent prostopadły do kierunku ruchu jest podnoszony. To tylko definicja, stworzona dla uproszczenia.

Komentarze

• To jest świetne, szczególnie doceniam mini wykład o cząsteczkach, myślę, że naprawdę pomogła mi zrozumieć. Przy okazji, dla każdego, kto to czyta, upewnij się, że spojrzałeś również na odpowiedź DanHumes, która omawia niektóre z popularnych mitów na temat generowania wzrostu. ' jest również bardzo przydatne.
• To była świetna odpowiedź!
• Świetna odpowiedź. To youtube.com/watch?v=zp1KzGQdouI pokazuje, że ruch / uniesienie jest możliwe bez Bernoulliego.
• Mam pytanie dotyczące przepływu dolna strona skrzydła: czy tam ciśnienie jest wyższe niż ciśnienie otoczenia, czy tylko ” mniejsze ” niż nad górną częścią skrzydła? Czytałem gdzieś, że powietrze nad dolną częścią skrzydła zwalnia, a potem przyspiesza, czy to prawda? Albo powietrze jest po prostu ” mniej przyspieszone: niż nad górną powierzchnią skrzydła?
• @Konrad Szczegóły zależą od grubości płata. Na cienkich płatach przy dużym kącie natarcia, przepływ przez dolną stronę jest spowolniony, a ciśnienie jest wyższe od otoczenia. W większości przypadków ciśnienie i prędkość są zbliżone do temperatury otoczenia. Na grubych profilach pod małym kątem natarcia twoje ostatnie zdanie jest poprawne: powietrze będzie mniej przyspieszane na dolnej stronie. Pod koniec biegu powietrze ponownie przyjmie prędkość i ciśnienie otoczenia, więc przyspieszy lub zwolni w zależności od stanu, w jakim było wcześniej.

Krótka odpowiedź: wywierając siłę skierowaną w dół na otaczające ich powietrze.

Długa odpowiedź: niektórzy ludzie z NASA Glenn Research Center napisali zamieść bardzo dobre, wielostronicowe wyjaśnienie, omawiając indywidualnie każdy efekt, a także omówienie, dlaczego wyjaśnienia, które mogłeś usłyszeć w szkole, nie działają. Ponieważ nawigacja jest nieco dziwna, podlinkuję każdą stronę z osobnym krótkim podsumowaniem.

Podnoszenie z obszaru ciśnienia

Kiedy płyn porusza się nad obiektem (lub odwrotnie), ciśnienie jest różne w różnych punktach. Z powodu tej różnicy ciśnień występuje ogólna siła. Możesz użyć równania Bernoulliego do obliczenia tej siły, ale aby rozpocząć, musisz znać prędkość płynu (w każdym punkcie skrzydła). Nie można tego po prostu wyjaśnić za pomocą „efektu Bernoulliego”, ponieważ efekt Bernoulliego ma zastosowanie w takim samym stopniu do wszystkiego, co przemieszcza się w powietrzu.

Podnieś z Flow Turning

Obie powierzchnie skrzydła zmieniają przepływ powietrza. Dolna powierzchnia odchyla go (powietrze odbija się od skrzydła), podczas gdy zakrzywiona górna powierzchnia zagina go (powietrze się do skrzydła). Obrót strumienia jest tym, co zapewnia uniesienie, a nie tylko przeciąganie. Możesz spojrzeć na skręt jako źródło różnicy ciśnień w efekcie Bernoulliego lub możesz o tym myśleć w kategoriach równości i siły przeciwne.

Istnieje inny sposób modelowania skrętu przepływu, który nie jest omawiany na stronie NASA. Jeśli słyszałeś o twierdzeniu Kutta-Joukowskiego, to właśnie do tego się odnosi. Kiedy powietrze pochyla się wokół skrzydła (lub dowolnego obiektu), są dwa specjalne punkty. Z przodu skrzydła część powietrza przechodzi przez górną część, a część pod dolną część, ale między nimi jest punkt. Odwrotna sytuacja ma miejsce w tylnej części skrzydła, gdzie powietrze z góry powierzchnia styka się z powietrzem, które wpadło na dno (ale nie z „tym samym” powietrzem: patrz błędna teoria nr 1 poniżej). Te dwa punkty nazywane są punktami stagnacji . W normalnym obiekcie są one na tym samym poziomie względem siebie w pionie, ale ponieważ tył skrzydła jest ostry , tylny punkt stagnacji utworzy się za nim, gdy skrzydło porusza się wystarczająco szybko. To jest niżej niż przedni punkt stagnacji, co oznacza, że ruch netto powietrza jest skierowany w dół. Stąd pochodzi obrót przepływu, a twierdzenie to pozwala obliczyć, ile masz uniesienia.

Zła teoria nr 1: równy czas tranzytu

Jak powiedziałem, aby wywołać efekt Bernoulliego, musisz wyjaśnić, dlaczego powietrze na górnej powierzchni porusza się szybciej. Nauczyciele często twierdzą, że dzieje się tak dlatego, że powietrze na górnej powierzchni musi stykać się z powietrzem na dolnej powierzchni. To po prostu błąd, a do zademonstrowania tego jest fajny symulator.

Zła teoria nr 2: skakanie po kamieniu

Ta strona omawia, kiedy ludzie zdają sobie sprawę, że powietrze „odbija się” od dolnej powierzchni skrzydła, ale zaniedbuje górę powierzchni.

Zła teoria nr 3: Venturi

Niektórzy ludzie wyobrażają sobie górną powierzchnię skrzydła jako połowę dyszy Venturiego (dysza, która przyspiesza przepływ płynu poprzez zwężenie go). Ta różnica prędkości spowodowałaby wzrost różnicy ciśnień (znowu efekt Bernoulliego), ale okazuje się, że skrzydło w ogóle nie działa jak dysza.

Bernoulli i Newton

Ta ostatnia strona podsumowuje, że złe teorie zaczynają się od dobrze znanej fizyki (Newton „prawa lub efekt Bernoulliego), ale potem spróbuj uprościć wszystko, aby dopasować je do sytuacji, więc kończą się wyjaśnieniami, które powodują błędne przewidywania.

Komentarze

• Moim zdaniem najłatwiejsze do uchwycenia jest wyjaśnienie zmieniające przepływ. To znaczy, można to prawie poczuć;]
• -1 za błędne wyjaśnienie twierdzenia Kutty-Joukowskiego i toczenia przepływu. Należy pamiętać, że skręcanie przepływu jest skutkiem podnoszenia (które było spowodowane różnicą ciśnień), a nie przyczyną podnoszenia.
• @VictorJuliet: Ani przyczyna, ani skutek. Obie są właściwościami przepływu płynu. Jednak w celu wyjaśnienia kierunek w tej odpowiedzi jest poprawny, głównie dlatego, że kierunek przeciwny jest niemożliwy ; możesz wyprowadzić wzrost z twierdzenia Kutty-Joukowskiego, ale możesz ' wyprowadzić twierdzenie Kutty-Joukowskiego z windy.
• Jedyna zła rzecz w wyjaśnieniu Kutty -Twierdzenie Joukowskiego mówi, że nie wspomina o przyczynie ruchu tylnego punktu stagnacji, którym jest bezwładność powietrza.
• @VictorJuliet: Nie ' nie widzę tekst, aby spróbować udowodnić, że tylny punkt stagnacji przesuwa się za pomocą twierdzenia Kutty-Joukowskiego ' (który po prostu stwierdza, że tak się dzieje i jak wyprowadzić z niego siłę nośną). To nie wyjaśnia tego. Nie wyjaśnia, dlaczego przesuwa się do krawędzi spływu (bezwładność przepływu) ani dlaczego porusza się poniżej przedniej (kąt natarcia + już wiedząc, że znajduje się na krawędzi spływu).

JAK SAMOLOT GENERUJE PODNOŚNIK

Zwykle istnieją dwa popularne obszary myślenia (z wyjątkiem obalonej teorii równości czasu) wyjaśniające, dlaczego samolot lata; niektórzy uważają, że jest to spowodowane zastosowaniem trzeciego prawa Newtona, a inni sądzą, że jest to spowodowane różnicą ciśnień na górze i na dole skrzydła. Zasadniczo zarówno wyjaśnienie „newtonowskie”, jak i wyjaśnienie „wysokie / niskie ciśnienie” do pewnego stopnia mają rację. NASA przyznaje to (patrz druga wzmianka poniżej) w swoim artykule, jednak ich ostateczne wyjaśnienie jest znacznie bardziej skoncentrowane na zastosowaniu matematycznym, a mniej na wyjaśnieniu fizycznym.

Trzecie prawo Newtona

Po stronie trzeciej zasady Newtona siła aerodynamiczna netto jest spowodowana przekierowaniem względnego wiatru w dół (znane Jeśli spojrzeć na wykres wektorowy opisujący siły działające na skrzydło skrzydła w powietrzu, widać, że to przekierowanie jest spowodowane siłą wiatru działającą na skrzydło skierowane w dół i mniej więcej prostopadle do cięciwa skrzydła (linia bezpośrednio między przednią a tylną krawędzią). Ze względu na trzecie prawo Newtona, skutkuje to siłą wiatru działającą na skrzydło w przeciwnym kierunku (do góry i mniej więcej prostopadle do linii cięciwy); ta siła aerodynamiczna działająca w górę odpowiada za siłę nośną i opór indukowany (opór spowodowany przez proces podnoszenia płata, którego nie należy mylić z oporem pasożytniczym, który jest spowodowany przez powierzchnie samolotu; spadochron ciągnący się za samolotem przyczyniłby się do oporu pasożytniczego, a wszystkie profile wytwarzają pewien opór indukowany, gdy generują winda).

W dolnej części skrzydła można w prosty sposób wyjaśnić to przekierowanie powietrza. Względny wiatr uderza w dno i jest wypychany z płata przez jego normalną siłę.

W górnej części skrzydła powietrze jest przekierowywane przez zjawisko zwane efektem Coandy, powodujące przepływ laminarny (względny wiatr podąża za skrzydłem i jest przez nie kierowany w dół).Opiszę bardziej szczegółowo, dlaczego wiatr podąża za tym przepływem laminarnym, kiedy wyjaśnię drugie główne zjawisko generujące siłę nośną, które ma związek z ciśnieniem (ponieważ będziesz potrzebować informacji z tej sekcji, aby zrozumieć efekt Coandy).

Wysokie / Niskie ciśnienie

Ciśnienie powietrza na dole skrzydła jest wyższe w porównaniu z Patm (ciśnienie atmosferyczne ). Dzieje się tak, ponieważ strumienie powietrza są skoncentrowane, gdy ich ścieżki są zablokowane i przekierowane przez płat. Wyższe stężenie powietrza prowadzi do wyższego ciśnienia.

Podobnie w górnej części płata strumienie powietrza nie docierają bezpośrednio do górnej powierzchni skrzydła, tworząc pustkę, w której występuje mniejsze stężenie cząstek powietrza, a tym samym niższe ciśnienie. Ponieważ płyny w naturalny sposób przepływają od wysokiego do niskiego ciśnienia, powietrze w Patm znacznie powyżej skrzydła jest „zasysane” w dół i przylega do powierzchni skrzydła. Jednak nawet przy tym przepływie laminarnym (jak omówiliśmy powyżej) nadal istnieje strefa niskiego ciśnienia na górze skrzydła; powietrze z przepływu laminarnego nadal nie jest wystarczające, aby przywrócić ten region do Patm. Można to znaleźć, patrząc na mapę ciśnienia profilu płata – zobaczysz, że na górze skrzydła znajduje się obszar niskiego ciśnienia, nawet jeśli istnieje przepływ laminarny. Ta sekcja powinna była również odpowiedzieć, dlaczego istnieje przepływ laminarny (zobacz ostatnią część trzeciej części prawa Newtona powyżej).

Wreszcie, ponieważ masz wyższe ciśnienie (siła na jednostkę obszar) na spodzie skrzydła niż na górze skrzydła, siły działające na płat są niezrównoważone i skierowane w górę, w kierunku podobnym do siły aerodynamicznej netto, wywołanej przez trzecie prawo Newtona (szczegółowo opisane powyżej). Przyczynia się to do uzyskania siły aerodynamicznej netto.

Według Bernoulliego, z powodu niższego ciśnienia w górnej części skrzydła w stosunku do dołu, przepływ powietrza na górze skrzydła porusza się szybciej niż na dole. ” równanie (zasadniczo w strumieniu powietrza spadek ciśnienia skutkuje wzrostem prędkości i odwrotnie) – patrz schemat przepływu na górze tego postu. Być może dlatego teoria „równego czasu” (że przepływ powietrza na szczycie skrzydła ma większą odległość do przebycia, więc musi podróżować szybciej) jest tak szeroko akceptowana. Strumień powietrza na górze porusza się szybciej, ale nie dlatego, że „na dłuższą odległość”.

To również tłumaczy „wiry na końcach skrzydeł” – te wirujące wiry powietrza, które można zobaczyć (w pewnych warunkach) ciągnąc się za skrzydeł samolotu. Dzieje się tak, ponieważ powietrze pod wysokim ciśnieniem z dołu skrzydła wiruje nad końcami skrzydła, próbując zneutralizować obszar niskiego ciśnienia na górze (ponieważ płyny mają tendencję do przemieszczania się od wysokiego do niskiego ciśnienia). zwiększają nieco ciśnienie na górze skrzydła (iw rezultacie zmniejszają ciśnienie na dole), zmniejszając różnicę ciśnień, jednak ponieważ samolot się porusza, nie całe powietrze podróżujące od dołu do góry dociera do celu w miarę ruchu płata na uboczu, pozostawiając to powietrze, aby wirowało w okrągłym wirze. Ten strumień powietrza pod wysokim ciśnieniem zmniejsza siłę nośną (ponieważ zmniejsza różnicę ciśnień). Dlatego wynaleziono winglety (pionowe przedłużenia skrzydeł na końcach skrzydeł) – – aby zablokować część tego f niskie i zwiększają siłę nośną (a tym samym oszczędność paliwa). „Efekt ziemi” lub zjawisko, które zwiększa siłę nośną, gdy samolot jest blisko ziemi, jest spowodowane tym, że ziemia przeszkadza powietrzu próbującemu zawirować i zneutralizować niskie ciśnienie w górnej części skrzydła.

Uwagi końcowe

Jeszcze jedno zjawisko aerodynamiczne, które chcę odnoszą się do tego wyjaśnienia jest „przeciągnięciem”. Kiedy płat zatrzymuje się, traci dużą siłę nośną i nie może już przeciwdziałać grawitacji, powodując, że samolot spada na ziemię. Jako pilot wielokrotnie ćwiczyłem przeciągnięcia i są dwie zauważalne rzeczy, które zdarzają się przed przeciągnięciem. Po pierwsze, samolot znacznie traci prędkość, gdy zaczynasz zwiększać kąt natarcia. W tym przypadku całkowita siła działająca na skrzydło jest odchylana do tyłu, więc jest to głównie wywoływane opór, a nie podnoszenie (do pewnego punktu zwiększenie kąta natarcia zwiększa siłę nośną, ponieważ zwiększa całkowitą siłę na profilu, jednak jako kąt zaczyna się zmniejszać, a opór nadal rośnie). Wreszcie, gdy samolot zatrzymuje się, czujesz nagłe szarpnięcie w dół przez samolot, jakby trzymający go sznur został właśnie przecięty.W tym przypadku skrzydło osiągnęło swój krytyczny kąt natarcia i przepływ laminarny w górnej części skrzydła (jak opisano szczegółowo powyżej) został oddzielony (ponieważ niższe ciśnienie na górnej części skrzydła nie może już ściągać wiatru w dół, aby dostosować się do jego powierzchnia jako siła niezbędna do zmiany wektora prędkości wiatru o tak duży kąt nie może być wywierana przez tę różnicę ciśnień. Po zatrzymaniu samolotu należy ponownie podłączyć przepływ laminarny do przepływu powietrza, aby „wyzdrowieć” z przeciągnięcia – w samolotu, robisz to, opuszczając jarzmo.

W przyszłości chciałbym rozszerzyć ten post o bardziej matematyczne wyjaśnienia, jak obliczyć siłę nośną danego profilu, a także zbadać inne powiązane rzeczy, takie jak współczynnik siły nośnej, liczba Reynoldsa, sposób obliczania krytycznego kąta natarcia i pokrewne zagadnienia. W tej dziedzinie dominują dane empiryczne, a włamanie się do niektórych z nich za pomocą skomplikowanej matematyki jest trudne, ale przyjemne do wykonania (nie wspomnieć o przyszłości , zwłaszcza że komputery mogą teraz przetwarzać dla nas te modele matematyczne i robią to znacznie szybciej niż eksperymenty).

Przydatne źródła:

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/ samolot / evil2.html

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

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

Komentarze

• +1 dla animowanego gifa, bardzo fajnie.
• youtube.com/watch?v=zp1KzGQdouI pokazuje, że ruch / uniesienie jest możliwe bez Bernoulliego.

Najprostsza odpowiedź, jaką znam, jest wciąż dokładna, jest taka, że każdy obiekt poruszający się w powietrzu siła musi wypchnąć powietrze przed nim z drogi (grawitacja, silniki, pęd itp. nie matują er). Jeśli więcej powietrza jest wypychane w dół, a następnie w górę (np. Przez skrzydła), różnica nazywana jest windą.

Komentarze

• Muszę przyznać, że ' to dość przejrzyste wyjaśnienie wysokiego poziomu.
• To opisuje, kiedy jest winda. Nie mówi nic o tym, dlaczego w szczególności skrzydła je generują.
• Rozszerz logikę, a zobaczysz, że w skrzydłach nie ma nic specjalnego. Każdy kształt może generować siłę nośną, jeśli okoliczności są odpowiednie, po prostu kształty skrzydeł są po prostu lepsze w wypychaniu większej ilości powietrza w dół niż w górę niż na przykład cegła.
• @Koyovis – prędkość dźwięku medium nie ma nic wspólnego z siłą nośną generowaną przez wypychanie medium z drogi. Dokładnie ta sama fizyka odnosi się do płata przelatującego przez wodę, jak te używane w wyścigach Pucharu Ameryk. link
• @Koyovis Nie otrzymuję Twojego pytania. Szybkość nie ma z tym nic wspólnego. Siła (f = ma) jest potrzebna, aby usunąć medium z drogi, która pochodzi z mocy napędowej pojazdu (silniki, grawitacja itp.). Materiał przesunięty do przodu wypycha do tyłu (przeciągnij), a materiał popchnięty w dół popycha do góry (podnoszenie).

Skrzydła wytwarzają siłę nośną spychającą powietrze w dół. Jako dziecko wyciągałem rękę z otwartego okna samochodu i odchylałem – jest siła do góry. Robi to płaski talerz.

Tak więc skrzydła samolotu mogą być płaskimi płytami, ale niestety płaskie płyty powodują duży opór, gdy tylko wytwarzają siłę nośną, ponieważ przepływ w górnym końcu natychmiast się odłącza (spirala kręcona na powyższym obrazku). Ten efekt można zmniejszyć, używając wypukłej płyty zamiast płaskiej, zmniejszając wir na górnej powierzchni:

Ale problem pozostaje taki, że gdy tylko wypukła płyta jest dalej przechylana, stwarza duży opór, tak samo jak prosta płaska płyta . Kształt kropli wody jest bardziej skuteczny niż płaska płyta, utrzymując przepływ. Czym jest przekrój skrzydła inny niż wypukła płyta z przekrojem kropli wody?

To trochę zagmatwane, a wszystko to, gdy przyjrzymy się przyspieszaniu powietrza na górze i niższemu ciśnieniu itp., zwłaszcza jeśli chcemy wyjaśnić powstanie siły nośnej z tego. Ostatecznie siła nośna jest tworzona przez przyspieszanie powietrza w dół, a ciągłość masy oznacza, że powietrze w górnej części musi przyspieszyć. Jest to raczej skutek niż przyczyna.

Komentarze

• Płaska płyta jest najbardziej efektywna pod swoim projektowym kątem natarcia. Pogrubienie płata zwiększa opór, ale poszerza zakres kąta natarcia, w którym działa dobrze.
• @PeterK ä mpf Rozumiem, zmieniłem to.

Oto link do książki internetowej Johna S. Denkera na temat profili lotniczych. Jest to prawdopodobnie ostateczne wyjaśnienie działania skrzydeł. John Denker ma kilka witryn, które warto sprawdzić.

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

Podsumowanie: dla samolotu o wadze 150 000 funtów powietrze, musi nadać pędu 150 000 funtów / m stopów powietrzu, przez które przechodzi. Można mówić o różnicach ciśnień powietrza (itp.), ale to dopiero początek wyjaśnienia. Jeśli uważasz, że równy czas tranzytu lub krzywizna skrzydeł jest tym, co sprawia, że skrzydła działają, to trzeba przeczytać.

Komentarze

• Dosłownie w w połowie czytania tego linku, kiedy go opublikowałeś. To świetna lektura, zgadzam się :).

Prosty sposób na zrozumienie tego jest następujący: skrzydło działa jak ostrze w wentylatorze. Poruszanie się w powietrzu pod odpowiednim kątem powoduje tworzenie się próżni na górze. Przednia końcówka musi być okrągła, aby powietrze mogło płynnie poruszać się i rozszerzać w celu wytworzenia próżni.

Płaskie figi i inne kształty po prostu maksymalizują ten efekt, ale nie są konieczne. Dlatego można latać do góry nogami, o ile skrzydło uderza w powietrze pod odpowiednim kątem. (Nie pod kątem prostym.)

Komentarze

• niższe ciśnienie, tak, ale sugeruje, że ” vacuum ” są całkiem błędne.
• @Federico Cóż, nie jest to prawdziwa próżnia. Chyba powinienem powiedzieć, że podciśnienie względne.
• Przednia końcówka nie ' nie musi być okrągła, aby wygenerować siłę nośną. Link do BillOer ' wyjaśnia dlaczego. Gdyby tak było, papierowe samoloty, latawce i niektóre rodzaje szybowców nie latałyby '.
• @DanHulme Nie ' nie mów, że jest to składnik windy, ale raczej, że konieczne jest unikanie nieregularnego przepływu powietrza.

Aktualizacja : Zobacz Własne eksperymenty dotyczące toczenia Flow na końcu tego posta

Jestem niezależnym dziennikarzem naukowym, przeprowadziłem wiele badań na temat mitów i fałszywych wyjaśnień związanych z windą, a to wyjaśnienie jest wynikiem:

Problem. Jak wiemy, ogólna zasada generowania siły nośnej i efekt Magnusa są błędnie rozumiane i wyjaśniane w wielu źródłach jako fałszywe. prędkość wokół wybrzuszenia płata (lub wirującej sfery / cylindra w przypadku efektu Magnusa) i związane z nim niskie ciśnienie (efekt Bernoulliego) nie jest przyczyną siła nośna, jak często się mówi, ale tylko wspomaga generowanie siły nośnej, ponieważ jest to przyspieszenie powietrza. Jednak nadal jest ważnym czynnikiem w mechanizmie podnoszenia, ponieważ jest częścią siły nośnej (Siła = Masa x Przyspieszenie ). To dodatkowe przyspieszenie wynikające ze zwiększonej prędkości przepływu można dodać do normalnego przyspieszenia związanego z siłą, która powoduje obrót przepływu.

Prawdziwa przyczyna . Powszechnie przyjmuje się również, że prawdziwą przyczyną windy jest powietrze, które jest skierowane w dół pod kątem lub kształtem płata i ta siła wywołuje siłę w przeciwnym kierunku, jak wyjaśnia m.in. NASA. Jednak mechanizm jest nadal niejasny dla wielu ludzi. Staram się dać trochę więcej wglądu za pomocą bardzo łatwych, samodzielnie opracowanych eksperymentów i łatwych do zrozumienia przykładów. (zobacz także tę demonstrację wideo ). Wiemy, że aby obrócić przepływ, potrzebna jest siła, więc im większe odchylenie, tym większa siła. Skręt to w rzeczywistości przyspieszenie. Podczas obrotu musi występować jednakowa siła w przeciwnym kierunku (trzecie prawo Newtona). To jest rzeczywisty wznios na profilu. Oczywiste jest, że pewien promień skrętu przepływu (działania) skutkuje równym promieniem przeciwnej siły (reakcji). Ważne jest, aby zrozumieć, że reakcja płata na przyspieszony przepływ powietrza jest spowodowana interakcją powierzchni płata z warstwą graniczną.

Środek Ciśnienie. Kluczem do stworzenia akcji = reakcji na płat jest lepkość powietrza, ponieważ bez przylegania mniej lub bardziej powietrza do płata nie doszłoby do niezbędnej interakcji. siły działają wszędzie na płat, ale występuje środek ciśnienia (CP), gdzie średnie ugięcie jest największe, więc występuje również największe działanie = punkt reakcji. To jest punkt, w którym siła nośna działa na płat. Możemy to łatwo sprawdzić za pomocą rozstawionych klap.Klapy powodują większe odchylenie powietrza na krawędzi spływu, więc środek nacisku przesuwa się bardziej do krawędzi spływu niż bez klap.

Rzeczywiste Siła nośna. Kiedy powietrze jest odchylane w dół, wywiera ono siłę w przeciwnym kierunku, co oznacza, że sumuje się do ciśnienia na spodzie skrzydła, w wyniku czego większy wektor w kierunku do góry. Ale w górnej części skrzydła mamy teraz mniejszy wektor, ponieważ ciśnienie jest obniżane, ponieważ tutaj jest odliczenie ciśnienia wywołanego siłą skierowaną do góry. Rezultatem jest siła wypadkowa skierowana w górę. To pionowe obniżenie ciśnienia jest rzeczywistą siłą podnoszenia.

Podsumowując: Mamy stosunkowo niskie ciśnienie styczne redukcja (działająca w kierunku przepływu), która jest częścią Bernoulliego i jest częścią przyspieszającą siły nośnej. Mamy też ogromną redukcję ciśnienia w pionie, która jest niutonowską częścią siły nośnej, która w rzeczywistości powoduje ruch płata w górę i określa, gdzie na profilu znajduje się środek ciśnienia i gdzie działa siła nośna. Większość ciśnienia, które widzimy na rysunku izobar płata, jest pionowa i tylko niewielka jest styczna. Odpowiada to wcześniejszym pomiarom przeprowadzonym przez aerodynamików, że spadek ciśnienia w kierunku przepływu (Bernoulliego) nie odpowiada faktycznie generowanemu wzniosowi. Aby zrozumieć zależność między redukcją ciśnienia w kierunku przepływu a redukcją ciśnienia w kierunku pionowym, należy zdać sobie sprawę, że odchyleniu przepływu w celu wytworzenia siły nośnej zawsze towarzyszy gradient ciśnienia , więc jeśli przepływ przyspieszy ponad górną część profilu i obniży ciśnienie (zasada Bernoulliego), a następnie zostanie skierowany w dół, aby wytworzyć siłę do góry, przepływ jest spowolniony i ciśnienie wzrasta. Ten wzrost ciśnienia na górnej stronie płata jest pomijalny w porównaniu ze spadkiem ciśnienia na górnej stronie spowodowanym przez powietrze, które jest przyspieszane w dół, stąd płat podnosi się i mamy siłę nośną.

Jeszcze jeden przykład. Wyobraź sobie skrzydło z płaską płytą lecące pod zerowym kątem natarcia z klapą skierowaną w dół na tylnej krawędzi. Wyobraź sobie tylko przepływ powietrza w górnej części tego skrzydła. Nie ma przyspieszenia i związanego z tym obniżenia ciśnienia przepływu, ponieważ przepływ nie przechodzi przez żadną przeszkodę. Napotyka po prostu niekorzystny gradient ciśnienia, gdy przesuwa się nad klapą w dół, ponieważ następuje spadek prędkości przepływu, a zatem zwiększyć ciśnienie przepływu (Bernoulliego). Jednak gdy przepływ jest odchylany w dół, siła w przeciwnym kierunku działa jednocześnie, a zatem na górną po stronie występuje znacznie, dużo ważniejsze ciśnienie spadek (ponieważ siła skierowana w górę działa przeciwko ciśnieniu otoczenia pochodzącemu z powyżej). Ten spadek ciśnienia spowodowany działaniem „pionowym” jest rzeczywistą siłą podnoszenia.

Aktualizuj : Własne eksperymenty w Flow Toczenie. 26 września 2018 r., Podczas osobistego przepływu Eksperymenty z testami zwrotnymi z samodzielnie opracowanymi kartonowymi latającymi skrzydłami, mocno znalazłem dowody na teorię, którą od dawna podejrzewałem. Wiąże się to ze znaczeniem odległości skrętu przepływu w stosunku do stromości zakrętu. Krótko wyjaśnione: odległość skrętu wydaje się ważniejsza niż kąt skrętu. Podczas rzucania skrzydłem i szacowania położenia środka nacisku strona z najdłuższym obrotem zawsze wygrywała ją z boku o największym skręcie, bez względu na orientację skrzydła.

Wyniki testu:

– Krótka stroma krzywa skierowana w dół z przodu, długa mniej stroma krzywa z tyłu skierowana do góry. > Wynik: dodatni pęd, nos porusza się w górę. Jest to efekt krzywizny z tyłu, ponieważ dominująca w dół krzywa z przodu wygenerować moment skierowany nosem w dół, ponieważ byłby to ujemny kąt natarcia.

– Dłuższa, mniej stroma krzywa skierowana w górę z przodu, krótka stroma krzywa z tyłu skierowana w dół . > Wynik: dodatni pęd, nos porusza się do góry. Jest to efekt długiej, mniej stromej krzywej z przodu, ponieważ jest to dodatni kąt natarcia.

Wyniki moich ustaleń odpowiadają faktowi, że przepływ obracający się na krawędzi natarcia płata jest w rzeczywistości największa, podczas gdy nie wytwarza największego rozpędu.Zwrot do tylnej krawędzi po punkcie maksymalnego pochylenia jest jednak dłuższy, wygrywa, więc tworzy pęd CP. Wydaje się jednak logiczne, że w bitwie między dwoma krzywymi o tej samej długości wygrywa krzywa o największym kącie.

Jedno z moich samodzielnie opracowanych urządzeń do eksperymentów z podnoszeniem, toczeniem i środek ciśnienia: Demonstrator FWSCLm (stabilność latającego skrzydła & ruch CL) . Pióro z przodu można wsuwać i wysuwać, aby wyregulować środek ciężkości. Klapki z tyłu służą do zwiększania lub zmniejszania krzywizny profilu skrzydła w celu regulacji środka podnoszenia. widok z boku

Komentarze

• Naprawdę słyszę o głosach negatywnych bez komentarzy, ale jeśli będziesz się z tym trzymać, wiele się dowiesz teren. Twoje skrzydło rzeczywiście wygląda jak powolne, wysoko unoszące się łopatki znalezione w Airfoil Tools w sieci. Zauważyłem również, że cienkie pod wypukłymi skrzydłami zapewniają rozkosznie powolne (chodzące) szybowce balsy. Może się okazać, że cieńsze skrzydła są lepsze dla penetracji wiatru (mniejszy opór). Porównanie skrzydeł orła i albatrosa może dać dobry wgląd w projekt skrzydeł.
• Dziękuję za komentarze na temat skrzydła. Gruby profil skrzydła o wysokim uniesieniu został przeznaczony do specjalnych testów przy obracaniu w strumieniu, aby zobaczyć wzmocniony efekt w krótkim locie. Jak powiedziałeś, cieńszy jest lepszy, aby zmniejszyć opór. Mam również zakrzywioną płaską wersję tego skrzydła z elastyczną krzywizną. Tutaj widzisz to w akcji. Film faktycznie pokazuje automatyczną korektę wysokości tonu: vimeo.com/…
• Poleć także badanie żagli, zwłaszcza żagla foka. ” Przyspieszenie ” powietrza w górnej części skrzydła to nonsens. Powietrze nie jest też ” płynem „, jest to gaz ściśliwy. Przepływ skrętu jest rzeczywiście związany z niskim ciśnieniem na górze skrzydła. Wielki Coanda zdał sobie sprawę, że odchylony strumień powietrza tworzy lokalny dołek, który skrzydło (w górę) i strumień powietrza (w dół) próbuje wypełnić.
• Nie możemy jednak zapomnieć o ” lepki ” efekt poruszającego się powietrza (lub wody) wciągającego otaczające powietrze do strumienia. Prosty aspirator zlewozmywakowy wytwarza silną próżnię. Siła nośna jest również wytwarzana przez strumień powietrza uderzający w skośną powierzchnię (spód skrzydła). Istnieje więcej niż jedno źródło wzrostu. Nadal próbuję zrozumieć, który z nich jest NAJLEPSZY. Może to być uniesienie nad górną częścią płata, ponieważ zakrycie dolnej części skrzydła sprawia, że moje szybowce lecą szybciej i dalej.
• I w końcu efekty air ram (wyższe ciśnienie) pod skrzydłem obecnym w dolne skrzydła (uwaga ” zakryte ” końcówki skrzydeł U2) i spadochrony. Uważam, że jest to najbardziej uciążliwe i nieefektywne, ale może powodować bardzo małe prędkości lotu!

W jaki sposób mała kulka wytwarza siłę dośrodkową podczas ruchu na zakrzywionej powierzchni? Powodem jest grawitacja. Kiedy mała kulka ma prędkość wzdłuż czerwonej strzałki, mała kulka ma tendencję do opuszczania jej wzdłuż normalnego kierunku powierzchni, więc siła małej kulki na zakrzywionej powierzchni zostanie zmniejszona, a zatem siła dośrodkowa małego kula poruszająca się po powierzchni zostanie uzyskana.

Zamieniamy małe kulki na powierzchni w powietrze. Gdy powietrze się nie porusza, załóżmy, że siła powietrza na zakrzywionej powierzchni wynosi F, a gdy powietrze ma prędkość wzdłuż kierunku czerwonej strzałki, siła powietrza na zakrzywionej powierzchni wynosi f, ponieważ powietrze ma prędkość tendencja do wychodzenia wzdłuż normalnego kierunku zakrzywionej powierzchni, więc F> f. Powietrze ma więc siłę dośrodkową poruszającą się po zakrzywionej powierzchni, co powoduje, że porusza się po zakrzywionej powierzchni.

Siła wywierana przez powietrze na zakrzywioną powierzchnię to ciśnienie powietrza. Spadek ciśnienia powietrza to spadek siły wywieranej przez powietrze na zakrzywioną powierzchnię.

Zakrzywiona powierzchnia jest tutaj podobna do skrzydła.

Komentarze

• Nie ' nie zgadzam się na tę odpowiedź. Wzmianka o grawitacji tylko utrudnia sprawę, ponieważ ludzie mogą pomyśleć, że grawitacja jest zaangażowana w tworzenie windy. Lepszy obraz pokazałby, że piłka leciałaby po linii prostej i zderzała się z zakrzywioną powierzchnią. To pozwala uniknąć grawitacji i poprawia analogię do płata. Co więcej, jeśli nie ma krzywizny, ciśnienie również spada, co nie ' nie wynika z twojego wyjaśnienia.
• @ROIMaison Zauważ, że w przypadku powietrza ' m mówię o normalnym trendzie ruchu, który prowadzi do spadku ciśnienia.
• @ ROIMaison aviation.stackexchange.com/a/70283/42162

Winda to siła generowana na skrzydle z powodu różnicy ciśnień . Tak więc, w zasadzie, jeśli jesteś w stanie osiągnąć różne ciśnienie nad i pod skrzydłem, miałbyś siłę nośną. Teraz, z podstawowego prawa Newtona, siła ta byłaby skierowana z obszaru wysokiego ciśnienia do obszaru niskiego ciśnienia ( Ponieważ obszar wysokiego ciśnienia będzie popychał powierzchnię, wywierając na nią większą siłę w porównaniu do obszaru niskiego ciśnienia, który popychałby powierzchnię ze stosunkowo mniejszą siłą).

Teraz ważna rzecz polega na wytworzeniu tej różnicy ciśnień. Osiąga się to poprzez wykorzystanie interesującej właściwości płynu: szybko płynący płyn ma niższe ciśnienie w porównaniu z wolno poruszającym się płynem. Tę właściwość można udowodnić różnymi metodami matematycznymi i jest pięknie uwzględniona w Zasada Bernoulliego . Dlatego Zasada Bernoulliego jest matematyczną wyrażenie wrodzonej właściwości płynu.

Teraz, aby uzyskać siłę nośną, wymagana różnica ciśnień może być wytworzona przez przepływ wokół płata w taki sposób, że prędkości płynu poniżej i powyżej płata są różne. Osiąga się to poprzez zmianę kształtu skrzydła (Camber) w taki sposób, że staje się ono asymetryczne. Asymetria powoduje różne prędkości w górnej i dolnej części płata z następującego powodu:

Kiedy płyn osiąga krawędź wiodącą płata, część płynu jest przemieszczana do góry, podczas gdy część jest przesunięty w dół. Ze względu na asymetrię płata, płyn, który przesunął się w górę, ma mniejszą powierzchnię przekroju poprzecznego do przejścia w porównaniu z płynem, który przeszedł pod płatem. Ta różnica w obszarze dostępnym dla płynu do ruchu tworzy różnicę w prędkościach płynu w różnych obszarach. Tę właściwość płynu do szybszego poruszania się w obszarach o mniejszym przekroju i powolnego poruszania się w obszarach o większym przekroju można wyprowadzić w formie matematycznej przez zastosowanie zasady zachowania masy i nazywa się ona Zasada ciągłości .

W związku z tym zmienione prędkości płynu tworzą gradient ciśnienia, który z kolei wywołuje siłę na skrzydle, zwaną siłą nośną. Teraz ta siła nośna może być skierowana w dowolnym kierunku (co można zobaczyć integrując bardzo małe siły na bardzo małych obszarach na powierzchni skrzydła). Składowa tej siły prostopadła do kierunku prędkości statku powietrznego nosi nazwę lift siła, gdzie jako drugi komponent równolegle do prędkość samolotu jest następnie uwzględniana w oporze sile.

EDYTUJ

Aby uzyskać bardzo dokładne odwzorowanie równań rządzących zachowaniem płynów, można argumentować, że zasada Bernoulliego jest niepoprawna. przypadek Równanie Naviera Stokea jest poprawne, ale dla zrozumienia każdego niezmiennego w czasie (stałego), ściśliwego, niewidocznego przepływu można uznać, że jest zgodne z równaniem Bernoulliego.

Ponadto, dla rzeczywistego płynu, nie byłby on posłuszny równaniu Bernoulliego przez większość czasu, ale ogólne zachowanie nadal obserwuje się spadek ciśnienia wraz ze wzrostem prędkości przepływu, chociaż dokładnego spadku ciśnienia nie można obliczyć za pomocą równania Bernoulliego. W takich przypadkach równanie Naviera Stokea jest używane do prawidłowego obliczenia spadku ciśnienia powstałego w wyniku zwiększonej prędkości przepływu.

EDYCJA 2

W przypadku skrzydeł symetrycznych, skrzydło nie będzie generować żadnego uniesienia, jeśli przepływ widzi skrzydło symetrycznie, więc z natury rzeczy oznacza, że symetryczne skrzydło z kątem natarcia 0 nie produkować jakąkolwiek windę. Aby uzyskać uniesienie z symetrycznego skrzydła, jest on umieszczony pod pewnym kątem do przepływu, tak aby przepływ widział „czy jest” asymetrycznie ”, a zatem powyższe wyjaśnienie może być użyte do wyjaśnienia życia wygenerowanego w tym przypadku.

EDYCJA 3

Wyjaśnienie samolotów lecących do góry nogami: aby normalny samolot leciał , potrzebny jest dodatni kąt natarcia. Daj temu samolotowi obrót o 180 stopni w osi prędkości, a otrzymasz samolot z -ve kątem natarcia, a więc ujemną siłą nośną.Ale samolot nie jest w stanie utrzymać lotu z ujemną siłą nośną, więc tym, co muszą zrobić odwrócone samoloty latające, jest zwiększenie kąta natarcia -ve do dodatniego, poprzez podciągnięcie nosa do góry (to byłoby wypychanie go w górę w górę w dół płaszczyzny). To powoduje, że kąt natarcia zmienia się i staje się + ve. Kąt natarcia + ve oznacza, że skrzydło będzie teraz doświadczać takiego życia, że odwrócony samolot unosi się w górę (jest to równoważne normalnej płaszczyźnie o kącie natarcia – ve, a więc ujemnej nośności).

Komentarze

• To nie ' wyjaśnia, dlaczego skrzydło bez wygięcia lub takie z symetryczny przekrój góra-dół lub taki z dłuższą dolną powierzchnią niż górna powierzchnia może generować siłę nośną.
• @DanHulme +1 lub jak samoloty z wygięciem mogą latać do góry nogami.
• @Jan Hudec, powinieneś zrozumieć różnicę między zasadą Bernoulliego ' a równaniem. Twierdzenie stwierdza: ” W dynamice płynów zasada Bernoulliego ' stwierdza, że w przypadku nielepkiego przepływu nieprzewodzącego płynu wzrost prędkość płynu występuje jednocześnie ze spadkiem ciśnienia lub spadkiem energii potencjalnej płynu '. ” gdzie jako równanie z drugiej strony próbowałem uzyskać ilościowe wyniki zasady Bernoulliego ', ale nie udało się to, ponieważ przewiduje błędne wyniki
• TA ODPOWIEDŹ JEST NIEPRAWIDŁOWA . Równanie Bernoulliego ' zachowuje wystarczającą precyzję wokół skrzydła. Jednak równanie Bernoulliego ' wymaga prędkości, aby wyprowadzić ciśnienie, a wyjaśnienie, dlaczego nad skrzydłem występuje większa prędkość, jest nieprawidłowe. Obszar nad i pod skrzydłem nie jest ograniczony, więc powietrze ma dużą swobodę wyboru ' rozkładu prędkości. Nie jest to również zgodne z rzeczywistością, ponieważ obszar rośnie nad skrzydłem od przodu do tyłu i zmniejsza się pod skrzydłem w podobny sposób, ale rozkłady prędkości nie ' nie mają podobnego profilu.
• Odpowiedź jest nieprawidłowa tylko wtedy, gdy zignorujesz efekty warstwy granicznej.

Samolot leci przez kilka mechanizmów. Pierwszym jest efekt Bernoulliego spowodowany wygięciem skrzydła, które generuje różnicę ciśnień, popychając skrzydło do góry, gdy porusza się do przodu w powietrzu. Zwróć uwagę, że ptaki mają wygięte skrzydła. Jednak możliwe jest posiadanie samolotu z całkowicie płaskimi skrzydłami i bez żadnego pochylenia, więc błędem jest myślenie, że jest to jedyne źródło siły nośnej (jak to zrobiły niektóre z powyższych odpowiedzi).

Ważny jest również kąt u nasady skrzydła. Jeśli wyciągniesz rękę pod kątem przez okno samochodu, poczujesz, że jest ona wypychana do góry. Ten sam efekt uzyskuje się w samolocie, przechylając skrzydła lekko w górę w stosunku do płaszczyzny kadłuba.

Wreszcie, należy mieć świadomość, że powód, dla którego samolot pozostaje w górze, nie ma nic wspólnego z uniesieniem, ale z powierzchnią, którą przedstawia na ziemię. Główną siłą utrzymującą płaszczyznę w górze jest opór powietrza, który jest funkcją tej powierzchni. Siła tego oporu powietrza jest znacznie większa niż siła generowana przez poprzednie dwa efekty. Na przykład głównym kryterium projektowym samolotu jest to, czy ma on kwadratowy kadłub, czy też okrągły / owalny. Kwadratowy kadłub będzie miał większą powierzchnię nad ziemią, dzięki czemu będzie miał większą skuteczność w utrzymaniu się w górze. Z tego powodu prawie wszystkie wczesne samoloty miały kwadratowe kadłuby. Jednak okrągły kadłub będzie bardziej efektywny w ruchu do przodu niż kwadratowy, więc w samolocie zbudowanym z myślą o szybkości, okrągły jest lepszy. Samolot z okrągłym kadłubem porusza się szybciej, ale zużywa mniej paliwa niż samolot z kwadratowym kadłubem.

Ten sam argument odnosi się do obszaru skrzydła. Im większe skrzydło, tym większy opór powietrza. Z tego powodu szybowce mają stosunkowo duże skrzydła w porównaniu do samolotów z napędem. Wada dużego skrzydła jest taka sama jak kwadratowego kadłuba: samolot leci wolniej.

Podsumowując, istnieją trzy czynniki, które utrzymują samolot w powietrzu: pionowy opór powietrza spowodowany skierowaniem w dół pole powierzchni, kąt nachylenia skrzydeł u nasady oraz efekt Bernoulliego związany z wygięciem skrzydeł.

Komentarze

• Akapit 3 boli mnie głowa … nie żeby reszta była dużo lepsza. W duchu wskazania konkretnych rzeczy, którymi można się zająć, wypróbuj to: w przypadku kwadratu i koła o tym samym obszarze okrąg będzie miał większą średnicę niż kwadrat ' w związku z tym okrągły kadłub o tej samej objętości wewnętrznej będzie prezentował więcej, a nie mniej powierzchni rzutowanej na ziemię, dla całego (małego do zera) dobra, które przyniesie Twojemu samolotowi.