Подъемная сила самолета

[mdp-shnik]

    Я уже как-то предложил налить в таз мыльную воду и поэкспериментировать с плоской пластинкой, наблюдая вихри на поверхности воды. Мыльные хлопья и плёнка делают всё хорошо видным.
    Опустим пластинку в воду. Сместим её перпендикулярно её плоскости. Увидим, что с кромок отойдут два вихря. Они противоположно направлены. Направление их вращения очевидно и подкреплено законом сохранения момента импульса. Мы, ведь, воду в тазу не закручивали. Значит сумма моментов всех вихрей должна быть равна нулю.
    Парадокс произойдёт, когда мы сместим пластинку под небольшим углом атаки. Смещать нужно на расстояние не более хорды пластинки.
     Мы увидим, что вихрь отойдёт только с задней кромки пластинки. А куда девался вихрь с передней кромки? Неужели закон сохранения нарушился?
     Если присмотреться к движению мыльных хлопьев, мы угадаем, что вихрь с передней кромки не смог оторваться и провернулся вокруг всей пластинки.

     С этого момента мы обязаны признать существование присоединённого вихря, который изменяет распределение давлений в пользу возникновения подъёмной силы.
     Мало того, нам придётся признать, что истинным виновником происхождения подъёмной силы оказался погранслой, который как "серый кардинал" оказался в тени.

[mdp-shnik]

   Теперь можно подвести итог. Вокруг крыла вращается вихрь. С концов крыльев он сходит в виде индуктивных вихрей. Их направление легко увязывается с направлением вращения присоединённого вихря. Индуктивные вихри остаются позади ЛА в виде жгутов, которые далеко сзади смыкаются друг с другом. Эта смычка произошла в момент старта крыла. Её мы видели в виде вихря, отошедшего с задней кромки.
    В результате наш самолёт летит, опираясь на огромный тороидальный вихрь. Все законы сохранены. Скос потока налицо, так как его создаёт сам факт существования вихря.

   Должно быть очевидным, что рассчитывать величину подъёмной силы, как это попытался сделать Ньютон, мы уже не можем, так как мы знаем механизм возникновения подъёмной силы, куда более изощрённый. И принципиальным является то, что в процессе взаимодействия крыла с воздухом участвует не узкая полоска потока, а вся атмосфера в целом.

    В заключение скажу, что подобные рассуждения были сделаны отцами аэродинамики, например, Прандтлем, Жуковским, Чаплыгиным и др. корифеями прошлого. Прошло время, и о них забыли. А нам приходится открывать это заново.

[shamanzc]

mdp-shnik, очень хорошо расписано и вроде полностью согласуется с тем, как я это себе представляю.
У меня терпения так расписать нехватило

[Max405]

А зачем расписывать-то было? В рунете полно не менее сносных  описаний вихревой теории с гораздо меньшим количеством недоказанных допущений, чем у уважаемого mdp-shnik'а. Ну что это за научная терминология: "С этого момента мы обязаны признать..." или  "...мы угадаем, что..." и т.п. Кроме этого в англоязычном интернете полно дискуссий между сторонниками той или иной главенствующей причины возникновения ПС...

Причем приверженцы Бернулли вобщем не отрицают существование вихрей, но считают их вторичными по отношению к разнице давлений и паразитными к возникновению подъемной силы...

Вихревая теория не дает ответа на вопрос, почему под крылом поток расходится, а над крылом сходится...

Просто апологеты присоединенного вихря опускают эту тему, как не существенную, потому что она несколько противоречит гладкости самовосприятия...
И всё же надо отдать должное качеству изложению mdp-shnika, и, помахав ему ручкой, отправить дискутировать в профильные форумы. например, сюда:
http://www.offtop.ru/energy/v13_685432__.php?of781=a1bf835c4c4f35bf45469ea59c6a216b

Или сюда:
http://physel.ru/mainmenu-4/eainmenu-15/197-s-192-.html
А потом появляются "волшебный пендель" и прочая чушь...

А мы пока полетаем на самолетах, на которых конструктора с вихрями и их последствиями борются, а не восхваляют.
 

[Дима Давыдкин]

Хорошо 405й разложил по полочкам! Красиво.
Еще в учебнике Николаева, по которому 15 лет назад я учился, уделялось внимание вихревой теории. Она, насколько помню, не отрицалась, но признавалась вторичной. Ну учебник не догма, но меня, почитав эту тему, озадачил один момент. Если Бернулли, грубо говоря лох, и вся замануха в скосе, вихрях тороидальных, пендалях всяких то почему все так сильно зависит от профиля крыла?  Вроде вихрь он и есть вихрь, вон в тазике с мылом все так здорово. Так от чего же на ЛТХ так профиль влияет? Одно дело самолет с несимметричным профилем в прямом полете, совсем другое в обратном.
 Я не собираюсь ни с кем в прения вступать сильные, но все же. МДП-шник, shamanzc просто объясните, как это согласуется с теорией основного вихря?

[mdp-shnik]

    Примитивное объяснение происхождения подъёмной силы обязательно использует профиль. Главным оказывается разница в длине верхнего и нижнего контуров профиля. Упускается из виду точка разделения потока на носке профиля. Если её сместить вверх, то длины контуров можно сравнять.
    Как только мы признаем существование присоединённого вихря, сразу увидим, что:
- во-первых, лобик профиля нужен, чтобы предотвратить срыв с передней кромки в приемлемом диапазоне углов атаки и тем самым привязать к крылу присоединённый вихрь;
- во-вторых, уменьшить сопротивление крыла;
- и только в-третьих, несколько увеличить подъёмную силу, т.е. Су.

     С помощью нужных формул и рассчётов показывается, что подъёмная сила изогнутой пластины больше, чем плоской. На бытовом уровне это можно представить так. В среднем угол атаки изогнутой пластины больше, чем плоской, при условии, что угол атаки плоской равен углу установки хорды изогнутой пластинки. На самом деле всё сложнее.

    Почему я допустил столь долгое объяснение? А чтобы остановить бесполезную перепалку. В конце концов, человек интересуется конкретным явлением. Почему бы его не обсудить? Почему бы не высказать альтернативные мнения и взгляды.
    По поводу вреда вихрей. От них никуда не денешься, так как они под защитой законов термодинамики. Стопроцентного к.п.д. в природе не бывает. За всё приходится платить потерями.

[Дима Давыдкин]

    - и только в-третьих, несколько увеличить подъёмную силу, т.е. Су.
   

А по проще? Несколько увеличить? Ничего себе несколько. Я четко вижу, что, допустим, самолет Як-52 в прямом полете и в обратном - две большие разницы. Говорим о установившемся ГП, для простоты. Максимальная скорость ГП на 70-60 км меньше чем в прямом. Угол тангажа (полет установившийся, значит и угол атаки, который конечно углу тангажа не равен) - офигеть какой.
 

    Упускается из виду точка разделения потока на носке профиля.

Ничего не упускается, это Вас кто-то обманул. На принципе замера точки полного торможения основана работа ССКУА (Сист. сигнал. крит. углов атаки). И создание подъемной силы плоской пластинкой - то же самое.

[Дима Давыдкин]

Лобик профиля. А за лобиком ведь тоже профиль, часть его есть. И очень разные части, при одинаковом "лобике" встречаются. На планера серьезные посмотрите.
 Комп этого передать не может, но поверьте, тон доброжелательный.

[Pilot_Yak-18T]

mdp-shnik:
Если присмотреться к движению мыльных хлопьев, мы угадаем, что вихрь с передней кромки не смог оторваться и провернулся вокруг всей пластинки.

     С этого момента мы обязаны признать существование присоединённого вихря, который изменяет распределение давлений в пользу возникновения подъёмной силы.
=============================================================
Присоединенный вихрь  - условный вихрь... Введён H. E. Жуковским как воображаемое "жидкое крыло", ограниченное замкнутым контуром (линией тока), внутри к-рого происходит движение идеальной жидкости в виде вихря (круговое движение частиц). Циркуляция скорости, создаваемая присоединенным вихрем, равна циркуляции скорости по контуру, охватывающему действительное обтекаемое крыло...

http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_physics/2136/%D0%9F%D0%A0%D0%98%D0%A1%D0%9E%D0%95%D0%94%D0%98%D0%9D%D0%81%D0%9D%D0%9D%D0%AB%D0%99

Однако циркуляция — фиктивная величина, рассматриваемая в гидродинамике идеальной жидкости, чтобы учесть несуществующие касательные напряжения, возникающие при обтекании в реальной жидкости... Поэтому для её определения приходится вводить дополнительные (не всегда физические соображения).
http://d-pankratov.ru/2010/04/05/akademik-chaplygin/

С этого момента мы просто обязаны признать, что присоединенный вихрь не физическое явление, а математическая абстракция, такая же как и циркуляция.
 

[Pilot_Yak-18T]

Повторяю свой вопрос: "...на двух предыдущих ветках форума мы так и не пришли к единому мнению о том, откуда и почему возникает подъемная сила на крыле самолета. А может ну её ...?

[Pilot_Yak-18T]

Для моих пилотов возникновение подъемной силы при движении крыла в потоке есть свойство несимметричности его профиля. Величина этой силы зависит от угла атаки крыла, а так же плотности и скорости воздушного потока. Особо любознательным могу рассказать об уравнениях неразрывности и Бернулли. Кому и этого мало рекомендую факультатив.

PS.
Симметричный профиль расположенный под углом к потоку симметричным, с точки зрения аэродинамики, уже не является.

[Геннадий Хазан]

А может ну ее академическую аэродинамику? Может все таки лучше рассмотреть практическую ее часть?  Пологаю что именно это будет полезно всем практикующим пилотам

[командор]

 ... С этого момента мы обязаны признать существование присоединённого вихря, который изменяет распределение давлений в пользу возникновения подъёмной силы. ...


Исследования профилей производят в аеротрубах на отсеках ,упирающихся торцами в стенки аеродинамической трубы. Никаких присоединенных вихрей нет ,но подъемная сила есть .

[командор]

А может ну ее академическую аэродинамику? Может все таки лучше рассмотреть практическую ее часть?  Пологаю что именно это будет полезно всем практикующим пилотам

Лучше о "практической " аеродинамике!!!

[командор]

С этого момента мы просто обязаны признать, что присоединенный вихрь не физическое явление, а математическая абстракция, такая же как и циркуляция.

Это как в анекдоте со словом "жопа".Слово есть ,а жопы нет. Этот вихрь можно увидеть визуально! И он является источником индуктивного сопротивления .

[Тэги:]

Украинский авиационный форум > Форум > Авиационный форум > Тема: Подъемная сила самолета