on-line
Сейчас на сайте 0 пользователей и 26 гостей.
Вход в систему
Яндекс.Метрика

Подъемная сила крыла самолета.

302. «Как возникает подъемная сила крыла самолета?» Этот вопрос встречается во многих учебниках физики. При ответе обычно ссылаются на уравнение Бернулли. Но действительно ли это единственная или хотя бы основная причина? Если профиль крыла сделан в полном соответствии с уравнением Бернулли, то как же самолет может лететь «вверх ногами» (рис.)?


 Обычное объяснение сводится к тому, что скорость воздушного потока над крылом больше, чем под крылом, и, следовательно, в соответствии с уравнением Бернулли давление под крылом оказывается большим, чем над ним. В результате и возникает подъемная сила. А почему над крылом воздух движется быстрее, чем под ним? Струи воздуха сверху и снизу должны обогнуть крыло за одно и то же время; значит, верхняя струя должна пройти больший путь, поэтому она движется быстрее. Этим обычный ответ исчерпывается. Но почему верхняя струя должна обогнуть крыло за то же время, что и нижняя? Это объясняется редко. Кстати, в действительности верхний и нижний потоки воздуха огибают крыло за различное время. Откуда же берется подъемная сила крыла?

Ответ:
 Воздух, обтекающий крыло, движется над крылом быстрее, чем под крылом. Следовательно, давление под крылом больше, чем над крылом, в результате чего и возникает подъемная сила. Из источников, на которые мы ссылаемся, не всегда можно понять, применимо ли в данном случае уравнение Бернулли или нет. Это уравнение непосредственно вытекает из закона сохранения энергии. Так как на воздушный поток, обтекающий крыло, влияют также адгезия («прилипание») и вязкость воздуха (а оба эти эффекта сопровождаются совершением работы в воздушном потоке), то это уравнение, казалось бы, применять нельзя. Однако им все же можно воспользоваться, если учесть вязкость и адгезию, считая, что в дополнение к безвихревому обтеканию крыла воздушным потоком существует еще некий кольцевой поток, прилегающий к крылу (который направлен вперед под крылом и назад над ним). Такое наложение кольцевого и линейного потоков рассматривается в работах Кутты и Жуковского о подъемной силе крыла.
 Такое обтекание крыла возникает благодаря отрыву от крыла вихрей, которые образуются на линии встречи потоков, идущих над и под крылом.
 Над крылом скорость циркуляции складывается со скоростью линейного потока, в результате скорость воздуха увеличивается.
 Под крылом циркуляция направлена против линейного потока, и скорость воздуха уменьшается. Тогда в силу уравнения Бернулли давление над крылом оказывается меньше, чем под крылом, поэтому возникает подъемная сила. Как видим, уравнение Бернулли в данном случае можно применять только с определенными оговорками и уточнениями.
 Истинная подъемная сила крыла, согласно теории Кутты и Жуковского, рассчитывается путем определения изменения импульса воздушного потока при его отклонении циркуляционным потоком. В соответствии с законом Ньютона сила, необходимая для отклонения воздушного потока вниз, равна по модулю подъемной силе крыла.


Читайте о первом планере Лилиенталя.
Первый самолет братьев Райт.