Search in topic

Самолеты и ветер.

Здравствуйте. Вопрос: а почему самолеты, в частности свободнолетающие планера разворачиваются против ветра? Ведь если принять модель ветра как движущуюся относительно поверхности земли неперемешивающуюся массу воздуха, то модели должно быть все равно в каком направлении она летит относительно направления ветра относительно поверхности земли.
Даже если принять то, что ветер незначительно перемешивается, то почему даже пилотажка с немалой массой при выполнении петли тоже очень существенно поворачивается против ветра? Сумбурно потому что давненько думаю, но недогадываюсь, даже зацепки нет. Образования по аэродинамики, к сожалению, не имею.

Друг, а че Ты паришься?
Если Тебя всерьез волнует этот вопрос, то советую обратиться к vovik, он, действительно, даст путевый ответ.
(Володя, да прости за стрелку!)
А то сейчас начнется демострация “умов” и Ты все равно ничего непоймешь.

А то сейчас начнется демострация “умов” и Ты все равно ничего непоймешь.

Действительно, прими как данность, что раз Земля круглая, то в Америке люди вверх ногами ходят. Должны падать с нее, но не падают, значит цепляются крепко. А раз цепляются, значит когти на ногах растут. Вот. А почему растут - эволюционный отбор. У кого не выросли, тот с земли свалился, в космос улетел и потомства не дал. Которое с когтями. Чтобы цепляться. 😂

Флюггер закреплен жестко к земле, с ним все ясно. А летящий самолет к земле ничем не привязан. Здесь какой-то другой механизм. Пока неясно…

ЦТ это так же так называемый центр масс (ЦМ).
положение ЦМ определяет не только поведение тела по отношению к силе тяжести но и КО ВСЕМ действующим на тело силам. в вашем случае - сила сопротивления воздуха, вызванная движением оного (в просторечии ветер).
все это, кстати, описывается законами Ньютона, которые проходят в средней школе на уроках физики ВСЕ дети земли.
так вот, если бы самолет двигался в безвоздушном просторанстве (в простонародье - космос), то ему было бы безразлично в каком положении находиться по отношению к направлению движения, поскольку вакуум практически не создает аэродинамического сопротивления. кстати, и пропеллер с дыигателем внутреннего сгорания и даже с электродвигателем был бы в косомсе бесполезен (догадываетесь почему?. именно поэтому космических ракет с пропеллерами практически не существует.

но поскольку мы пока еще живем в атмосфере, рассмотрим поведение самолета, движущегося в воздушной среде.
киль вместе с рулем направления (поворота) находится сзади, поскольку сзади он наиболее эффективен в качестве вертикального стабилизирующего оперения.
это его прямое назначение - стабилизировать самолет относительно воздушного потока в горизонтальной плоскостью. ветер же является ни чем иным, как воздушным потоком.

что происходит, когда направление движения самолета НЕ СОВПАДАЕТ с направлением воздушного потока? киль начинает двигаться относительно потока с УГЛОМ АТАКИ.
появление же угла атаки у симметричного профиля, которым являестся киль, в соответствии с законом Бернулли, вызывает разницу давлений на противоположных сторонах плоскости, что и вызывает появление подъемной силы.
таким же образом, кстати, создается подъемная сила и у крыла и у стабилизатора и у флюгера, и вообще у любого тела попавшего в воздушный поток. к слову сказать, любое тело, попавшее в воздушный поток, создает подъемную силу.
другое дело, что в результате исследований человечество обнаружило, что максимально эффективно такую силу создает профиль, напоминающий каплю с различными вариациями.
подъемная сила направлена как правило перпендикулярно несущей плоскости и то, что она именуется подъемной, не означает, что она действует только в направлении противоположном силе тяжести.

в нашем случае, эта сила, действующая на киль, лежит в горизонтальной плоскости (если конечно самолет летит строго горизонтально) и она начинает разворачивать самолет в протиовположном направлении. она будет разворачивать его до тех пор, пока давление на обоих сторонах киля не выравняется и подъемная сила не перестанет создаваться. то есть до того момента, пока направление движения самолета не совпадет с направлением воздушного потока, т.е. ветра. вращение же самолета происходит вокруг ЦМ (см.законы Ньютона).

самолет СТАБИЛИЗИРУЕТСЯ в этом положении, то есть все силы, действующие на самолет приходят в равновесие. другими словами, РАВНОДЕЙСТВУЮЩАЯ всех сил становится равна нулю.
так будет до тех пор, пока что нибудь еще не вызовет отклонение самолета от этого положения. что, например, делается путем отклонения руля поворота (направления). профиль киля искривляется, он создает подъемную силу, которая и разворачивает аппарат в нужном вам направлении.
если бы киль был в носу самолета, он бы являлся ДЕСТАБИЛИЗИРУЮЩИМ устройством. он сразу бы принялся разворачивать аппарат и разворачивал бы его до тех пор, пока равнодействующая снова не стала равна нулю. вот почему киль делают в хвосте а не в носу.

абсолютно то же самое происходит и с ФЛЮГЕРОМ, который уже упомянули несколько человек.
точно также работает и стбилизатор (горизонтальное оперение).
надеюсь теперь все ясно?

вот почему киль делают в хвосте а не в носу.

Правильно, и схему “утка” используют только в Америке. Которая вверх ногами. И задом неперед.

Господа! Коллеги!

Обсуждение данного вопроса пошло явно не по правильному пути. То ли я что-то неправильно спросил, то ли меня все неправильно понимают, первое вернее. Спрошу по другому. Если Вам доводилось когда-либо делать петлю на РУ сомолете при ветре сбоку, то Вы наверное помните, что самолет, если даже не манипулировать рулями кроме РВ, при выходе из петли будет повернут навстречу ветру. Но!!! Представьте себе теперь другую модель. Абсолютный штиль. РУ самолет на высоте 100 м над землей. Вы выполняете петлю - самолет вышел из петли без изменения курса. А теперь!! В полном штиле!! Мы крутанем Землю относительно стоящей массы воздуха, и относительно поверхности Земли дует ветер. Делаем теперь еще петлю - и самолет уходит по курсу. Ладно с петлей на ДВС. Пока писал появилась мысль о пропеллере - маховике. Как-то объяснить можно. А вот теперь планер. Штиль - летит ровно и туда куда пустили. Крутанули Землю - летит против вращения земли. Бред. Не считайте, плиз, меня сумасшедшим или совсем тупым - это весело, конечно , но не приводит к ответу на вопрос. Может я и зря парюсь, но мысль успокаивается лишь построив объяснимую модель. Принимаются любые ответы, юмор ценю!
Спасибо giantflier_2 за большой и исчерпывающий ответ в расчете что я полный идиот!!

Неужто Уважаемый vovik, но всеже если не изменяет память vovic, единственный человек который может нас рассудить?

Еще раз пишу:
По отношению к массе воздуха самолет будет совершать строгую петлю вне зависимости от того, куда эта масса движется по отношению к чему-либо еще, например, земле. Все управление, воздействие на рулевые поверхности, хвостовое оперение и прочие части самолета осуществляется исключительно по отношению к воздушной массе в которой этот самолет находится. Скорости двиджения земли или любых других тел абсолютно никакого влияния не оказывают.
Предположим, что пилот летит на воздушном шаре, то есть движется вместе с воздухом. Запускает с шара самолет. Делает петлю. Самолет будет идти ровно и никуда свой нос поворачивать не будет. Ни пилот, ни самолет даже не узнают, что их скорость относительно земли составляла 10 метров в секунду.
Если пилот стоит на земле и делает петлю по отношению к себе, то он должен КОМПЕНСИРОВАТЬ БОКОВОЙ СНОС, то есть повернуть самолет на некоторый угол против ветра. Это и есть тот самый разворот, про который все говорят. Еще раз повторю, ЕГО ДЕЛАЕТ ПИЛОТ, а не ветер сам по себе. (мы берем ламинарный поток воздуха)

Добавлено

Господа! Ну разложите Вы вектор скорости самолета на две составляющие - по ветру и перпендикулярно ему. Все станет ясно. Не нужны здесь познания в аэродинамике.

Товарищи планеристы! Или хоть кто видел как летает планер! Ответьте для начала нам на простой вопрос, на наблюдательность:

Планер при ветре летит - варианты ответов:

ОТВЕТ А - по ветру
ОТВЕТ Б - против ветра
ОТВЕТ D - в направлении запуска
ОТВЕТ С - пошел на фиг

И получите первую сумму 100 рублей!!

Спасибо giantflier_2 за большой и исчерпывающий ответ в расчете что я полный идиот!!

вот те на!
я и не имел ничего подобного ввиду. может я действительно не понял вопрос? прошу прощения.
в рассуждениях насчет вращения земли у меня шарики за ролики заехали и потерял контакт с землей.
в результате улетаю в космос.
всем пока.
p.s. как правило если самолет выходит из петли не в том месте где в нее вошел, означает что модель вошла в начало фигуры с НЕГОРИЗОНТАЛЬНЫМ крылом.

giantflier_2, плиз, не обижайтесь.

На этой неделе буду ставить серию экспериментов на своем РУ самолете. Главное чтоб ветер дул относительно земли! О результатах сообщу. Похоже я не прав.

Товарищи планеристы! Или хоть кто видел как летает планер! Ответьте для начала нам на простой вопрос, на наблюдательность:

Планер при ветре летит - варианты ответов:

ОТВЕТ А - по ветру
ОТВЕТ Б - против ветра
ОТВЕТ D - в направлении запуска
ОТВЕТ С - пошел на фиг

И получите первую сумму 100 рублей!!

Тут ответ скорее всего Е 😃
Уже многие люди написали правильные вещи, попробую и я вставить свое слово …
Когда планер держишь в руках на поле при ветре, его разворачивает против ветра, почему? уже многие писали, и неясностей нет вообще.

Допустим ветер с посотянной скоростью.
Когда планер запускАешь перпендикулярно ветру, ОН начинает разгоняться в ту сторону в которую дует ветер, и если бы небыло стабилизатора, то он бы двигался по диоганали (направление с которым бросили + направление ветра).
НО !!! в момент ускорения планера по направлению ветра, на него действует сила “ветра” (если можно так сказать) т.е. его сдувает боковой ветер. и эта сила его разворачивает против ветра.
Поскольку у планера есть масса и момент инерции, боковой ветер может не успеть развернуть его против ветра, как планер будет двигаться с токой же скоростью, как и боковой ветер. А когда его проекция скорости на направления ветра сравняется со скоросьтю ветра, то для планера ветра уже не будет. Т.Е. Ветер перестанет ускорять планер, соответственно и силы не будет.

П.С.
Заранее извиняюсь за возможные ошибки ☕
П.П.С
Скорее всего планер полетит в направлении ветра + направление запуска + изменение направления в момент уровновешивания скорости ветра и планера

Самолёту пофигу куда дует ветер, если он дует равномерно, прямолинейно и однородно!
Вспомните инерциальные системы отчёта - ФИЗИКА 5-й КЛАСС!
Спорить можно с пеной у рта до посинения, кстати именно до посинения об этом спорили на форуме СЛА, причём весьма уважаемые дядьки доказывали, что это не так.
Планер НИКУДА НЕ ПОВЕРНЁТСЯ! Пилотажка одинаково будет крутить петли в любом направлени - одинаково относительно воздуха!

Но в реале все не так, потому что ветер очень редко дует однородно - всегда есть приземный градиент который и создаёт все эти эффекты.

Самолёту пофигу куда дует ветер, если он дует равномерно, прямолинейно и однородно!

Вы еще забыли упомянуть, что и планер должен двигаться вместе с воздухом
Т.Е. не двигаться относительно воздуха или двигаться без ускорений.

Вспомните инерциальные системы отчёта - ФИЗИКА 5-й КЛАСС!

Если ветер дует в течении 5 секунд не меняя своих параметров, то можно ДОПУСТИТЬ, что наступила инерциальная система отсчета, и засекать, сколько секунд еще она продлиться …

Планер НИКУДА НЕ ПОВЕРНЁТСЯ! Пилотажка одинаково будет крутить петли в любом направлени - одинаково относительно воздуха!
Но  в реале все не так, потому что ветер очень редко дует однородно - всегда есть приземный градиент который и создаёт все эти эффекты.

Полностью с вами согласен, только вот градиент врядли существенно влияет(высота на которой летает самолет и высота самолета 1 к 100), скорее ветер изменет свою скорость и направление 😋

С уважением
Андрей.
П.С. Интересно, что еще может быть не выясненного в этом вопросе?

Правильно, и схему “утка” используют только в Америке. Которая вверх ногами. И задом неперед

Уважаемый Миша, не выпендривайтесь!
Товарищ из Канады (та, что на Американском континенте) вам всё очень подробно описал.
Кстати, можете у него насчёт когтей поинтересоваться. 😅

Привет!
Конкурируют две “крайние” концепции

• флюгер, привязанный к земле и вращаемый ветром
• воздушный шар, движущийся с ветром и движение это заметно только с земли (не заметно с шара)
  Истина, как всегда, посередине.
  Даже воздушный шар, трогаясь с земли, не сразу выравнивает свою скорость с ветром - в этот период, если на шаре есть оперение, оно будет работать за счет разности скорости как флюгер и развернет шар в определенном направлении. А “привязан” такой флюгер инерциальной массой шара. С шаром проще - аэродинамически это пассивный аппарат. В пределе - скорости шара и ветра совпадут и оперение перестанет работать.
  Планер аэродинамически активен - в спокойном воздухе создается такое сложение сил, что планер движется вперед с постоянной скоростью (а шар просто висит). То есть существует как бы двигатель. Поэтому в практическом полете никогда не произойдет “выравнивания” скорости ветра и скорости центра массы модели (как у шара). То есть и при взгляде с воздушного шара планер летает не как в спокойном воздухе - всегда будет эффект флюгера от оперения планера - при любом маневре. И только в пределе - когда планер волею божией долго летит на одном курсе, установится равенство скоростей ветра и центра масс ( то есть перестанет работать флюгер от ветра и останется только флюгер от “собственной” скорости). Но как раз флюгер и не дает лететь на одном курсе - кроме, как против ветра. Полет “по ветру” возможен, особенно если горизонтальная скорость планирования больше скорости ветра, но неустойчив (как и у обычного флюгера - стоять против ветра).
  Поэтому ответ Б - полетит против ветра. Гоните бабки 😃
  Удачи!
  ЗЫ. Подчеркиваю - в практическом полете, где малейшее несовпадение движения центра массы и ветра вызывает эффект флюгера по ветру. Разумеется, все без участия оператора.

То mikkap: - Вы утверждаете, что боковой ветер вызывает только снос. Это ошибка - закрепите самик за центр масс и подуйте сбоку - его будет не только сдувать (надеюсь, крепление выдержит 😃 ), но и разворачивать - для этого и приделано оперение.

Привет!
Поэтому ответ Б - полетит против ветра. Гоните бабки 😃
Удачи!

Ух, хотели деньги отобрать 😋 😛

Здравствуйте 😋

Планер аэродинамически активен - в спокойном воздухе создается такое сложение сил, что планер движется вперед с постоянной скоростью (а шар просто висит). То есть существует как бы двигатель.

А если шар толкнуть, так же как и планер? Ну сопротивление лобовое с ветром у него больше …
Может лучше сказать, что у планера существует тормоз ?
[quote;155995]Поэтому в практическом полете никогда не произойдет “выравнивания” скорости ветра и скорости центра массы модели (как у шара). То есть и при взгляде с воздушного шара планер летает не как в спокойном воздухе - всегда будет эффект флюгера от оперения планера - при любом маневре. И только в пределе - когда планер волею божией долго летит на одном курсе, установится равенство скоростей ветра и центра масс ( то есть перестанет работать флюгер от ветра и останется только флюгер от “собственной” скорости). Но как раз флюгер и не дает лететь на одном курсе - кроме, как против ветра. Полет  “по ветру” возможен, особенно если горизонтальная скорость планирования больше скорости ветра, но неустойчив (как и у обычного флюгера - стоять против ветра).
Поэтому ответ Б - полетит против ветра. Гоните бабки 😃
Удачи!
ЗЫ. Подчеркиваю - в практическом полете, где малейшее несовпадение движения центра массы и ветра вызывает эффект флюгера по ветру. Разумеется, все без участия оператора.
[/quote]

Вот только что запустил симулятор, в симуляторе установил постоянный ветер, как мы и договарились и запустил планер 😋
И что вы думаете? Он полетел против ветра? НИЧЕГО ПОДОБНОГО

скорость ветра установил 5 М/С
После броска НЕМНОГО повернулся к ветру лицем, и так боком (сикось-накось 😋 ) полетел вперед и по ветру (по диогонали)!!!

Установил скорость ветра 10 М/С
После броска планер резко развернулся лицем к ветру и полетел не против ветра, а ПО ветру (Хвостом Вперед)и немножко пытался лететь вперед, но боком у него это плохо получалось

Пэтому ОТВЕТ Е !!! - Гоните бакбки 😲

П.С.
Остается только испытание в боевых условиях.
Говорят, что в военное время, число ПИ может ровняться и 10 😅
П.П.С.
Заранее прошу простить меня тех, чье мнение не совпадает с моим 😉

Добавлено

Давайте начнем вспоминать лодку, плывущюю по реке, с одного берега на другой …
Ее всега сносит по течению …
В момент бросания вводу, ее немного повернет против течения …
Но через несколько секунд, все будет как в стоячей воде !!!

П.С.
Тут нужно бежать изо всех сил, что бы оставаться на месте

Здравствуйте  😋
…
Вот только что запустил симулятор, в симуляторе установил постоянный ветер, как мы и договарились и запустил планер  😋
И что вы думаете? Он полетел против ветра? НИЧЕГО ПОДОБНОГО

скорость ветра установил 5 М/С
После броска НЕМНОГО повернулся к ветру лицем, и так боком (сикось-накось 😋 ) полетел вперед и по ветру (по диогонали)!!!
…

Привет!
А если попробовать бросить другой рукой?
Вообще лучше затянуть повыше и попробовать тихо отпустить. Может не сразу, но должен “поймать” ветер.
Удачи!

мне кажется, коллеги, уже просто заумь какая-то пошла.
надо для начала определиться что вы хотите понять, в чем состоит проблема.
у меня уже создалось впечатление, что вопроса-то никакого и не было. просто человеку захотелось поговорить о том о сем.

тем не менее, в послений раз попытаюсь вернуться к теме.

ясно же, что и самолеты и планера летают и против ветра и ПО ВЕТРУ тоже.
причем, как в симуляторах, так и реальной жизни.

кроме подъемной силы и силы сопротивления воздуха на планер действует также и сила тяжести, что в целом создают при определенных условиях равнодействующую, заставляющую планер двигаться не только относительно воздуха но и относительно земли.

если исходить из того, что подъемная сила создается за счет движения воздуха относительно крыла (или наоборот, что все равно), а не за счет движения крыла относительно земли, тогда становится ясно, что планер может находиться в неподвижности относительно пилота, который стоит на земле, двигаться относительно последнего вперед и двигаться назад, при этом как набирать, так и терять высоту.
это может показаться на первый взгляд странным с бытовой точки зрения, но вполне объяснимо с точки зрения аэродинамики.

не хочу вас обидеть, но, коллега, попытайтесь поставить вопрос яснее, если вы ДЕЙСТВИТЕЛЬНО его задаете и действительно хотите получить ответ.

Прочел то, что написано выше и решил тоже написать. Сразу оговорюсь что летаю на планере, в динамиках.
Если модель летит в равномерном потоке, то никуда поворочиать не будет - модель “не знает” что есть скорость этого потока относительно земли.
Так что, поворот относительно ветра могут вызывать только две причины: турбулентность (в ветре до хрена вихрей от миллиметрового размера до километрового) и изменение скорости ветра. Как будут влиять мелкие вихри - не знаю.
Изменение скорости ветра. Причин 2. Порывы ветра. Изменение скорости ветра в зависимости от координат модели (ветер неоднороден по высоте и горизонтальным координатам - где-то есть препятствие, а где-то его нет).
Итак, рассмотрим поведение модели при боковом порыве ветра. За счет инерционности модели у нее появляется скольжние (поток движется не точно в нос модели, а немного сбоку). Это вызывает две силы: крен модели по ветру (за счет V образности крыла) и поворот против ветра (за счет киля).
Так что, в общем случае, модель может повернуть в любую сторону (крен вызывает поворот по ветру, а киль - против ветра).
Можно заранее предсказать, какая модель куда повернет. Если эта модель - пилотажка - против ветра, так как V-образность ее крыла близка к нулю.
Если модель имеет большую V-образность (и маленький киль) - по ветру. К сожалению, тут еще работает много факторов, например, скорость модели (имеется ввиду не абсолютная скорость, а с большая или маленькая для конкретной модели). Дело в том, что на “малых” скоростях эффект V-образности падает быстрее чем эффективность киля.
Все эти эффекты хорошо заметны на легких моделях, что же касается ДВС-пилотажек, то, думаю, что правы те, кто говорит о том, что пилот разворачивает модель против ветра (видя, как модель сносит в сторону, он, незаметно для себя, рулями убирает это).
Оба варианта поведения моделяй я много раз видел, наблюдая за полетами электричек и запуская планеры (и наблюдая за полетами других планеров) в динамике.
Вообще-то поведение модели при боковых порывах ветра определяется ее боковой устойчивостью и управляемостью (это термины из книги по аэродинамике, совместно рассматривается устойчивость и управляемость по крену и по курсу), но очень коротко я написал, а чтобы написать подробнее, потребуется написать МНОГО.

Народ что вы паритесь? вы когданибудь на дачу или в поход с рюкзаком ездили в метро там или в электричке?
Стоите вы сибе стоите электричка себе тихонько катится (штиль или ровный ветер) и решили вы пройти поперек вагона к окну… что вас куда нибудь повернет? нифига.
а теперь представте что вы идете а поезд притормозил что будет? рюкзак решит что плевал он на вас и всех вокруг и что ему надо дальше ехать 😃 и он вас немного повернет но вы то всеравно к окну дойдете.
В общем поварачивать планер будет до момента разгона его ветром до скорости ветра в сторону куда эта сволочь(ветер) дует. ☕ .во сказал то 😲

Не хотелось писать пока попробую в практике, но пошел испытать модель на боковой ветер, но мотор сломался.Так что испытания несколько откладываются.

Но вот что нашел в обсуждениях статьи “Несущие крылья. Часть 2. Геометрия крыла.”

Сообщение #41
QUOTE (dmitryu Jan 19 2005, 11:07)
…Например, при поперечном ветре модель медленно делает крен и поворачивает от ветра. Но в отсутствии ветра - летит прямо и горизонтально…

Сообщение #42
QUOTE (vovic Jan 20 2005, 15:02 )
…Кстати, если модель при поперечном ветре медленно поворачивает от ветра - она неправильно спроектирована. Курсовая устойчивость маловата и киль надо бы увеличить…

---------------
Так что похоже не так все просто…