Почему самолёты не падают?
Содержание рекомендованной вам статьи говорит только о том, что … одни и те же явления можно описывать разными законами физики. Просто или сложно, по простому говоря, через задницу
+1
Использование правильной модели явления - сильно облегчает жизнь.
Разница очень большая, просто вы её не заметили 😁.
Пропеллер-крыло не движется линейно, а вращается вокруг некоторой точки.
Ну, если повнимательнее прочитать то что я написал… то все как раз правильно, наши высказывания не противоречат друг другу.
цитирую самого себя:
В обоих случаях оно движется линейно относительно среды
То, что в случае вертолета оно вращается вокруг точки - я даже с этим спорить не буду.
Все дело в относительности и понимании происходщящего. Это для Вас вертолет висит, а самолет летит. А с точки зрения каждого сечения крыла / пропеллера - происходит линейное движение в среде. Да, в случае пропеллера каждое сечение будет иметь разную линейную скорость и каждый участок крыла / пропеллера будет иметь разную эффективность.
Корпус вертолёта статически висит, поэтому сила, приложенная к нему, равна его весу.
А к самолету для его удержания в воздухе сила не прикладывается что ли ? Очень даже неплохо прикладывается со стороны крыльев.
Так что, объясните мне, бестолковому, разницу между силами удерживающими самолет и вертолет в воздухе. Где и в чем она заключается.
Поэтому я говорю что разницы нет.
Для тех кто в танке - проведем мысленный эксперимент:
будем делать из самолетов вертолет:
берем два самолета, длинную веревку. Привязываем конец одной веревки к левому крылу одного самолета, другой конец - к правому:
Самолеты начинают двигаться по радиусу, постепенно набирая скорость и взлетают. И, о чудо, центр веревки будет зависать над землей как это делает вертолет.
Ну, и в чем теперь разница ?
Объясняю последний раз, специально для бестолковых или прикидывающихся таковыми.
Самолёт в горизонтальном полёте летит с такой постоянной скоростью, при которой подъёмная сила крыла, определяемая как произведение Сy на площадь крыла и на некоторый коэффициент К, куда составной частью входит и квадрат скорости, равна весу самолёта.
Вес на этой скорости уравновешивается подъёмной силой крыла, а вовсе не тягой пропеллера.
А вот сопротивление воздуха при данной скорости уравновешивается тягой пропеллера.
Тяга пропеллера, необходимая для полёта самолёта с этой постоянной скоростью, равна произведению Сх на площадь крыла и на некоторый коэффициент, который тоже равен K.
Поэтому тяга пропеллера самолёта в установившемся горизонтальном полёте меньше веса самолёта ровно в Сy/Cx раз.
Задача 1. Определить тягу, потребную для горизонтального полета самолета Як-55 при угле атаки 5° и полетном весе 870 кгс
Решение. По поляре самолета Як-55 находим, что при угле атаки 5° коэффициенты имеют значения. Су=0,39, Сх=0,045, следовательно, качество равно К=Cy/Cx=0,39/0.045=8,66
_Тогда потребная тяга будет иметь значение Ps=G/K=870/8,66=100 кгс _
Вертолёт никуда не летит, он висит.
Поэтому тяга пропеллера ( винта ) вертолёта в режиме висения равна весу вертолёта.
Если считать винт невесомым, то тяга винта равна весу корпуса вертолёта.
… проведем мысленный эксперимент: будем делать из самолетов вертолет
… И, о чудо, центр веревки будет зависать над землей как это делает вертолет. Ну, и в чем теперь разница ?
Разница в том, что вес корпуса вашего “вертолёта” равен нулю 😅
Если грубо говоря, то вертолет давит лопостями на один и тот же столб воздушной массы, т.е. он от него отталкивается, самолет же отталкивается всегда от разных объемов(молекул) воздуха.
Все это основанно на инерционности молекул воздуха…
Объясняю последний раз, специально для бестолковых…
Вес на этой скорости уравновешивается подъёмной силой крыла, а вовсе не тягой пропеллера.
Логично, а что, разве вертолет висит не тех же самых законах на которых самолет летает. Вот и вызвало у меня удивление, что опору самолета и вертолета как то по разному рассматривают… хотя разницы то я не вижу. Что пропеллер, что крыло - физика одна и та же…
Разница в том, что вес корпуса вашего “вертолёта” равен нулю
Подвесьте к центру веревки бесполезную нагрузку, что то измениться ?
Подвесьте к центру веревки бесполезную нагрузку, что то измениться ?
самолёты получат крен на внутреннее крыло и, скорее всего, столкнутся
самолёты получат крен на внутреннее крыло и, скорее всего, столкнутся
Это всего лишь идеализированная картинка…
Обьясняю как самолеты литають 😉)
Крыло самолета это другими словами редуктор, передвигаясь быстро вперед оно толкает большую массу воздуха медленно вниз.
Момент - пропорционален массе на скорость, масса толкаемого воздуха пропорциональна площади на скорость,
энергия - пропорциональна массе на скорость в квадрате.
Сферический Конь в Вакууме:
устремляем площадь в бесконечность, скорость к нулю - энергия потребная для полета стремится к нулю пропорционально кубу скорости.
момент - подьемная сила по третьему закону ньютона то бишь - пропорционально квадрату скорости к нулю.
Момент на энергию - как корень кубический от скорости.
Вертолет - делаем ему огромный пропеллер, бросаем вниз (другими словами опираемся) на многие десятки тыщь тонн воздуха толкая их со скоростью 0,1 черепашья. момент - достаточный для полета - энергия - минимальна, горизонтальная скорость полета мала - его уносит ветром.
делаем импеллер - скорость крайне велика, масса мала, момент - тот же, энергия в кубе = мы в хоппе.
веревки - в нарисованном случае можно сделать и по пол км в диаметре (длине то бишь)
самолёты получат крен на внутреннее крыло и, скорее всего, столкнутся
Флудить так флудить.
А если самолеты соединить жесткой штангой, а не веревкой? Опять же РН можно использовать, А центробежной силой пренебрегаем?
😃
если самолеты соединить жесткой штангой,
Есть такой тип вертолётов - с двигателями на концах лопастей. Летают.
А о чём всё это?
Я как-то уже потерял нить обсуждения. 😃
Вроде пытаются объяснить почему нельзя сделать вертолет который будет держаться на воздушной массе как самолет…
Где-то на просторах rcdesign’а уже была баталия об отличии лопасти пропеллера, лопасти ротора вертолета и крыла самолета. не помню чем кончилось, но ругачка вышла знатная. Здесь, топикстартер тоже, не удивляясь тяге винта и ротора, не верит в “Подъемную Силу Крыла”. 😃
Особенно радуют теоретеги приравнивающие вес к импульсу и т.п. И вертолет опирающийся на “неподвижный столб воздуха”. 😁
Пешите есчо!
…Есть такой тип вертолётов - с двигателями на концах лопастей. Летают.
Вот и посчитаем такой вертолёт.
Как только вес корпуса, приложенный посередине штанги, станет ненулевым, каждый из наших двух самолётов потянет вниз, что эквивалентно увеличению веса каждого из этих самолётов на половину веса корпуса вертолёта.
Поэтому для сохранения равновесия придётся увеличить скорость полёта самолётов и(или) угол атаки их крыльев. Увеличится потребная для движения каждого из этих двух самолётов тяга.
И тут мы видим интересный парадокс - для того, чтобы получить требуемую тягу вертолёта, равную 1, качество для каждого из двух наших самолётов вроде бы должно быть равным значению 2. Такого быть не может, слишком мало.
Значит не так прост вертолёт. И не так прост самолёт, точнее его пропеллер. Его ведь тоже грубо можно представить, как два маленьких самолётика, тянущих с силой тяги винта.
Получается, что вертолёт, хотя и более расточителен, чем самолёт, но не в Cy/Cx раз, а меньше!
Ищем подтверждение этому и находим.
Вот график из статьи Миля ( не Гюнтера, а М.Л.МИля - констуктора вертолётов ) ( vtol.boom.ru/mat/mil/index.html )
На графике - значение (Сy/Cx)*кпд_винта
Ещё вспомним про вертолёты, лопасти которых приводились в движение реактивными двигателями, установленными на их концах.
Это интересный пример. Ведь можно было установить эти двигатели без всяких лопастей, чтобы сила тяги была направлена вверх. Но тогда её бы просто не хватило бы.
Потому что пропеллер самолёта - тоже крыло. Он рассчитывается теми же методами, например : www.stroimsamolet.ru/050.php
Резюме:
Крыло можно рассмативать как аналог наклонной плоскости, отношение высоты к длине которой равно Сx/Cy .
Причём настолько похожий аналог, что планер под действием силы тяжести так и катится по этой наклонной плоскости.
А сила тяги пропеллера, потребная для горизонтальньного полёта самолёта, рассчитывается точно так же, как сила, потребная для равновесия тела на этой наклонной плоскости без трения F=(вес самолёта)*Cx/Cy.
Но воздух имеет конретную вязкость.
Поэтому свойства крыла с некоторых его размеров начинают ухудшаться, чем меньше крыло, тем хуже.
Из-за этого несущий винт вертолёта уступает крылу самолёта.
Поэтому вертолёт менее экономичен, чем самолёт.
А вот если сделать огромный-преогромный вертолёт по конструкции, предложенной Exception13 ( вообще без корпуса, полезный груз разместить в несущем винте из двух самолётов, длинную-длинную верёвочку между ними можно вообще сделать виртуальной, то есть перерезать ), то его экономичность станет такой же, как у самолёта.
Вот только все полезные свойства вертолёта пропадут!
Пропеллер самолёта тоже можно рассматривать, как ещё более ухудшенное ( из-за ещё более малых размеров ) крыло. Поэтому большой тяги он него и вовсе не ждут.
Ошибочка вышла…
Ошибочка вышла…
Так бывает. Нужно попросить Виталия, чтобы сделал возможность удаления пустых сообщений.
Однако, за весь сегодняшний уже заканчивающийся день в этой теме - ни одного нового сообщения, кроме моего “резюме”(#96).
После активности предыдущих дней - странное затишье.
Кто-нибудь хочет уточнить, добавить, поправить или поспорить?
Встречал ли кто-нибудь раньше подобную аналогию?
Может быть наш коллективный разум форума здесь действительно нашёл хорошие ( простые и понятные ) формулировки?
Целиком и полностью с вами согласен, Вячеслав. А этот пост, можно и в ЧаВо (aka FAQ).
Всем здравия желаю.
Есть один вопрос, немного не в тему но всёже крульев он касается.
Подъёмная сила крыла возникает из за разности давлений возникающих от разности скоростей сверху и снизу профиля, так? логично предположить что у симметричного профиля скорости сверху и снизу будут одинаковыми, так откуда берётся необходимая разность давлений???
Или проще, как летают самолёты с симметричными профилями?
p.s. поправьте если чего не так написал.
логично предположить что у симметричного профиля скорости сверху и снизу будут одинаковыми
Нет. Разделение на верхний и нижний потоки несимметрично относительно профиля.
Как я понял из статьи на этом сайте подьёмная сила в данном случае будет образоваваться тогда, когда профиль к линиям течения будет находится под углом атаки. Ведь в перевёрнутом полёте самолёт с симметричным профилем не будет падать