Почему самолёты не падают?
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
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.
Если угол атаки нулевой , то подъемной силы не будет.
Обьясняю как самолеты литають 😉)
…
Ну вот и ответ. Полностью согласен.
делаем импеллер - скорость крайне велика, масса мала, момент - тот же, энергия в кубе = мы в хоппе.
почему в кубе - вроде в первой, нет?
То, есть я правильно понимаю
- Если бы конструктивно можно было сделать лопасти вертолета размером с крыло, то на вертолете “висеть” было бы даже эффективнее чем на самолете
- У импеллера чем больше выходная дыра тем лучше?
Насчет вертолета в целом верно, за исключением того что разные части винта вертолета работают при разных скоростях, центральная и вовсе работает мало.
Куб скорости потому что энергия = m*V*V/2, а масса проходящего через импеллер потока m = Ro*S*V - пропорционально скорости в первой степени.
импульс = m*V в отличии от энергии на одну степень от скорости меньше. Также как известно - (импульс в секунду - будет сила).
Ошибсо.😃
Если бы конструктивно можно было сделать лопасти вертолета размером с крыло, то на вертолете “висеть” было бы даже эффективнее чем на самолете
Наоборот, это и сейчас эффективнее. Громадные лопасти винтов вертолётов как раз под висение и заточены.
Насчет вертолета в целом верно, за исключением того что разные части винта вертолета работают при разных скоростях, центральная и вовсе работает мало.
Не совсем так. В примере “вертолёта” из двух самолётов на длинной-длинной верёвочке эту верёвочку можно заменить очень тяжёлой штангой, а самолёты, наоборот, сделать невесомыми, в результате ничего не изменится. Потом и штангу сделать невесомой, а под неё подвесить груз такого же веса. Тоже ничего не изменится. Получится почти настоящий ( груз будет вращаться ) но невероятно большой сказочный вертолёт, который по эффективности не уступит самолёту.
Получается, всё дело именно в размере пропеллера и совсем немного зависит от его конструкции.
Для меня это вывод стал неожиданным.
Куб скорости потому что энергия = m*V*V/2, а масса проходящего через импеллер потока m = Ro*S*V - пропорционально скорости в первой степени.
импульс = m*V в отличии от энергии на одну степень от скорости меньше. Также как известно - (импульс в секунду - будет сила).
Все равно не понял. Я рассуждаю просто: для любого движителя который создает тягу гоняя воздух, тяга есть mv (m-масса в единицу времени), а мощность mVV/2. При заданной тяге мощность пропорцианальна V. Не так?
Наоборот, это и сейчас эффективнее. Громадные лопасти винтов вертолётов как раз под висение и заточены.
Я имел ввиду какая требуется мощность чтобы держаться на заданной высоте. Вертолету требуется больше. (То есть имеется ввиду не эффективность мотоустановки - тут понятно, чем больше лопасти тем лучше - а эффективность всего “аппарата для висения”)
Я рассуждаю просто: для любого движителя который создает тягу гоняя воздух, тяга есть mv (m-масса в единицу времени)
Мне кажется в этой фразе и кроется ваша ошибка.
Крыло и лопасти винта создают тягу не за счет отбрасывания воздуха назад (это не реактивные двигатели), а за счет разности давлений над и под крылом/лопастью. Спутная струя это побочный эффект. 😃
Значит если увеличить характерный размер самолёта в N раз, его объём увеличится в N³ раз, а площадь крыла и, следовательно, вес — в N² раз. Это потому что самолёт — оболочка, а не сплошное тело.
Профессор жгёт. При масштабировании толжина обшивки (которая, видимо, гелием у профессора накачана) не увеличивается?
P.S. Ходжа Насреддин как-то сказал, что один дурак может столько вопросов задать, что и тысяча мудрецов не ответят…
Напрасно Вы так, коллега!
Есть подозрение у меня, что тема догонит по популярности тему о стружке срываемой с крыла потоком 😉.
Дайте отдохнуть, порадоваться…
Мне кажется в этой фразе и кроется ваша ошибка.
Крыло и лопасти винта создают тягу не за счет отбрасывания воздуха назад (это не реактивные двигатели), а за счет разности давлений над и под крылом/лопастью. Спутная струя это побочный эффект. 😃
Забавно звучит. 😃
Что бы продвинуться вперед надо спереди отсосать воздух и атмосферное давление затолкает вас в образовавшееся разряжение, а отброшенный назад воэдух это побочный эффект 😂
Забавно звучит. 😃
Что бы продвинуться вперед надо спереди отсосать воздух и атмосферное давление затолкает вас в образовавшееся разряжение, а отброшенный назад воэдух это побочный эффект 😂
Каждый волен думает как ему нравится, вон по логике професора самолет вообще летать не может. 😉
Поправочка, не атмосферное давление, а давление с обратной стороны крыла/лопасти. ☕
какая требуется мощность чтобы держаться на заданной высоте. Вертолету требуется больше
Нет, не больше.
Теоретически оказалось, что это устоявшееся заблуждение, как мы показали на примере вертолёта из двух самолётов на верёвочке.
Практически же действительно больше из-за худших размеров винта.
А совсем практически видели в материале Миля:
Общеизвестно, что чем больше площадь, через которую протекает воздух (причем безразлично, будет ли он протекать через несущий винт или сопло реактивного двигателя), или, точнее, чем меньше скорость, придаваемая массе воздуха для создания подъемной силы, поддерживающей самолет или вертолет, тем меньше потребная для этого мощность на единицу веса аппарата.