Аэродинамика летающих крыльев
примечательно,что реальный аэродинамический профиль обтекания крыла воздухом отличается от геометрического на толщину пограничного слоя(типа прилипшивося воздушного одеяла),которая сильно зависит от чисел рейнольдса,где кинематическая вязкость или прилипчивость на прямую связаны с температурой и кислотностью газов,отсюда вытекает ,что кинетическая энергия движения молекул газов(термодинамика)тоже участвует в ускорении потока над крылом(закон бернулли).кстати толщиной пограничного слоя успешно умеют управлять птицы,феноминальный скоростной диапозон5-6 раз от скорости режима парения 4-5 м.с до полого пике 25-30м.с
Да,да. В одном учебники физики встречал такую теорию: в пограничном слое вихревое движение образуется сверху профиля по часовой стрелке, снизу против (при движении крыла справа налево). Эти вихри стекая с профиля забирают с собой энергию движения и раскручивают поток вокруг крыла в противоположном направлении, создавая циркуляцию и подъемную силу. На полном серьезе с формулами и примерами расчета. 😃
в фундаментальной аэродинамике подьемная сила крыла-это комплексное решение нескольких уравнений,тоесть сумма реактивной тяги(закон импульса)+разницы давлений(закон бернули)+термодинамика(адиаботический процесс расширения газа в пограничном слое с отдачей тепловой энергии в ускорении потока над крылом). кстати последния составляющая вносит огромный вклад на больших габаритах ширины крыла и скорости полета(числа рейнольдса 10 000 000)пример пассажирские и грузовые авиалайнеры-где Су=мах=3,5! Каэр=мах=30!
Не знаю насчет отдачи тепловой энергии в поток, не специалист в этом вопросе? Гугл отвечает: “При адиабатическом расширении температура газа уменьшается, поэтому давление газа падает быстрее, чем при изотермическом расширении.”
И, на сколько падает давление при адиабатическом расширении газа, в процентах к атмосферному? Т.е. какой вклад в создание подъемной силы? При нагрузке на площадь крыла 100кг/кв.м, разница давлений на нижней и верхней поверхностях будет 1% от атмосферного, вроде как?
вообщето 100кг на м.кв-это типичная нагрузка на крыло в малой авиации(число Re=1 000 000),а в большой все на порядок больше 1000 кг на м. кв и ре 10 000 000!!! а снижение температуры воздуха даже на пару градусов над крылом высвобождает достаточно энергии для добавочного ускорения потока-это есть факт!
Да, я тоже поражался, когда посчитал, что в большой авиации нагрузка на крыло в килограмм на дециметр квадратный в порядке вещей. Но у них и скорости на порядок выше, и как это правильно сформулировать, “воздух плотнее” для большого крыла.
А всякая мелочь типа СЛА, дельтолетов и парапланов имеет скорости и нагрузки, сравнимые с модельными.
именно термодинамика объясняет такое последствие пониженного давления и падение температуры потока воздуха над крылом ,как обледенение верхней поверхности крыла-условия большая влажность воздуха 90-95% и температура около 0 гр С. сам неоднократно наблюдал тонкие корки прозрачного льда после посадки моделей и настоящих самолетов!думаю,что крыло в потоке частично тепловая машина -где рабочим телом выступает воздух ,а сам профиль -преобразователь тепловой энергии газа в кинетическую потока!
крыло в потоке частично тепловая машина -где рабочим телом выступает воздух ,а сам профиль -преобразователь тепловой энергии газа в кинетическую потока!
Тепловые импеллеры - 2,0 ???
бернули
адиаботический
тоесть
процесс расширения газа в пограничном слое с отдачей тепловой энергии в ускорении потока над крылом
В прошлой жизни не Книжниковым именовались ?
(типа прилипшивося воздушного одеяла)
кинематическая вязкость или прилипчивость на прямую связаны с температурой и кислотностью газов,
феноминальный скоростной диапозон
В Питере - ремиссия закончилась ?
что такое ремиссия-кто такой книжинков-какие тепловые импеллеры 2.0?не понял!
Да, я тоже поражался, когда посчитал, что в большой авиации нагрузка на крыло в килограмм на дециметр квадратный в порядке вещей. Но у них и скорости на порядок выше, и как это правильно сформулировать, “воздух плотнее” для большого крыла.
1 квадрат ткани и 1 квадрат метала разные по весу. чем больше самолёт, тем тяжелее материал обшивки и каркаса. Если представить самолёт на котором 1 дм кв. обшивки весит 1 кг, то нагрузка при любой площади крыла уже превысит 1 кг.
Ну кв. дециметр дюраля явно меньше одного кило весит.
Просто впечатляют подобные цифры, с такой нагрузкой на дм2 наши игрушки должны весить по 30-50 кг.
Кто хочет почитать еще подробнее о происхождении подъемной силы рекомендую Седов Л.И. “Механика сплошной среды” стр.146. Для тех кто сдавал экзамены по этой книге наверно вопроса о природе подъемной силы не возникает 😃
Да, я тоже поражался, когда посчитал, что в большой авиации нагрузка на крыло в килограмм на дециметр квадратный в порядке вещей. Но у них и скорости на порядок выше, и как это правильно сформулировать, “воздух плотнее” для большого крыла.
А всякая мелочь типа СЛА, дельтолетов и парапланов имеет скорости и нагрузки, сравнимые с модельными.
При чем тут “плотнее”?? Большая авиация взлетает на скорости 150-250 км\ч, мелкая типа парапланов имеет взлетные скорости сравнимые с модельными (40-60км/ч), разные взлетные/полетные скорости - соответственно и разные удельные нагрузки, размер крыла роли не играет.
п.с. тут разве что имеет значение, что с увеличением скорости раза в 2, подъемная сила крыла увеличивается раза в 4 (примерно как то так).
Насчёт плотности, наши модельки если нагрузить вместо 1-2 кило, килограмм 30-50, они пожалуй и на скорости 250 не полетят.
Масштабирование в большой авиации поэтому не так просто, растянули или уменьшили размер хорошо летающего самолёта, и все. Так не делают, в том числе и из за этой самой плотности воздуха.
Насчёт плотности, наши модельки если нагрузить вместо 1-2 кило, килограмм 30-50, они пожалуй и на скорости 250 не полетят.
Масштабирование в большой авиации поэтому не так просто, растянули или уменьшили размер хорошо летающего самолёта, и все. Так не делают, в том числе и из за этой самой плотности воздуха.
эта проблема называется автомодельностью!
Еще одно интересное неправильное объяснение подъемной силы нашёл:)
“A foil generates lift by a pressure difference over is streamwise upper and lower surfaces. This pressure difference gives rise to “leakage” around the front and edge of the foil, which in turn develops into a bound circulation.”
“Профиль создает подъемную силу посредством разности давлений над верхней и нижней поверхностями. Эта разница давлений приводит к “утечке” вокруг передней кромки профиля, что в свою очередь, развивается в присоединенный вихрь циркуляции”.
Нет это еще не всё.😃 Есть еще такая история как Прандтль ловил в аэродинамической трубе вихрь обратный от присоединенного вихря циркуляции Жуковского. Прандтль помещал профиль в выключенную аэродинамическую трубу с неподвижным воздухом и затем включал трубу, чтобы пошел поток. И в этот момент фотографировал уносимый с задней кромки вихрь, который якобы является источником присоединенного вихря циркуляции.
это переходный процесс! а рассматривать надо равномерный поток!
Стартовый вихрь должен находиться в бесконечности, в теории несущей линии Прандтля для крыла конечного размаха. По крайней мере это не причина подъемной силы 😃.
Ну если Вы не читали учебников, то во всех написано примерно так “начальный вихрь, срывающийся с задней кромки, крыла, вызывает возникновение циркуляции вокруг крыла, которая и порождает подъемную силу.” Тут как бы перепутана причина со следствием 😃
по поводу турболизаторов и всяких генераторов вихрей на лобике крыла ,после установки их на двухместные самолеты (типа стол и птинец-2) получены следующие результаты со слов пилотов ,что скорость сваливания упала с 60 до 40 км в ч ,а максималка со 150 до 145 по показаниям приборов!
Это Вы о чем? 😃 Я тут пытаюсь доказать неприменимость теории безвихревого обтекания Кирхгофа к подъемной силе крыла, а Вы про турбулизаторы 😃.