Морозов Валерий Борисович (vsounder) wrote in science_freaks,
Морозов Валерий Борисович
vsounder
science_freaks

Егорыч, ты не прав!

Изображение
ПОДЪЁМНАЯ СИЛА КРЫЛА И ЭФФЕКТ МАГНУСА

© Самсонов Михаил
Контакт с автором: samsonov-1947@mail.ru

Применение закона Бернулли к объяснению подъёмной силы крыла - скорее, дань традиции, чем раскрытие реального механизма этого процесса.
Действительно, согласно закону Бернулли в струю вязкой среды с большей скоростью подсасываются слои с меньшей скоростью.

Один из первых примеров - аномальное сближение параллельно движущихся кораблей к линии повышенной скорости движения воды между ними.
Рассмотрим крыло самолёта в форме полукапли с плоской нижней поверхностью:
Если нижняя поверхность крыла расположена горизонтально, то угол атаки, казалось-бы, равен нулю. Но крыло стремится не вверх, а вниз, а эффект Бернулли не проявляется.
Суть в том, что в струю повышенной скорости воздуха над выпуклой верхней поверхностью крыла происходит подсасывание как этой поверхности снизу, так и столба воздуха сверху. И, согласно третьему закону Ньютона, результирующая сила равна нулю.
Для упрощения вопроса заменим вязкую среду потоком дисперсных частиц: плоское квадратное крыло, закреплённое за центр масс, будем обдувать потоком этих дисперсных частиц. Имея вначале определённый угол атаки, такое крыло будет стремиться его увеличивать. Казалось-бы, нет причин для получения этим плоским крылом кинетического момента.

А теперь переходим к сути вопроса:
Как улучшить полётные характеристики крыла?
Как уменьшить вредную циркуляцию потока дисперсных частиц под крылом?
Как уменьшить неустойчивость плоского крыла?

Для этого рассмотрим профиль крыла птиц в форме запятой с поднутрением: Это поднутрение имеет характерную особенность - его кривизна уменьшается от передней кромки к задней. В этом его основной смысл.

Строим крыло минимальной толщины с острой передней кромкой и уменьшающейся кривизной. Набегающий поток дисперсных частиц делим на несколько горизонтальных слоёв. Передняя кромка должна иметь нулевой угол атаки. Верхний слой частиц, касаясь передней кромки, образно выражаясь, стелется по нижней поверхности, не отскакивая от неё (в этом проявляется польза уменьшающейся кривизны) и играя наибольшую роль в подъёмной силе, давая, в свою очередь, нижерасположенному слою частиц максимально приблизиться к поверхности крыла. Но каждый следующий нижерасположенный слой, отбиваясь от верхних, не может достичь поверхности и играет всё меньшую роль в подъёме крыла, создавая всё большую вредную циркуляцию потока.
Отсюда вывод: при одинаковой площади крыла наибольшей эффективностью обладает узкое и длинное крыло по сравнению с широким и коротким.
(Вспомним неустойчивость плоского крыла, где верхний слой набегающего потока (угол падения везде равен углу отражения) мешает нижним слоям приблизиться к крылу. Получается, что передняя часть крыла получает больший импульс, чем задняя. В результате крыло получает паразитный кинетический момент).

Современная трактовка эффекта Магнуса на основе закона Бернулли также не выдерживает критики.
Рассмотрим вращающийся по часовой стрелке цилиндр в вертикальном потоке набегающего воздуха. Справа, где скорость потока совпадает со скоростью поверхности цилиндра и слева, где скорость потока противоположен скорости поверхности. Взяв эти области к рассмотрению отдельно от цилиндра видим, что чем больше скорость потока относительно поверхности, тем больше проявляется закон Бернулли, тем сильнее происходит подсасывание в эту область. Но цилиндр всё же получает импульс вправо!
Трактовка, прямо скажем, двусмысленна!
Упростим вопрос: на вращающийся цилиндр сверху падает параллельный "дождь" дисперсных частиц (чтобы избавиться от второстепенных эффектов вязких сред).

Дата публикации: 10 мая 2015
Источник: SciTecLibrary.ru
Tags: недоучки
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 1 comment