Защо самолетът лети
От John S Denker учен и пилот
Въведение.
Тази страница съдържа само няколко откъса от трета глава на интернет книгата Вижте как лети на
Джон С. Денкер които можете да намерите на https://www.av8n.com/how/
Въздушен поток около крилото.
Ще ви обясня как се държи въздушният поток около крило.
Няколко от илюстрациите като Фигура 3.1 са създадени от симулатор на аеродинамичен тунел, програма, която написах за моя компютър. Крилото е неподвижно в средата на аеродинамичния тунел и въздушният поток е насочен отляво надясно. Горе по течението на крилото (близо до левия ръб на фигурата) поставих няколко димни инжектори. Седем от тях работят непрекъснато чрез инжектиране на тънки струи пурпурен дим. Димът се изпраща около хвърчилото и след хвърчилото от въздушния поток, което прави текущите линии очевидни.
Фигура 3.1: Поток около крило
След това на вертикално разстояние пет пъти по-тясно инжектирам струи от пулсиращ дим. Димът се изпраща за 10 милисекунди на всеки 20 милисекунди. На фигурата синият дим започна да инжектира преди 70 милисекунди, зеленият дим започна да инжектира преди 50 милисекунди, оранжевият дим започна да инжектира преди 30 милисекунди, а червеният дим започна да инжектира тук 10 милисекунди. Инжектирането на червен дим се прекратяваше, когато беше направена снимката.
Фигура 3.2: нагоре-надолу.
Фигура 3.3: Въздушен поток около крилото
Фигура 3.4: Забавяне на потока
Помислете за сценария, изобразен на фигура 3.4, като река, течаща отляво надясно. Поставяйки края на парче градински маркуч в реката, аз сифонирам водата, оставям я да губи време, преминавайки през няколко сантиметра навити маркучи, след което се връщам към реката през другия край. Водата, преминала през тръбата, ще се забави. Забавената част от водата никога няма да навакса останалата част от течението; а освен това тя дори няма да се опита да го хване.
Имайте предвид, че забавянето на водата не изисква компресия или триене.
Сега нека изучим поведението на въздуха близо до крило. Тя може да бъде разделена на две части:
- Ефектът на препятствието;
- Ефектът от трафика.
Част първа: ефектът на препятствието
Крилото е пречка за въздуха. Въздушният поток, преминаващ близо до такова препятствие, ще се забави. Това е така, защото въздухът, който произволно се доближава до стагнационна линия, ще бъде забавен във времето. Въздушните молекули, лежащи наоколо близо до стагнационната линия, карат човек да мисли за поговорката на магарето по средата между две бали сено, без да може да реши кой вариант да избере.
Въздухът в близост до крилото е забавен спрямо необезпокоявания въздух, преминаващ по-нататък. Ефектът на препятствието е горе-долу еднакъв за част, преминаваща над крилото, като тази, преминаваща под крилото. Този ефект намалява много бързо в зависимост от разстоянието от хвърчилото. Можете да видите от трите панела на фигура 3.5, че въздухът удря линията на застой (предния ръб), но никога не удря задната застояла линия (задния ръб). Когато крилото е под нулев ъгъл на повдигане, този препятствен ефект е от съществено значение, както е показано на първата фигура 3.5 .
Фигура 3.5: Въздушен поток при различни ъгли на атака
Част втора: Ефектът от трафика
Наляганията около крилото
Фигура 3.6 показва графиките на различните налягания около крилото. Всички налягания се измерват спрямо атмосферното атмосферно налягане в свободния поток. Сините области показват депресии, т.е. налягания, по-ниски от околното налягане, докато червените области показват свръхналягане, т.е. налягания, по-високи от околното налягане. Разделителната линия между налягане и депресия също е показана на фигурата.
Фигура 3.6: Налягания около крилото
Въздушен поток и налягане около крилото
Фигура 3.7 показва какво се случва около крилото при промяна на ъгъла на атака. Можете да видите, че когато скоростта се промени, налягането също се променя.
Фигура 3.7: Въздушен поток и налягане около крилото
Оказва се, че предвид полето на скоростта е доста просто да се изчисли полето на налягане. Всъщност има два начина да го направите, ще видим един от тях по-долу.
Знаем, че въздухът има маса. Подвижният въздух продължава своя инерция. Ако въздушната част следва извита пътека, върху нея се изисква нетна сила, както се изисква от законите на Нютон.
Самото налягане не създава нетна сила, трябва ви разлика в налягането, така че едната страна на въздушната част да е по-компресирана от другата. Следователно правилото е следното: Ако във всяка точка потоците са огънати, налягането в съседните места е различно.