Что вызывает разницу скоростей воздуха над и под крылом самолета?

Поскольку подъемная сила создается, даже если крыло имеет симметричный профиль, мне кажется, что наличие более высокого профиля, более изогнутого, чем нижний профиль, не является единственной характеристикой в ​​основе подъемной силы, но служит для повышения ее эффективности.

...

Подводя итог, я не понимаю, с чем связана разница в скорости воздуха над и под крылом. Меня больше интересует физическое объяснение (что практически происходит с жидкостью), чем объяснение с помощью формул.

См.: https://aviation.stackexchange.com/questions/39146/how-do-smetric-airfoils-generate-lift и Бернулли и Ньютон .

Упрощенное и краткое объяснение состоит в том, что верхняя поверхность имеет более длинный путь, независимо от того, симметричен аэродинамический профиль или нет, что обеспечивает подъемную силу. Если бы угол атаки был нулевым, как у симметричных стабилизаторов ракеты, подъемной силы не было бы; только прямолинейное движение с учетом веса и силы/вектора.

Прочтите это. По сути, крыло втягивает воздух вниз в вихрь с центром под крылом, который простирается по всей длине крыла. Поэтому воздух над крылом должен двигаться быстрее. На концах крыльев вихрь поворачивается назад, образуя след. (Хвост самолета, кстати, наоборот. Он тоже приподнимается, но вниз.)

Когда тело движется через такую ​​среду, как воздух, воздух обтекает его таким образом, что градиент давления вокруг него уравновешивается. В случае аэродинамического профиля градиент предназначен для создания разницы, поскольку площадь верхней поверхности больше, чем нижней поверхности по отношению к углу атаки, поэтому скорость воздушного потока над верхней поверхностью увеличивается по сравнению с нижней поверхностью, которая когда воздух проходит над поверхностями, поскольку он поддерживает то же атмосферное давление, что и окружающий воздух. Причинами этого являются относительное сжатие воздуха под крылом и динамическая передача силы из-за давления через крыло, что приводит к тому, что крыло создает подъемную силу, а область разгерметизации за параллельной касательной на верхней поверхности крыла вызывает турбулентность и, следовательно, подъем и сопротивление. Последнее важно понимать, потому что вихри, создаваемые крылом, вызывают задержку возврата атмосферного давления в возмущенный воздух, а также уменьшают плотность воздуха в этой области. Вот почему существует минимальная временная задержка между последовательным взлетом больших самолетов в одно и то же воздушное пространство, что стало причиной катастрофы рейса 4590 Air France Concorde на рубеже тысячелетий.

Самое простое объяснение подъемной силы состоит в том, что это сила реакции на изменение количества движения обтекающего ее воздуха вниз.

Его величина может быть рассчитана либо по изменению количества движения в потоке, либо по разности давлений между твердыми поверхностями крыла.

Из-за отклонения линий тока вниз течение под крылом напоминает классическое решение для течения в вогнутый угол, который имеет точку торможения (более высокое давление) в углу; а течение над крылом напоминает решение для обтекания выпуклого угла, имеющего сильный пик скорости потока (более низкое давление).

Предположим, что крыло движется горизонтально в атмосфере. В верхней части крыла передняя кромка крыла заставляет атмосферу двигаться вверх, поэтому после передней кромки атмосфера имеет тенденцию удаляться от крыла в нормальном направлении (передняя кромка крыла действует как подбрасывание атмосферы вверх). атмосфера), поэтому в верхней части крыла создается низкое давление. В нижней части крыла атмосфера стремится приблизиться к крылу в нормальном направлении, поэтому крыло заставляет атмосферу двигаться вниз, поэтому в нижней части крыла создается высокое давление. Низкое давление вверху, высокое давление внизу, что создает подъемную силу крыла.