Есть ли несколько причин уменьшения давления на крыло?

Я знаю, что снижение давления над крылом происходит из-за кривизны аэродинамического профиля, что вызывает потерю давления из-за распространения воздуха, когда он перенаправляется.

Но связано ли это также с увеличением скорости из-за сжатия линий тока на передней кромке, как в сужающемся канале нет перенаправления потока, но все же есть снижение давления там, где есть увеличение скорости? Это связано с уменьшением количества столкновений в единицу времени?

Возможно, вы захотите взглянуть на это, чтобы получить удовлетворительный ответ о том, как генерируется лифт: en.wikipedia.org/wiki/Kutta%E2%80%93Joukowski_theorem
Есть несколько объяснений , но только одна причина .
Точно так же «уменьшение количества столкновений в единицу времени» ЯВЛЯЕТСЯ «снижением давления».
Я слышал, что увеличение скорости, уменьшающее количество столкновений, является заблуждением, потому что как только одна частица движется по ней, она сразу же заменяется другой, поэтому количество столкновений в единицу времени не меняется. Так ли это на самом деле?

Ответы (1)

Законы физики не работают по отдельности. Они всегда применяются одновременно¹.

Большинство из них описывают не причинность, а отношения, которые, как известно, всегда выполняются². Если вы знаете, что скорость увеличилась, вы можете сделать вывод, что давление уменьшилось, но если вы знаете, что давление уменьшилось, вы можете аналогичным образом сделать вывод, что скорость увеличилась. Ни одно из них не является причиной другого, скорее свойства жидкостей являются причиной того, что оба всегда происходят вместе.

И наконец, что не менее важно, законы физики в том виде, в каком мы их обычно используем, не являются фундаментальными, а представляют собой различные точки зрения на основные свойства Вселенной и, как таковые, во многом пересекаются. Поэтому вы обычно можете прийти к одним и тем же выводам разными способами (при условии, что вы должным образом учитываете используемые приближения).

В этом случае воздух, следующий за поверхностью крыла, падение давления, ускорение потока и сжатие линий тока — все это аспекты одного поведения жидкости, для которого нет более простого способа количественной оценки, чем вычисление полного набора Навье — Уравнения Стокса (есть несколько более простых моделей, таких как теорема Кутты – Жуковского , но они не могут начинаться с формы крыла, а требуют некоторых экспериментально определенных характеристических значений).

На низком уровне давление — это общий импульс, сообщаемый столкновениями в единицу времени и площади. Таким образом, очевидно, что если наблюдается более низкое давление, столкновения должны быть меньше или слабее. На практике они оба³. Однако и на молекулярном уровне этому простому объяснению нет. Это результат сложной динамики, которая усредняется до уравнения Навье-Стокса на макроскопическом уровне.


¹ Школьные уроки часто не учат этому, обсуждая каждый предмет в отдельности и никогда не обобщая. Однако подъемная сила — удивительно сложное явление, которое требует применения многих из них к моделированию.

² Ну, по крайней мере, не наблюдается, чтобы не быть удовлетворенным, потому что положительные доказательства невозможны.

³ Энтальпия уменьшается, а значит, частицы движутся медленнее, а значит, и ударяются реже, и с меньшей силой. Плотность тоже немного уменьшается, поэтому их тоже немного меньше на единицу объема. Однако все это проще всего вывести из макроскопических термодинамических законов. Теперь у нас есть микроскопические объяснения для них, но попытки вычислить что-либо непосредственно на низком уровне бесполезны из-за огромного количества задействованных частиц.