Есть ли связь между выбором материала и создаваемой подъемной силой при вращении?

В настоящее время я изучаю Rotary Winged Aircraft, и у меня есть вопрос относительно подъемной силы и потока жидкости.

Имея два крыла из разного материала, но одинаковой формы, будет ли разница в подъемной силе и количестве воздуха, нагнетаемого вниз? Созданный лифт как-то связан с выбором материала?

Теоретически никакого эффекта нет, если форма лезвия и качество поверхности одинаковы. Но имейте в виду, что если материал и/или конструкция влияют на изгиб и скручивание лезвия, подъемная сила может быть разной. (Кстати, я так понял, что поворот отступающей лопасти важен и в конструкции вертолета. Может быть, кто-нибудь обратится к этому.)
Вы можете захотеть использовать различные материалы специально для их обработки поверхности, но если у вас нет каких-то очень специальных материалов, эффект не будет слишком большим.
Кроме того, не могли бы вы уточнить, говорите ли вы об идеальной лопасти несущего винта или о реальной? В частности, лопасти из разных материалов по-разному реагируют на вибрацию, «провисание» (при запуске/остановке) и инерцию (при авторотации) и создают разную подъемную силу. Я не думаю, что в идеальном лезвии материал — это, ну, материал.
@rbp Не будет ли разницы в подъемной силе, создаваемой лопастью, покрытой тканью, по сравнению с алюминиевой, а также по сравнению с углеродным волокном? Я не уверен, что согласен с тем, что материал не имеет отношения к делу.
да, это именно моя точка зрения: если это РЕАЛЬНОЕ лезвие или ИДЕАЛЬНОЕ. НАСТОЯЩЕМУ лезвию важно, а ИДЕАЛЬНОМУ - нет.

Ответы (1)

Да.

Некоторым материалам легче придать форму (например, композиты по сравнению с металлом) или они лучше сохраняют форму с течением времени или под нагрузкой (например, металл по сравнению с деревом). Эта разница между предполагаемой и фактической формой будет иметь наибольшее влияние на подъемную силу, связанное с материалом.

Если вы немного измените вопрос и спросите о полезной подъемной силе (подъемная сила за вычетом веса конструкции), к сравнению необходимо добавить жесткость и относительную прочность конкретного материала. Полезными параметрами являются предел прочности по отношению к плотности ( длина разрыва ) или жесткость по отношению к плотности (длина деформации). Жесткая конструкция меньше деформируется под нагрузкой, поэтому меньше будет меняться ее форма. В идеале конструкция формируется так, что только под нагрузкой она принимает аэродинамически наиболее выгодную форму, а ее эластичность помогает избежать перегрузок ( аэроэластичный покрой).

Качество обработки поверхности также зависит от материала, но в большей степени зависит от метода производства. Шероховатая поверхность лучше подходит для очень низких скоростей потока, тогда как гладкая поверхность лучше подходит для средних и высоких скоростей потока.