Как вертолеты достигают подъемной силы?

Транспортное средство, движущееся в жидкости, может регулировать свою скорость за счет реакции, ускоряя массу этой жидкости в удобном направлении и с удобной скоростью. Использование крыла — отличный способ добиться этого; птицы и самолеты могут летать с помощью крыльев, которые разгоняют воздух вниз и назад, а пропеллер — это не что иное, как набор тонких крыльев, прикрепленных к вращающейся ступице.

Для достижения заданной тяги этот воздушный винт должен иметь удобный размер и вращаться с достаточно высокой скоростью, чтобы он ускорял массу воздуха, а изменение количества движения этой массы ускоряемого воздуха преобразовывалось в силу то, что мы называем тягой. Величина этого изменения импульса пропорциональна массе перемещаемого воздуха и изменению его скорости.

Ротор вертолета — это просто большой пропеллер, который разгоняет воздух вниз (а также назад и в стороны тоже с помощью элемента управления, называемого «циклическим»).

Чтобы понять это, взгляните на теорему Бернулли или теорию полета.
Лопасть несущего винта вертолета - это просто аэродинамическая поверхность / аэродинамическая поверхность, и она очень похожа на крыло самолета (в поперечном сечении).

Посмотрите на схему трубки Вентури. Воздух входит в один конец, и ЖЕ количество воздуха должно выходить с другого конца (в единицу времени, скажем, в секунду). Трубка Вентури постепенно сужается, а затем снова расширяется. Чтобы пройти через нее, воздух должен ускоряться по мере того, как трубка сужается (поскольку масса воздуха, входящего и выходящего в секунду, фиксирована - то, что входит в один конец, должно выйти из другого конца).

Согласно Бернулли, когда поток сжимаемой жидкости (в данном случае воздуха) ускоряется, плотность сжимаемой жидкости уменьшается (и наоборот). Давление напрямую связано с плотностью, поэтому давление также падает, когда расход (скорость) увеличивается. Самое низкое давление в самой узкой части трубки Вентури.

Поперечное сечение аэродинамического профиля можно рассматривать как половину трубы Вентури. В самой толстой части хорды давление воздуха, протекающего НАД аэродинамическим профилем (также известным как крыло самолета или винт вертолета), является самым низким. Это низкое давление (относительно окружающего воздуха) приводит к возникновению силы, называемой подъемной силой. Подъемная сила противостоит весу, поэтому, если вы создаете достаточную подъемную силу (если роторы вертолета движутся в воздухе достаточно быстро), то восходящей силы (подъемной силы) достаточно для взлета вертолета.

Математически теорема Бернулли выражается (ро) раз v = константа.

Здесь (ро) — плотность, v — скорость.