Можем ли мы позаимствовать граунд-эффект Формулы-1 для самолетов?

Пониженное давление на автомобиль оказывает не только нисходящее усилие на автомобиль, но и равное восходящее усилие на землю. Разрушители мифов сняли эпизод, в котором они проехали на автомобиле Indy через люк, чтобы показать, что он немного приподнимает крышку люка.

Сила на землю не имеет значения, потому что она не движется и не прикреплена к машине. Но на вашем рисунке происходит то же самое. Пониженное давление оказывает восходящую силу на дно канала и равную направленную вниз силу на его верхнюю часть. Они отменяют друг друга.

Проблема здесь в том, что эффект земли требует наличия другого тела, в котором аэродинамический профиль находится в непосредственной близости (т. е. к земле).

Статья в вики хорошо резюмирует это

Значительное количество прижимной силы доступно благодаря пониманию земли как части рассматриваемой аэродинамической системы.

Вы не можете иметь эффект земли внутри аэродинамического профиля и создавать подъемную силу относительно этого аэродинамического профиля.

В более общем ответе: были своего рода «самолеты» (обычно известные как экранолеты) , которые использовали преимущества эффекта земли и уменьшенного лобового сопротивления. Вообще говоря, они никогда не были особенно успешными, поскольку у них ограниченный профиль миссии из-за их оперативных требований.

( источник )

Нет, это не работает: это прямая аналогия попытки взлететь, схватившись за шнурки и потянув вверх.

Эффект земли работает для автомобиля, потому что он увеличивает силу между автомобилем и землей сверх веса автомобиля. То, что должно делать ваше устройство, — это увеличивать усилие между верхней частью канала и нижней частью канала, но это обе части самолета, поэтому на самолет в целом нет чистого эффекта.

Одной из причин увеличения подъемной силы при экранном эффекте является прямое давление, которое создает направленную вверх силу на крыло/самолет, когда он находится близко к земле – это работает только тогда, когда самолет движется относительно земли. Самолет оказывает на землю равную и противоположную силу.

Теперь та же сила действует на нижнюю часть самолета, поэтому чистая подъемная сила равна нулю.

Вкратце : механизм на F1 представляет собой трубку Вентури. Эта трубка и принцип работы крыла имеют сходство между собой, но существенным отличием является отсутствие струи вниз в трубке Вентури. Из-за этого отсутствия подъемная сила не создается.

Подробности

Стена автомобиля и земля образуют трубу Вентури . В трубке Вентури давление воздуха уменьшается там, где сечение сужено (согласно принципу Бернулли ):

^{Источник: Википедия}

Этот эффект всасывания также работает на карбюраторе (где он может создавать обледенение из-за понижения температуры в секции низкого давления) или аэрографе:

^{Источник}

Это работает в Формуле-1, потому что там есть труба, созданная из земли, стенки которой имеют тенденцию сближаться, поэтому машина удерживается близко к земле. Подъемной силы как таковой нет, вертикальное движение воздуха (струя вниз), необходимое для создания подъемной силы, не создается. Итак, ваш принцип проектирования...

Брюшная дверь, открывающаяся на малых скоростях и ведущая в сужающуюся полость — перевернутый диффузор. По сути, то же самое, что и F1...

... не создаст подъемной силы, потому что масса, скорость и давление воздуха равны на входе и выходе.

И, как только вы настроите эффекты Бернулли/Ньютона так, чтобы было ускорение и поток вниз, вы создали крыло:

^{Источник}

В крыле тоже есть какая-то трубка Вентури: верхняя стенка фактически создается вязкостью и массой атмосферы над крылом, вне пограничного слоя, а нижняя стенка — это верхняя поверхность крыла:

^{Источник}