Почему нагрузка на диск что-то значит, если роторы/пропеллеры не являются дисками?

«Ротор вертолета моделируется как бесконечно тонкий диск с бесконечным числом лопастей, создающих постоянный скачок давления по площади диска и вдоль оси вращения».

Это совершенно не относится к обычным гребным дискам. Большая часть площади диска винта/ротора представляет собой пустое пространство, через которое воздух свободно проходит сверху вниз.

Так почему же мы берем этот в основном пустой диск и используем его площадь в аэродинамических расчетах, когда, казалось бы, нам следует использовать площадь самих лопастей?

Кажется, что это позволяет «обмануть» уравнения нагрузки на диск, например, уменьшая хорду лопасти без увеличения размаха, но при этом получая те же результаты из уравнений. Итак, чего мне не хватает?

Какой учебник по аэродинамике вы используете в качестве ориентира? Или даже "какой учебник по аэродинамике вертолета" вы используете в качестве справочника.
Похоже, на этот вопрос лучше всего ответить: прочитайте учебник, пока не наткнетесь на теорию лезвийных элементов, а затем сравните ее плюсы и минусы с дисковым подходом.
Я буду честен. Я просто энтузиаст. Я обычно пользуюсь Википедией.
Что вам не хватает? Оно работает! Почему мы должны делать вещи слишком сложными, когда достаточно простого?
<snark> что бы ты ни делал, не изучай электронику и электричество... это поток дырок или поток электронов? </снарк>

Ответы (2)

Дисковая модель используется везде, где изучаются общие черты поведения без необходимости знать характеристики отдельных лопастей. Он схватывает математику этих общих положений простым способом, исключая посторонние детали, которые сделали бы математику невероятно трудоемкой.

Обычно авиаконструктор будет использовать модель диска в конструкции своего планера, оставляя детали лопастей конструктору воздушного винта или несущего винта.

тогда заявление Низкая нагрузка на диск является прямым показателем высокой эффективности подъемной тяги. не имеет смысла, потому что аргумент меньшей нагрузки на диск = большей эффективности, по-видимому, основан на том факте, что более высокая степень байпаса = более высокая эффективность, но в отличие от байпасных вентиляторов, которые имеют полные диски, пропеллеры и роторы обычно имеют очень пустые диски, что дает меньшую площадь лезвия по сравнению с площадью диска, а это означает, что большая часть диска вообще не затрагивается лезвиями.
Хм... опять же, больше лезвий, больше помех между лезвиями. Загрузка диска исключает количество лезвий и отдельные характеристики из уравнения, что позволяет упростить расчеты, как указано выше. Модель загрузки с диска работает не для всего, но является приятным и полезным упрощением. Например, e на самом деле не равно mc^2, но в большинстве случаев это достаточно близко... кстати, я не совсем понимаю, как связаны загрузка диска и коэффициент обхода...
Загрузка диска и плотность (ваше "пусто/полно") - это очень разные вещи, и они не связаны напрямую; дизайнер должен решить, как они будут соотноситься, принимая во внимание несколько других факторов, в том числе существующие проекты в качестве основы. Кроме того, пропеллеры, роторы и канальные вентиляторы — это очень разные условия с очень разными конструктивными решениями. В комментарии нет места для полезных разъяснений.
"Я не совсем понимаю, как связаны загрузка диска и коэффициент обхода" - видимо, вы много чего не понимаете. Возможно, вам поможет некоторое чтение по этому вопросу, StackExchange не проводит обучающих курсов.

Дисковый подход — это просто удобный вычислительный инструмент, который содержит упрощающие предположения, облегчающие математику. Он работает достаточно хорошо в определенных обстоятельствах, чтобы оправдать его использование.

Что это за "определенные обстоятельства"? Мне кажется, идея с диском имеет смысл только для фаната.
@ABJX В чем разница между вентилятором и пропеллером или ротором?
ну, у «вентилятора» в контексте «турбовентилятора» лопасти пропеллера занимают большую часть или всю площадь диска. гребные винты и несущие винты имеют большую свободную площадь диска.