Силы на аэродинамическом профиле

Я никогда не видел реальных цифр, но в целом в статьях о полете, которые я видел, говорится, что «большая часть» подъемной силы создается за счет угла атаки и относительно небольшая — за счет эффекта Бернулли. Я подозреваю, что точные цифры довольно изменчивы и, вероятно, зависят от того, набирает ли самолет высоту, снижается, кренится и т. д., а также будут варьироваться от самолета к самолету. Может быть, поэтому точные цифры и не приводятся.

Разница давлений между верхом и низом крыла вполне реальна, хотя обратите внимание, что в верхней части крыла это не вакуум, так как давление не так сильно уменьшается. Пониженное давление над крылом действительно будет стремиться стянуть обшивку с крыла, или, точнее, воздух внутри крыла, находящийся при нормальном атмосферном давлении, попытается оттолкнуть обшивку. Опять же, я не могу назвать вам точные цифры — должен признаться, я думал, что приблизительные цифры будет легко вычислить, но Google подвел меня.

Между прочим, есть хорошая статья НАСА на эту тему по адресу http://www.grc.nasa.gov/WWW/k-12/airplane/wrong1.html , и она даже включает Java-апплет, чтобы вы могли поиграть с деталями крыло. Более длинная, немного более солидная статья находится по адресу http://www.free-online-private-pilot-ground-school.com/aerodynamics.html .

Позже:

Если бы приблизительный ответ был в порядке, вы могли бы использовать уравнение Бернулли, как описано в http://en.wikipedia.org/wiki/Bernoulli%27s_equation#Incompressible_flow_equation . Хотя на самом деле это применимо только к несжимаемым жидкостям, а воздух, очевидно, сжимаем, в статье предполагается, что это будет разумным приближением для низких скоростей.

Переписав уравнение, чтобы сделать его более полезным для наших целей, получим:

где$A$некоторая постоянная и$h$это высота. Мы не знаем константу, но пусть$P_{bot}$давление под крылом и$P_{top}$быть давлением над крылом, тогда мы можем взять разницу между ними, т. е. перепад давления между нижней и верхней частями крыла. Если предположить, что высота постоянна, т.е. толщиной крыла можно пренебречь, то получим:

Я не знаю, с какой скоростью летит ваш самолет, но давайте предположим, что это 30 м/с, и давайте предположим, что есть разница в 10 м/с между скоростью воздуха вверху и внизу крыла, так что это$v_{bot} = 30$и$v_{top}$= 40. Google дает плотность воздуха на уровне земли как 1,225 кг/м3.

429 Па — это 4,29 грамма на квадратный сантиметр или 0,06 фунта на квадратный дюйм, так что это совершенно незначительно.

Джон Ренни сделал довольно хорошую оценку: 0,06 фунта на квадратный дюйм — это 8,6 фунта на квадратный фут. Great Lakes Super Baby имеет нагрузку на крыло 9,6 фунтов на квадратный фут при максимальной полной массе. В худшем случае, когда вся подъемная сила обеспечивается за счет всасывания верхней поверхности, сила всасывания будет составлять 9,6 фунта на квадратный фут при горизонтальном полете. во время маневра 3G это будет 29 фунтов на квадратный фут. Так что это верхняя граница. Ваш типичный пылесос всасывает около 20 кПа, или около 400 фунтов на квадратный фут.