Силы на самолете - тяга, подъемная сила, сопротивление, вес

Я крайне скептически отношусь к странице в Википедии о летной механике самолетов . При описании «прямолинейного полета с набором высоты» говорится:

подъемная сила не может изменить потенциальную или кинетическую энергию самолета.

Мне это кажется ерундой, учитывая, что «подъемная сила действует перпендикулярно вектору, представляющему скорость самолета относительно атмосферы». Другими словами, я думаю, что всегда есть вертикальная составляющая подъемной силы (за исключением условий, когда угол атаки крыла без изгиба составляет 0 или 180 градусов). Причина, по которой я хочу это знать, заключается в том, что он также утверждает, что

в прямолинейном полете с набором высоты подъемная сила меньше веса

Я также не могу поверить, что это всегда так, поскольку аэродинамическое крыло может создавать подъемную силу, когда оно имеет нулевой угол атаки, если оно изогнуто. Таким образом, если самолет движется достаточно быстро, не только подъемная сила может превышать вес, но только вертикальная составляющая подъемной силы может превышать вес.

Я был бы признателен за критику моего понимания, а также за страницу в Википедии. (Интересно, неправильная ли это интерпретация источника «Аэродинамика» Клэнси).

Спасибо

Ответы (3)

Вместо того, чтобы пытаться отладить страницу Википедии, я предлагаю две вещи:

  1. Не торопитесь и прочитайте эту восхитительную онлайн-книгу . Кроме того, почему бы не получить копию Stick and Rudder ? Это классика уже 70 лет.

  2. Возьмите вводный урок полета. Это очень весело и совершенно безопасно. Они позволяют вам взлететь и полетать, и тогда вы поймете все основы. Не беспокойтесь о посадке — они сделают это за вас.

То, как работают самолеты, не является загадкой . Они существуют почти столько же, сколько и автомобили, и их так же хорошо понимают.

Если мы определим подъемную силу перпендикулярно скорости самолета, то верно, что подъемная сила не изменит энергию самолета. Изменение энергии под действием силы равно произведению силы на расстояние, на котором действует сила. Но если по определению самолет не движется в направлении подъемной силы, то это расстояние равно нулю, и изменение энергии равно нулю.

Текст, который вы цитируете, сбивает с толку; Я бы не стал вчитываться в это слишком много. Как всегда в физике, ключом к успеху является тщательное определение того, что означают ваши термины (векторы), и последовательное применение этих определений.

Подъемная сила не должна превышать вес, чтобы самолет мог летать. Если бы это было так, то самолет двигался бы как бы по кругу, входя в разворот Иммельмана. Большую часть времени подъемная сила и вес уравновешивают друг друга, так что самолет находится в горизонтальном полете без ускорения.
Да, я согласен с вами.

В статье подъемная сила определяется как вектор силы, перпендикулярный пути самолета в воздухе, а не как вектор силы, необходимый для уравновешивания гравитации. Точно так же тяга считается вектором силы, параллельным траектории движения самолета. Если представить самолет, поднимающийся с горизонтального на вертикальный (и соответствующий наклон траектории полета), то по мере увеличения его тангажа векторы подъемной силы и тяги вращаются вместе с ним. Вектор тяги начинает приобретать «истинную» вертикальную составляющую, которая добавляется к «истинной» вертикальной составляющей вектора подъемной силы. Поскольку сумма не может измениться для полета без ускорения, вектор подъемной силы должен уменьшать свою «истинную» вертикальную составляющую ровно на эту величину при вращении.