Вертолеты и самолеты летают по разным причинам?

В случае с вертолетом совершенно ясно (ну, для меня), что он поднимается, толкая воздух вниз. И как следствие, под его лопастями давление больше, чем над ним.

вертолет вниз

Но с другой стороны, когда речь идет о крыльях самолета, создается впечатление, что подъемная сила вызвана более низким давлением над крылом, подтягивающим его вверх, а поток вниз является лишь следствием.

Если рассматривать конфигурацию закрылков для посадки (чтобы получить большую подъемную силу при меньшей скорости самолета), то мне кажется, что положение закрылков предназначено для "направления воздуха вниз".

введите описание изображения здесь введите описание изображения здесь

Так что же здесь причина, а что следствие? Отличаются ли они для самолетов и для вертолетов?

Спасибо.

Изменить (чтобы оправдать вопрос).

Самый популярный ответ на вопрос Что на самом деле позволяет самолетам летать? это

В основном самолеты летают, потому что они толкают достаточное количество воздуха вниз и получают подъемную силу вверх благодаря третьему закону Ньютона.

Но самый популярный ответ на вопрос «Как сильно эффект Бернулли влияет на подъемную силу?» говорит

Вся подъемная сила зависит от принципа Бернулли, потому что скорость и давление находятся в компромиссе, но нужно правильно понимать физику.

Поэтому ответ не одинаков для всех. Я видел 4 варианта:

  1. Подъем происходит из-за нисходящего потока. Разность давлений является следствием.
  2. Подъем происходит из-за разницы давлений. Промывка вниз - это следствие.
  3. Подъем происходит из-за нисходящей струи плюс перепады давления (тогда: какой вклад они вносят?)
  4. Это одни и те же явления. Вы можете смотреть на это в любом случае.

Чтобы добавить путаницы, похоже, что уравнение Бернулли справедливо для расчета подъемной силы. (Но я думаю, что это вообще ничего не доказывает: только то, что вы можете вычислить силу, используя следствие этой силы, а не измеряя саму силу).

Еще одно недоразумение (ну, я так думаю) состоит в том, что более высокая скорость воздуха над крылом создает зону низкого давления, и эта зона низкого давления тянет крыло вверх. Но ИМХО это неправильно: воздух движется быстрее из-за низкого давления: самолет может лететь на "остановленном" воздухе, поэтому именно крыло возмущает воздух (может, засасывает обратно?).

Поэтому изображение вертолета (мне, по крайней мере) дает понять, что воздух выталкивается вниз, увеличивая давление под его лопастями. Если это правда: нисходящий поток (один) побеждает для вертолета.

И если лопасть вертолета на самом деле является замаскированным крылом, то: нисходящий поток (сам по себе) также выигрывает у самолетов.

Стоит отметить, что теория полета с перепадом давления не является причиной того, что самолеты летают. Когда вы на самом деле занимаетесь математикой, это не может объяснить достаточную силу, чтобы удерживать самолет в воздухе. Аэродинамический профиль фактически направляет воздушный поток вниз. Это происходит и с крыльями самолета, и с винтами вертолета; у них похожие формы
@ Джим, я не знаю, к чему относится «теория перепада давления», но крыло не может создавать подъемную силу, если давление под ним не превышает давление над ним. Возможно, вы имеете в виду известные неверные теории о том, почему возникает эта разница.
@JohnRennie Ну, вы знаете, что есть два объяснения: Бернулли против потока вниз, и вы можете найти много сторонников для каждого из них, даже для обоих (Бернулли + поток вниз) или даже сказать, что они одинаковы (Бернулли = поток вниз). Возможно, этот вопрос можно было бы решить в пользу нисходящей струи (только), если кто-то докажет, что нисходящая струя вызывает разницу в давлении, а зона низкого давления вызывает более высокую скорость воздушного потока. Сторонники Бернулли говорят, что более высокая скорость воздушного потока вызывает низкое давление, а низкое давление тянет крыло вверх.
@SolomonSlow Высокая скорость воздушного потока вверху (медленная скорость внизу) крыло является следствием перепада давления или причиной? Уравнение Бернулли полезно для расчета подъемной силы, но оно не обязательно означает, что основной причиной подъемной силы является разница давлений. Они могли быть только следствием отклонения воздуха.
@cibercitizen1 Что-то должно выдержать вес самолета. Что-то должно оказывать восходящую силу. Это должен быть воздух, потому что самолет не касается ничего, кроме воздуха. «Давление» — это просто сила, распределенная по площади. И для того, чтобы результирующая сила была направлена ​​вверх, давление, толкающее вверх крыло снизу, должно быть больше, чем давление, толкающее вниз сверху. Между тем, существует третий закон Ньютона: если воздух давит на самолет, то самолет должен давить на воздух. Поскольку ничто не мешает воздуху двигаться, кроме его собственной инерции, воздух должен двигаться вниз.
@cibercitizen1, объяснение того, как работают крылья, сложнее, чем думает большинство людей. Определенно сложнее, чем я понимаю, и поэтому я не вправе высказывать какие-либо мнения относительно того, какие части являются «причиной», а какие — «следствием».
@ChiralAnomaly Я дал свою собственную «версию» здесь: physics.stackexchange.com/questions/51503/… Также: посмотрите на эту реальную модель: youtube.com/watch?v=zp1KzGQdouI
@SolomonSlow Это правда, что «перепад давления» удерживает самолет в воздухе. Однако теория, на которую я ссылался, заключалась в том, что разница давлений была вызвана в основном разной скоростью воздуха по обеим сторонам крыла. Извините за неясность

Ответы (1)

Основные принципы точно такие же. Лопасть несущего винта иногда называют вращающимся крылом. Аэродинамический профиль есть аэродинамический профиль, куда бы вы его ни положили. Все крылья дозвуковых самолетов, фиксированные или поворотные, работают за счет создания высокого давления под крылом и низкого давления над ним. Таким образом, все они создают нисходящий поток, и именно направленная вниз сила воздуха, согласно законам Ньютона, в ответ создает восходящую силу, действующую на крыло. Таким образом, 10-тонный вертолет создаст точно такую ​​же силу нисходящего потока, что и 10-тонный самолет. Даже с выпущенными закрылками самолет по-прежнему создает 10-тонную силу струи вниз; Именно для того, чтобы делать это на посадочной скорости, есть закрылки.

Ключевое отличие, которое вы подчеркиваете, заключается в том, что нисходящий поток самолета остается позади и вскоре рассеивается, поэтому вы замечаете не более чем краткий шквал, когда самолет пролетает низко над головой, в то время как нисходящий поток от ротора цикличен и концентрируется в столбце. Действительно, при рассмотрении вертолета в целом часто удобнее рассматривать несущий винт как воображаемый диск, который нагнетает воздух вниз, а не рассматривать аэродинамику отдельных лопастей. Но всю работу по-прежнему выполняют вращающиеся крылья.

Чтобы ответить на длинную редакцию OP на вопрос, есть три основных принципа, связанных с подъемной силой: законы Ньютона, принцип Бернулли и циркуляция. Все три объединяются и взаимно усиливают друг друга, например, поток влияет на распределение давления, а результирующие градиенты давления влияют на поток. Все три являются существенными, и ни одно из них не может быть исключено из уравнений. Конечным результатом является одновременная подъемная сила на крыле и чистая прижимная сила на воздухе. Именно эта чистая прижимная сила создает поток вниз. Таким образом, из представленных вариантов ни один не является полностью правильным, но 2. наиболее близок.

Я согласен с вашим ответом на 99%. Проблема в том, что вы выбираете вариант 2. Подумав, я пришел к выводу, что «отклонение воздуха» является основной причиной всех других эффектов (струя вниз, изменения давления и изменения скорости воздуха). Примите во внимание этот ответ ( physics.stackexchange.com/a/295/85020 ).
@cibercitizen1 Нет, проблема в том, что вы пришли к ложному выводу. Просто остановитесь и подумайте, как в первую очередь отклоняется воздух, особенно воздух на небольшом расстоянии от поверхности. А еще лучше почитайте кого-нибудь вроде Клэнси по аэродинамике . До тех пор нет смысла в дальнейших дискуссиях.
Ну, я думаю, речь идет не о минимальном расстоянии крыло-воздух и о том, действительно ли крыло касается молекулы воздуха, чтобы отклонить ее. Это другое обсуждение. Для ясности: меня интересуют следующие варианты: 1) быстрый воздух над крылом => изменения давления => крыло всасывается вверх и воздух отклоняется вниз 2) воздух отклоняется => струя вниз и более низкое давление над крылом => быстрый воздух над крылом крыло 3) .... 4) ...... В общем, пытаясь установить цепочку причин => следствий, включающих: быстрый воздух над крылом, более низкое давление над крылом, отклонение воздуха, поток вниз ... (что нибудь еще?)
Вертолеты и самолеты летают по разным причинам?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v