Является ли общеизвестная формула из учебника для тяги сети чрезмерно упрощенной или у меня есть неправильное толкование?

Чтобы понять, как работает реактивный двигатель, я наткнулся на «знаменитую» формулу тяги сети:

https://en.wikipedia.org/wiki/Turbojet#Net_thrust

Ф т час р ты с т "=" Вопрос о ты т в о ты т Вопрос я н в я н

Из известного физического закона об импульсе это звучит вполне разумно для меня.

А теперь предположим пустую цилиндрическую камеру с соплом на конце, статично установленную в аэродинамическом канале:

введите описание изображения здесь

Независимо от каких-либо деталей, просто по уравнению неразрывности мы должны иметь Вопрос о ты т "=" Вопрос я н и в о ты т > в я н

Тем не менее, эта конструкция не будет производить чистого движения влево. Если бы это было правдой, нам оставалось только поставить эту "пустую" конструкцию на плоскость...

Я долго думал над этим и уже немного сошел с ума. Где моя ошибка? Или формула выше не вся правда?

Во всяком случае, я не уверен,

в я н "=" в а я р

хотя звучит разумно для меня.

Но даже когда я принимаю формулу

Ф т час р ты с т "=" Вопрос о ты т в о ты т Вопрос я н в а я р

левая тяга будет производиться всякий раз, когда

в о ты т в а я р

Это ключевой фактор, в котором я ошибаюсь? Должен ли я учитывать изменение статических давлений по закону Бернулли? Но они не включены в формулу, на которую я ссылаюсь.

Ответы (1)

Для ситуации, которую вы нарисовали, кинетическая энергия входящего воздуха создает давление в большей части трубы, и это вытесняет равное количество воздуха через меньшую трубу с большей скоростью, но с более низким давлением. Чистая сила на трубах возникает от горизонтальной составляющей давления (в прямом направлении) на наклонную секцию. Это согласуется с поведением «ветрового носка», которое вы можете увидеть в небольшом аэропорту. Для реактивного двигателя вы можете запустить это в обратном направлении с дополнительной энергией от топлива. (Большинство реактивных двигателей имеют более сложную геометрию и внутреннюю турбину.)

В принципе, то, что вы говорите, было совершенно ясно для меня. Но тогда формула в размещенной ссылке не может быть всей историей, потому что она не учитывает никаких эффектов давления. Моей главной ошибкой может быть то, что я неправильно предположил, что скорость на входе - это скорость воздуха, и поэтому скорость на выходе в любом случае должна быть больше скорости воздуха. Это совсем не так, потому что сужающаяся трубка каким-то образом препятствует воздуху, что приводит к снижению скорости на входе.