Не вызвано ли индуктивное сопротивление концевыми вихрями?

Согласно большинству онлайн-ресурсов, в том числе НАСА , индуктивное сопротивление вызвано вихрями на законцовках крыла, которые вызывают поток вниз. Однако в StackExchange я нашел несколько ответов ( от Питера и Яна ) о том, что на самом деле сопротивление, вызванное вихрями, является мифом, а индуцированное сопротивление - это простая внутренняя сила реакции (вихри и индуцированное сопротивление являются следствием нисходящего потока, который сам по себе вызван подъемной силой). творчество). Хотя эта теория выглядит довольно интуитивной, я все еще в замешательстве. Может ли кто-нибудь дать мне несколько ссылок на более обширные исследования этого вопроса или объяснить, какая из теорий является научно правильной и почему?

Добро пожаловать на сайт Aviation.se!
Опасность в том which one theory is scientifically correct, что вопросы об индуцированном сопротивлении/подъемной силе связаны с проблемой слепых и слонов . Только помните, что любой простой ответ на сложный вопрос будет как минимум немного неверным.
Ну, я понимаю, что простого объяснения индуктивного сопротивления нет, но две теории противоречат друг другу (по крайней мере, похоже). Должно быть много научных исследований в этой области, но я не могу найти подробного объяснения того, почему индуктивное сопротивление НЕ вызвано вихрями.

Ответы (1)

О, но они все * правильные !

Во-первых, мы должны сказать, что мы не говорим здесь о причине . Существует обтекание крыла, и оно имеет определенные свойства, и ни одно из них не является причиной другого; они оба являются эффектами потока. Здесь мы говорим о объяснении того, почему каждый поток, создающий подъемную силу, также создает индуктивное сопротивление.

А что касается объяснений, то их может быть больше одного, потому что в физических теориях много избыточности. Обычно вы можете прийти к результату несколькими способами.

Вы можете использовать ориентацию нормалей ( ответ Питера ), вы можете использовать законы сохранения энергии и импульса ( мой ответ) или вы можете использовать теорию потенциального потока, и это объяснение действительно будет включать вихревые следы. Поскольку теория потенциального потока представляет собой математический аппарат для анализа потока жидкости как комбинации вихрей, с этой точки зрения энергия действительно уносится вихревыми следами.

Однако у объяснения вихревого следа есть одна проблема: оно часто связано с разными заблуждениями , как с тем, что вихри вызваны поперечным обтеканием законцовки, так и с вытекающей из этого идеей, что его можно устранить, сделав что-то конкретно с законцовками.

Но это не то, что говорит теория потенциального потока. Согласно теории потенциального потока, из каждой точки пролета возникает вихрь , и они объединяются, образуя два концевых вихря. Так что, как и в других объяснениях, в нем также ясно говорится, что индуктивное сопротивление связано с любым поколением подъемной силы. И если вы это понимаете, то это правильно. Я до сих пор считаю его излишне сложным.


* Все три, что вы перечислили, есть. Те, кто утверждает, что вихрь на законцовке крыла вызван поперечным обтеканием законцовки, не являются таковыми, потому что это не так. Вихрь на конце крыла — это просто вихревая линия общего следа (и предпочтительно его следует называть вихрем следа ).

Теперь объясните это для вертолетов. 8^D
Аэродинамика настолько проста, когда она представлена ​​таким образом.
@KorvinStarmast, аргументы почти напрямую применимы к винтокрылым машинам. Единственное отличие состоит в том, что поток возникает за счет вращения ротора, а не поступательного движения. Но генерация лифта работает так же.
@mins, детали очень, очень сложны. Но в физике есть много крупномасштабных законов (в основном основанных на сохранении чего-либо), которые позволяют вам пропустить все детали и получить полезную информацию об общей ситуации.
Спасибо, Ян. Мне становится все понятнее. Но значит ли это, что винглеты не имеют никакого эффекта, кроме небольшого изменения удлинения?
@RokasZilinskas, винглеты имеют небольшой эффект, но на самом деле не очень большой, и есть лучшие способы уменьшить сопротивление, поэтому винглеты используются только при модернизации старых конструкций, потому что их легко модифицировать или если размах крыла ограничен. другими заботами. Подробнее см. в этом анализе Питера Кемпфа .