Если профиль крыла тянет самолет вверх, Почему самолеты могут летать перевернутыми?

Вопросы / ответыЕсли профиль крыла тянет самолет вверх, Почему самолеты могут летать перевернутыми?
0 +1 -1
flyman Админ. спросил 2 недели назад

Я упрощаю здесь, но каждое введение в полет показывает нам, что профиль крыла приводит к снижению давления на верхнюю сторону крыла, поэтому крыло и прикрепленный к нему самолет будут подтянуты.

В порядке.

Как это объясняет перевернутый самолет? Если объяснение окажется верным, самолет потянется к Земле.

flyman Админ. ответил 2 недели назад

обязательный XKCD: xkcd.com/803

5 ответ
0 +1 -1
flyman Админ. ответил 2 недели назад

Как правило, аэродинамический профиль оптимизирован для лучшей эффективности подъема/сопротивления (L/D) для определенного профиля полета (обычно компромисс). Поскольку большую часть времени для большинства самолетов перевернутый полет не является проблемой, вы получаете аэродинамический профиль, оптимизированный для вертикального полета, и это лучше всего достигается с асимметричными геометриями.

Однако в зависимости от угла атаки любой аэродинамический профиль может (и будет) генерировать «отрицательную» подъемную силу, только гораздо менее эффективно, чем для оптимизированного режима, что приводит к увеличению лобового сопротивления.

Желаемый угол атаки для обычного аэродинамически управляемого самолета поддерживается лифтом. Для симметричных аэродинамических поверхностей, обычно используемых для пилотажных самолетов, производительность для вертикального и перевернутого полета очень похожа. Для 99% всех других перевернутых аэродинамических профилей полет будет работать до определенной точки, в зависимости от доступной мощности, CG, максимальной подъемной силы и руля направления, доступной до сваливания. В результате для некоторых самолетов стабильный перевернутый полет не может поддерживаться, в то время как для других это может быть (но с различным штрафом за производительность, скорость сваливания и т. д.). Аэродинамическая возможность перевернутого полета, конечно, ограничена конструктивными и другими соображениями.

flyman Админ. ответил 2 недели назад

Нет такого понятия, как «отрицательный подъем». Крыло производит силу (подъем), равную ускорению массы воздуха от траектории полета, умноженной на массу этого воздуха. Чтобы летать в горизонтальном полете, этот вектор ускорения массы x равен и противоположен ускорению силы тяжести. Это не имеет значения, если блестящая сторона самолета обращена к небу или земле.

flyman Админ. ответил 2 недели назад

@JimInTexas таким образом кавычки.

flyman Админ. ответил 2 недели назад

@JimInTexas конечно есть такая вещь, как отрицательный лифт. Сила-это векторная величина, имеющая как направление, так и величину. Для того чтобы направление было значимым, оно должно быть определено по отношению к некоторой системе отсчета. Определение его относительно аэродинамического профиля, как правило, наиболее полезно для аэродинамики. Как правило, эта система отсчета определяется таким образом, что «блестящая сторона» считается положительной. Таким образом, при AOA, так что подъем производится в другом направлении (независимо от ориентации фольги относительно Земли), вектор подъема действительно будет отрицательным.

flyman Админ. ответил 2 недели назад

@reirab возможно, я должен работать над этим ответом, чтобы удалить некоторые из нечеткости — или не стесняйтесь редактировать.

flyman Админ. ответил 2 недели назад

@yankeekilo The answer seems fine to me. I was just addressing Jim’s comment.

0 +1 -1
flyman Админ. ответил 2 недели назад

Это соотношение между кривизной крыла и разностью давлений с обеих сторон часто является частью объяснения «равного времени прохождения»; воздух на изогнутой стороне должен проходить большее расстояние за тот же промежуток времени, поэтому идет быстрее, что приводит к более низкому давлению. Это объяснение очень распространено и совершенно неверно.

В нормальном полете качки нос вызывает самолет, чтобы подняться, потому что крылья встречают воздух под более крутым углом; подъем увеличивается. Имеет смысл, что вращение крыльев в противоположном направлении уменьшает подъемную силу. На самом деле, направьте нос вниз достаточно далеко, и крылья не будут производить никакого подъема вообще. Кроме того, генерируемый подъем становится отрицательным, и крылья начнут тянуть самолет вниз.

Во время нашего гипотетического маневра наше отношение изменилось примерно на 10°. Это еще не совсем летает вверх ногами, изогнутая сторона крыльев была сверху все время. Был ли лифт направлен вверх или нет, зависело от угла, под которым крылья встречают воздух, от угла атаки.

То же самое верно для перевернутого полета. Если мы оказываемся в положении, когда крылья тянут нас вниз, мы поднимаем нос. Во-первых, нисходящий подъем исчезнет и при более высоких углах атаки, начать указывать вверх и расти больше. При достаточных скоростях полета и углах атаки у нас достаточно подъемной силы, чтобы поддерживать высоту вверх ногами.

Так почему же крылья вообще должны быть изогнутыми? Нет. Плоские крылья также обеспечивают подъемную силу при ненулевых углах атаки и прекрасно применимы, но не очень эффективны. Правильно сформированные аэродинамические поверхности создают больше подъема и меньше сопротивления. Чтобы узнать, почему, обратитесь к более точному объяснению того, как самолеты действительно летают.

flyman Админ. ответил 2 недели назад

См. мои последующие действия: aviation.stackexchange.com/questions/1157/…

flyman Админ. ответил 2 недели назад

Я знаю, что этому ответу больше года, но я должен поблагодарить Марка за то, что он придумал (или нашел) ответ более «истинный», но понятный.

flyman Админ. ответил 2 недели назад

Есть даже хороший GIF, демонстрирующий, что» равное время полета » просто ложно: upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/99/Karman_trefftz.gif

flyman Админ. ответил 2 недели назад

К ВАШЕМУ СВЕДЕНИЮ. Крыло Т-38 симметрично. т. е. нет» дополнительного расстояния » для воздушного потока над верхней частью крыла. Однако при горизонтальном полете самолет фактически находится на 2-3 градуса носом вверх.

flyman Админ. ответил 2 недели назад

@romkyns это видео является лучшей демонстрацией, так как оно показывает фактическую физическую настройку. Точки в этом GIF могли быть запрограммированы на любое движение. (Хорошо, они кажутся точным представлением, но анимированные точки следуют воле своего аниматора .) Автор ответа: Дэвид Ричерби

0 +1 -1
flyman Админ. ответил 2 недели назад

Короткий ответ заключается в том, что объяснение неверно . Как самолеты на самом деле генерировать подъем гораздо сложнее.

0 +1 -1
flyman Админ. ответил 2 недели назад

Принцип Бернулли (форма аэродинамического профиля) — только одна из подъемных сил.

Не менее важным является отклонение (закон Ньютона), а на пропеллерном самолете-ускоренный воздушный поток.

flyman Админ. ответил 2 недели назад

Пожалуйста, подумайте о расширении вашего ответа. В его нынешнем состоянии это правильно, но слишком общее, чтобы быть полезным, если читатель не знаком с темой.

flyman Админ. ответил 2 недели назад

Закон Ньютона о подъеме явно неверен. Он начинает исправляться на гиперзвуковой скорости, но на низких скоростях Ньютон имел в виду, что он просто угадывал, что происходит, и ошибался. Может быть, вы имеете в виду Первый закон движения Ньютона? Тогда было бы более интересно поговорить о передаче импульсов между самолетом и воздухом.

0 +1 -1
flyman Админ. ответил 2 недели назад

«Ньютоновская» подъемная сила-это восходящая реакция крыла на отклонение воздушного потока вниз. Наиболее эффективным способом отклонения воздушного потока является постепенное ускорение, осуществляемое вогнутой нижней поверхностью. Форма верхней поверхности должна предотвращать преждевременное «разделение» (хаотические вакуумные вихри) верхнего воздушного потока. Симметричное крыло может все еще отклонить воздушный поток, в зависимости от его угла атаки; у этого есть тот же самый подъем и сопротивление, ли правый или перевернутый, который не так эффективен как правое нормальное крыло, но лучше, чем перевернутое нормальное крыло.