Что такое Подъемная сила крыла и куда она направлена на самом деле?

[mpn2]

Заходим в ВИКУ и читаем:
----------------------------

----------------------------

Вопрос №1 А что Полная Аэродинамическая Сила (далее ПАС или F) состоит из Подъемной силы (далее ПС или Fy)
А как же утверждение ниже, которое говорит что ПАС это Сумма (интеграл) всех давлений по контуру профиля?

Вопрос №2 Перпендикулярна вектору скорости ЛА? Т.е. когда самолет летит вертикально вверх или пикирует вертикально вниз, то ПС ложиться в горизонт. А в перевернутом полете (хвостом вниз) она куда направлена вверх или вниз? А у ракеты, которая стартует вертикально вверх (это тоже ЛА) ПС есть или нет? Она тоже направлена в горизонт? Тогда почему нет движения ракеты по горизонту? Значит ПС у ракеты НЕТ?

Вопрос №3 Появляется в результате несимметричного обтекания? А как тогда летает самолет Як-55? у которого симметричный профиль крыла!!!
А что при РЕАЛЬНОМ полете самолета есть "обтекание"? чем? Потоком! А что при РЕАЛЬНОМ полете самолета есть ПОТОК?

Ну кто то скажет что ВИКУ читать нельзя, т.к. там пишут всякую ерунду! Но проблема в том что вся эта ПУРГА  - ВИКОЙ взята из так называемых "учебников" по аэродинамике!

Так что такое Подъемная сила крыла и куда она направлена на самом деле?
Но больше всего меня интересует вопрос: А кто придумал дурь про "перпендикулярность", как ее придумали и самое главное зачем. И если современная теоретическая аэродинамика не понимает куда на самом деле направлена ПС и что это такое, то тогда что вообще может понимать современная теоретическая аэродинамика в аэродинамике???
------------------------------------------------------
Задам вот такой вопрос для начала, попробуйте ответить!
Представьте что вы лично решили построить самолет, чтобы самому на нем летать, ну так типо хобби.
И вот вы делаете расчет и в первую очередь вы ищите ПС, т.е. чему она будет у вас равна, ну так приблизительно. А зачем вы ее ищите, зачем она вам нужна???

[Монин Илья]

Не вижу в этом определении никаких противоречий.
Разве что данное определени никак не описывает механизм создания этой подъёмной силы.

[mpn2]

Не вижу в этом определении никаких противоречий.
Разве что данное определениe никак не описывает механизм создания этой подъёмной силы.

------------------------------
Приветствую!
Не видите противоречий? Ну что ж, тем интересней будет общение, т.к. у нас с вами совершенно разное понимание и взгляды на ФИЗИКУ.
О механизме создания ПС тоже поговорим, тем более что ПС на крыле не создается (это ваша первая ошибка)!

Чтобы изначально было понятно как у меня заточены мозги, скажу вам следующее:
Я физику делю на две физики: на ФУНДАМЕНТАЛЬНУЮ ФИЗИКУ и на физику научно-популярного современного ТРЕПА.
В том что мы читаем в статьях и публикациях как правило содержит 20% ФИЗИКИ и 80% научно-популярного ТРЕПА.
По этой причине до ФИЗИКИ очень тяжко докопаться, но при большом желании можно!
Под ФИЗИКОЙ я понимаю то, что можно доказать экспериментально, опытом. С этой точки зрения - если у вас в руках есть теория и экспериментом она не доказывается, то в ваших руках: теория научно-популярного современного ТРЕПА!
Пример №1: "Уравнение неразрывности струи". Вы не сможете доказать экспериментом, что вода при сужении трубы ускоряется, т.к. она не ускоряется.
Пример №2: "Бочка Паскаля". Вы не сможете доказать экспериментом, что стаканом воды можно разорвать бочку, т.к. это невозможно сделать в принципе. Давление - это не высота водяного столба, Давление это Сила действующая на площадь опоры. А в данном случае Сила - это сила тяжести воды массой 200 грамм, т.е. F=0.2кгс. А чтобы разорвать бочку сила должна быть минимум 5тонн, т.е. F=5000кгс. Поэтому современная физика может рассказывать сказки про "Бочку паскаля" сколько угодно долго, но почему то эксперимент до сих пор никто не повторил???



Итак, давайте перейдем к нашим баранам! Я задал вопрос:

Представьте что вы лично решили построить самолет, чтобы самому на нем летать, ну так типо хобби.
И вот вы делаете расчет и в первую очередь вы ищите ПС, т.е. чему она будет у вас равна, ну так приблизительно. А зачем вы ее ищите, зачем она вам нужна???

Попробуйте на него ответить.

[Монин Илья]

1.Уравнение струи не применимо к объяснениям явлений в Аэродинамике, так как там никак не определены давления в перпендикулярном к направлению тока направлению, как буд-то их там нет. Изгибающийся поток идёт по криволинейной траектории, а значит есть в каждой точки радиус кривизны и центростремительное ускорение, которое компенсируется некой реакцие стенки этой трубки. Так что в струе может быть несколько разных давлений, как по ходу тока. так и поперёк течения из-за его кривизны.

2. В примере "бочка Паскаля" в ы смешали в кучу два близких , но не тождественных понятия Давления и Сила. P= F/S
Так вот давление от кружки воды может быть любым, так как вы не определили ту площадь пятна контакта, на которую приложен вес кружки воды.
Залив кружку воды в вертикальную трубу с сечением 0,2см.кв, вы получите столб воды 200/0,2=1000см=10м.
Адавление такого столба жидкости составит 100кПа или около 10тонн на м.кв.
Деревянную бочку такой силой порвёт легко.

Для постройки самолёта и его последуещего взлёта мне нужно ОБЕСПЕЧИТЬ Подъёмную силу, а расчёт- это лишь мыслительные процессы моделирования реальности, дабы не заниматься потом многкратной переделкой реального самолёта.

[mpn2]

Уравнение струи не применимо к объяснениям явлений в Аэродинамике,

-------------------------------------
Это хорошо что вы это понимаете, но уравнение неразрывности струи в аэродинамике используется как ДОКАЗАТЕЛЬСТВО ускорения потока над крылом, т.к. придумано сужение струек тока над крылом и затем идет доказательство ускорения потока именно через уравнение неразрывности струи.
Поэтому я надеюсь, что вы понимаете что никакого ускорения потока над крылом НЕТ.

[mpn2]

Залив кружку воды в вертикальную трубу с сечением 0,2см.кв, вы получите столб воды 200/0,2=1000см=10м. Адавление такого столба жидкости составит 100кПа или около 10тонн на м.кв.

--------------------------------
Это теоретически верно но только с точки зрения математики, а с точки зрения ФИЗИКИ ничего у вас не получиться. Формула весового давления (pgh) - это формула частного случая, т.к. в ней на самом деле сокращены две СОВЕРШЕННО разные площади:
S1 - площадь основания водяного столба: трубка с сечением 0,2см²
и S2 - Площадь крышки (и дна) бочки (при диаметре 600мм, S2 = 0.28м²
Посему формула для "Бочки паскаля" на самом деле имеет вид: pghS1/S2. Посему при переходе из сечения S1 в сечение S2 произойдет ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЕ давления в сторону уменьшения. 
Формула pghS1/S2 - это в Ньютонах, а в КГС она примет вид: phS1/S2, где phS1 = m и получаем давление: m/S2, где m=0.2кг, т.е.
Сила тяжести воды = 0.2кгс, а давление равно: Р=F/S = 0.2кгс/0.28м² = 0,71кгс/м²

Короче на практике вся вода из трубки от стакана воды уйдет в бочку для насыщения концентрации для повышения давления, т.к. повышение давления - это сжатие вещества (жидкости или газа), а современная физика делает из людей дураков, когда учит их тому, что вода несжимаема.
Чтобы добиться давления в 10000кгс/м², вам надо над всей площадью крышки бочки иметь водяной столб высотой 10м, т.е. S1 должно быть равно S2, т.е. надо налить не стакан воды а заполнить трубу площадью 0.28м² на высоту 10 метров. Вот тогда вы получите 10тонн-силы на 1м2.

И еще вы должны понимать, что наполняя трубочку водой не вода давит ВНИЗ и создает повышенное давление в 2Атм на дне бочки. А наливая в трубочку воду вначале идет уплотнение воды в бочке (повышение концентрации), вода сжимается на микро уровне, что приводит к росту давления и уже потом повышенное давление начинает поднимать (выдавливать) воду в трубочке вверх. Поэтому вода в трубочке достигнет высоты в 10 метров только после того, как на дне бочки давление станет 2Атм. А для этого надо вначале насытить бочку лишними молекулами воды. Поэтому может у вас на это уйдет 2 стакана воды а может и три, но не как ни один. Один стакан уйдет только в том случае, если вода была бы действительно несжимаема. Но вот беда: если вода была бы действительно несжимаема, то в ней не росло бы давление с погружением на глубину. , потому что Давление - это степень сжатия молекул жидкости или газа между собой. Давление - это ответная реакция на сжатие!!!

[mpn2]

Для постройки самолёта и его последующего взлёта мне нужно ОБЕСПЕЧИТЬ Подъёмную силу, а расчёт- это лишь мыслительные процессы моделирования реальности, дабы не заниматься потом многкратной переделкой реального самолёта.

--------------------------------------
На вопрос Вы так и не ответили!
Для чего вам надо ОБЕСПЕЧИТЬ Подъёмную силу расшифруйте: Для чего нужна ПС!???
Если вопрос не понятен, то спрошу так: Вы с помощью расчета нашли ПС, которая равна к примеру: Fy=2000кгс. Что дальше? Что вам дает эта цифра ? Для чего она вам?

[Монин Илья]

В случае "Бочки Паскаля" вы опять путаете понятия, как и раньше.
Теперь вы путаете рабоиту на  растяжение бочки под действием силы, которую создаёт давление, и выдуманный вами термин "насыщение концентрации давления".
В реальной ситуации надо брать не большую бочку, а тонкостенный стеклянный сосуд, которому свойственна высокая жёскость и хрупкость одновременно.
Тогда стеклянную банку можно реально порвать кружкой воды, залитой сверху в тонкую 10м трубку, вставленную герметично в крышку.


Что касается ПС и ускорения потока над крылом, то вам хорошо известна моя версия формирования разряжения над  выпуклым крылом, и избыточного давления под вогнутым крылом.
В этой моей версии "сущности ПС" в обоих случаях воздух движется с постоянной скоростью, но изменяет направление по плавной дуге профиля крыла.
Именно этот изгиб траектории и создаёт то самое центростремительное ускорение потока, которое выражается в виде давления ( разряжения или избыточного) на разных поверхностях крыла.

Для взлёта моего самолёта мне нужно обеспечить  ПС на крыле отвечающую уравнению Fпс= М*g
То есть для полёта нужно выполнение равенства подёмной силы и веса самолёта.

[mpn2]

Оставим "Бочку паскаля в покое". Я высказал свое мнение, а разрешит его только эксперимент и словесная перепалка тут не поможет!

В этой моей версии "сущности ПС" в обоих случаях воздух движется с постоянной скоростью, но изменяет направление по плавной дуге профиля крыла.
Именно этот изгиб траектории и создаёт то самое центростремительное ускорение потока, которое выражается в виде давления ( разряжения или избыточного) на разных поверхностях крыла.

----------------
Да мне знакома такая точка зрения. Возникает тогда вопрос: Как создается ПС на плоском листе фанеры у которого нет плавной дуги профиля крыла.?

Для взлёта моего самолёта мне нужно обеспечить  ПС на крыле отвечающую уравнению Fпс= М*g
То есть для полёта нужно выполнение равенства подъёмной силы и веса самолёта.

----------------
Вот тут Вы молодец! это как раз то что я от вас и добивался!
ПС нужна для того, чтобы сравнить ее Силой тяжести самолета с (mg). А это говорит о том, что предназначение ПС заключается в КОМПЕНСАЦИИ силы тяжести. Только под компенсацией в данном случае нужно понимать не равенство сил, а термин который объясняет три возможных варианта полета самолета. Поэтому компенсация может быть третичной: Частичная, Полная и Избыточная.

Частичная компенсация - это когда Fy<mg и тогда самолет не взлетит но находясь в полете будет снижаться
Полная компенсация - это когда Fy=mg и тогда самолет не взлетит но находясь в полете будет находиться в ГП
Избыточная - компенсация - это когда Fy>mg и тогда самолет взлетит но находясь в полете будет набирать высоту

А теперь если обратиться к ФИЗИКЕ то под компенсацией сил мы увидим уравновешивание одной силы другой силой, а происходит это только тогда когда силы находятся на одной прямой но направлены в разные стороны.
Т.к. сила тяжести направлена ВСЕГДА строго вертикально ВНИЗ и ее направление не зависит от положения и ориентации самолета в пространстве, то ПС - эта Сила, которая ВСЕГДА направлена строго вертикально ВВЕРХ и ее направление не зависит от положения и ориентации самолета в пространстве. Вот что должен понимать на мой взгляд любой образованный человек!, а не идти на поводу теоретиков от аэродинамики, которые сами не знают с какого бодуна придумали ПЕРПЕНДИКУЛЯРНОСТЬ к потоку и главное зачем?

-----------------------------------
Самое смешное в данной ситуации то, что НИКТО не может объяснить в чем заключается СВЯЗЬ вектора скорости "потока" с вектором ПС!
Почему вектор ПС всегда должен следовать за вектором скорости "потока", чтобы сохранять с ним угол в 90° ????
Данная дурь привела к тому, что ракете которая стартует строго вертикально вверх - отказано в подъемной силе.

Цитирую:

[Монин Илья]

Вся прелесть Термина ПС в том и состоит, что она ПРИНЯТА как перпендикуляр к скорости.
Таким образом при любом виде движения есть чёткое разделение сил совершающих работу (сила тяги  и сил сопротивленния полёту Fх), от силы не соверщающей работы, то есть перпендикулярной к перемещению (скорости).

Так что ПС- это чисто математический выверт для упрощения понимания в координатах связаных с самолётом.

ПС работает даже на вертикали при мёртвой петле, создавая центростремительное ускорение на круговой траектории.

ПС может быть в широком диапазоне к весу самолёта в полёте, так при ускоренном снижении она меньше Веса, при ускоренном взлёте - больше.
При виражах может вообще быть в несколько раз больше веса: у самолётов до 10G- предел выносливости человека, а у ракет до 100ж- предел прочности корпусов и блоков управления.

На плоском куске фанеры возникают застойные зоны, имитирующие профиль крыла с более правильным мягким обводом.
Эти застойные зоны  прекрасно видны при продувке  с дымовыми шлейфами в аэродинамических трубах, обычно это выглядит как чырное незадымлённое расширение на самом носу обтекаемого тонкого крыла (листа фанеры) между летящими изогнутыми дымовыми линиями.

[mpn2]

аким образом при любом виде движения есть чёткое разделение сил совершающих работу (сила тяги  и сил сопротивленния полёту Fх), от силы не соверщающей работы, то есть перпендикулярной к перемещению (скорости).

-----------------------------------
В физике Трепа есть очень интересная "мулька". Это мулька специально придумана для ТРЕПА с целью чтобы увести обсуждение вопроса в ДЕБРИ. Эта мулька называется "энергия" и "работа". Если человек испытывает огромное желание поговорить ни о чем (затрепать тему), то он как правило начинает задушевный рассказ про "энергию" и "работу".
Энергия - это Давление в единице объема, поэтому можно разговаривать про Давление.
Работа - это результат, причем математический, а результат не может быть причиной того или иного события. Короче прекращайте эту ПУРГУ!
--------------------
Сила которая является силой сопротивления полету (сопротивлением движению) в аэродинамике - это Полная Аэродинамическая Сила (ПАС)
ПАС и является Полной Силой Аэродинамического Сопротивления. Самолет летает именно потому что испытывает сопротивление воздуха в виде ПАС, которая формерует свое направление как перпендикуляр к Хорде крыла на ЛЮБЫХ углах атаки, а проекция от данной силы на вертикаль, есть сила сопротивления по вертикали, которую мы называем ПС, а проекция от ПАС на горизонталь есть сила сопротивления по горизонтали, которую правильно надо называть сила бокового смещения или сила бокового скольжения. И тут надо понимать, что если данная сила направлена по ходу движения самолета, то она становится силой тяги, а если против хода то только тогда она становится силой "лобового сопротивления".

"Сила лобового сопротивления" - это термин который присваивается силе бокового скольжения (проекции на вектор скорости) в том случае если данная сила (проекция) направлена против скорости движения тела.
Вы пока еще не в курсе (это отдельная тема), но при планировании самолета сила Fx является силой тяги. Именно Fx при планировании создает горизонтальную скорость самолета.

Предназначение ПС в компенсации Силы тяжести (частичной, полной или избыточной) - поэтому ПС это проекция от ПАС на ВЕРТИКАЛЬ. Если у вас есть вертикальная сила, то у вас есть ПС. Если у вас нет вертикальной силы - то у вас нет ПС. Включите голову.

[Монин Илья]

Ну, барин, как  вас понесло во все тяжкие...)))

ПАС= Fх+Fу+Fz
 при этом направление осей  мы можем выбирать любое удобное нам по своему усмотрению, при этом на конечную  величину ПАС наш выбор осей не повлияет.
Что касается ПС, то её смысk  только в случае привязки к перпендикуляру к скорости.
В противном случае вы задолбаетесь извлекать её состовляющие из сопротивления полёту при различных углах атаки.
ПС вовсе не привязана к хорде крыла, как бы вам это не хотелось, тем более что никакой общей хорды крыла у современных сильно криволинейных ЛА нет.

Что касается планера, то сила сопротивления там вовсе не является движущей силой, а всё так же ограничивает разгон самолёта сопротивлением воздуха.
При этом движущей силой удля планера остаётся сила притяжения земли, разложеная на горизонтальную и вертикальную составляющие при скольжени по воздуху с малым углом снижения.

[mpn2]

-----------------------------------------

Я думаю вам надо для начала изучить вот эту картинку:
На ней изображено следующее:
У самолета во время полета ДВЕ силы тяги: Сила тяги двигателя (P) и Сила тяги от массы (G) она же  Сила тяжести.
Таким образом суммарная Сила тяги получается (P+G)
По третьему закону Ньютона на крыле формируется ПАС = F, которая является с точки зрения ФИЗИКИ: Полной Силой Аэродинамического СОПРОТИВЛЕНИЯ равной по скаляру силе (P+G) но обратной по направлению. Также надо понимать, что данная Сила - это единственная САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ Сила, которая ФОРМИРУЕТСЯ на крыле как реакция опоры с точки зрения той же ФИЗИКИ. А еще надо понимать что на ЛЮБЫХ углах атаки, вектор данной силы формируется как близкий ПЕРПЕНДИКУЛЯР к Хорде крыла (90°+-4°).

Далее для удобства расчета и анализа от ПАС берут ДВЕ ПРОЕКЦИИ:
- Проекцию на ВЕРТИКАЛЬ (Fy) для сравнения ее с силой тяжести (Fy=F*Cos(b))
- Проекцию на ГОРИЗОНТАЛЬ (Fх) для сравнения ее с силой тяги двигателя (Fx=F*Sin(b))
Таким образом надо понимать, что данные силы не формируются на крыле и не создаются крылом, они являются проекциями от ПАС.

[mpn2]

ПС вовсе не привязана к хорде крыла, как бы вам это не хотелось

------------------------
Я этой глупости не говорил! Процитируйте для доказательства! Близким перпендикуляром к хорде крыла является ПАС. Это легко доказывается на практике!

[mpn2]

тем более что никакой общей хорды крыла у современных сильно криволинейных ЛА нет.

-------------------
Хорда крыла ЕСТЬ и по ней идет крепление крыла к фюзеляжу! Называется "Установочный угол"!
А в аэротрубе по Хорде крыла выставляется "Угол атаки".
Вас понесло, да?............

[mpn2]

При этом движущей силой для планера остаётся сила притяжения земли, разложенная на .......

------------------------------
Во первых: сила тяжести не раскладывается, ее раскладывают малограмотные на бумаге, а в жизни она направлена всегда СТРОГО ВЕРТИКАЛЬНО ВНИЗ!!!
В вторых: При планировании Сила тяжести является не движущей силой а силой тяги, за счет которой на крыле формируется ПАС как реакция опоры.
А затем ПАС раскладывается на Fy и Fx. Так вот: Fx при планировании направлена не на хвост самолета а на нос самолета, поэтому эта сила является силой которая создает самолету скорость по горизонту. Могу нарисовать!
----------------------------------
Если вы будите читать "учебники" по аэродинамике, то вашему мозгу будет каюк!
Раздел "планирование самолета" эта самый тупой раздел в теоретической аэродинамике. Его написали люди, которые вообще не знают, что такое ФИЗИКА.

[mpn2]

----------------------------------------------
Давайте попробуем начать ваши познания в аэродинамике с плоской пластины. Я думаю ключевым моментом в понимании направления аэродинамических сил, должно быть понимание того, что на ЛЮБЫХ углах атаки ПАС (на картинке R) формируется как ПЕРПЕНДИКУЛЯР к Хорде.
А вот если Вы этого не понимаете, то будем начинать изучать ФИЗИКУ!


--------------------

Из чего следует, что F=(P1-P2) * S, где

P1 - давление под пластиной или крылом
P2 - давление над пластиной или крылом
S - расчетная площадь пластины или крыла

В ФИЗИКЕ Словосочетание "отношение нормальной Сила" переводиться как "отношение Перпендикулярной сила"

[mpn2]

О Хорде:

[mpn2]

Кстати, не считается зазорным начать изучать аэродинамику с аэродинамики воздушного змея!  )*<
----------------------------

[Монин Илья]

1. Что результирующая сила от давления на лист фанеры в потоке невязкого газа перпендикулярно поверхности- это беспорно. Но не факт, что посередине листа, так как давление по площади неравномерно и эта неравномерность создаёт опрокидывающий момент на фанере.

2. Для хорды есть разне определения , так как для  для симетрично и несиметрично  выпуклых, плоских, плоско-впуклых и выпукло-вогнутых определения неоднозначны.

3. Для крыла отличной от плоскости формы найти угол ПАС к хорде крыла в однозначном виде невозможно, так как она меняет и направлени, и модуль в зависимости от угла атаки и скорости полёта.
 4. При описании полёта планера вы сами начинаете противоречить своей первой картинке с векторами сил на самолёте. Наклоните картинку носом на пикирование, так чтобы суммарная коричневая сила стала вертикальной, и тогда у вас Сила тяжести по вертикали разложится на силу тяги по траектории снижения и сопротивление ПС от силы тяжести перпендикулярно скорости. При этом сила сопротивления ка была сопротивлением, так и осталась, толкая самолёт против скорости полёта.
5. ПАС невозможна без полёта в среде с некоторой скоростью , таким образом ПАС и ПС являются следствием самого полёта и скорости полёта, но никак не  следствием силы тяжести. ПАС можно создать и в невесомости, заставив летать самолётик по кругу в вечной мёртвой петле.
6. Установочный угол у крыла есть, но он никак не связан с самой хордой крыла, а с некой линией в профиле, при полёте паралельно которой создаётся нулевая подёмня сила на крыле.
Положение нулевой линии определяется продувкой на номинальных режимах полёта, а не геометрическим измерением профиля сечения крыла в каком-либо его месте.