avia.wikisort.org - Конструкция

Search / Calendar

Подъёмная си́ла — составляющая полной аэродинамической силы, перпендикулярная вектору скорости движения тела в потоке жидкости или газа, возникающая в результате несимметричности обтекания тела потоком. Полная аэродинамическая сила — это интеграл от давления вокруг контура профиля крыла.

Подъёмная сила
 Медиафайлы на Викискладе
Силы, действующие на крыло самолёта в полёте
Силы, действующие на крыло самолёта в полёте
Обтекание профиля крыла[1]
Обтекание профиля крыла[1]

где:

Согласно теореме Жуковского, величина подъёмной силы пропорциональна плотности среды, скорости потока и циркуляции скорости потока.

Приближённо возникновение подъёмной силы можно объяснить тем, что ввиду наличия инерции и вязкости у обтекающего крыло газа при ненулевом угле атаки, газу со стороны положительного угла атаки необходимо ускориться, преодолев инерцию, чтобы догнать «убегающую» поверхность крыла, а с другой стороны сжаться под воздействием набегающей поверхности. В результате имеем следующие составляющие подъёмной силы:

Более подробно о связи полей скоростей, давления с инерцией и вязкостью среды можно прочитать в описании уравнений Бернулли и уравнения Навье — Стокса.

Если скорость потока воздуха над крылом больше скорости потока воздуха под крылом, то согласно уравнению Бернулли это соответствует перепаду давлений . Подъёмную силу можно рассчитать по формуле , где  — плотность воздуха,  — площадь крыла. Обозначив скорость потока воздуха относительно крыла через , а скорость циркуляционного потока через , получим , ,  — формула Жуковского[2].


Коэффициент подъёмной силы


Коэффициент подъёмной силы — безразмерная величина, характеризующая подъёмную силу крыла определённого профиля при известном угле атаки. Коэффициент определяется экспериментальным путём в аэродинамической трубе, либо по теореме Жуковского.

Джон Смитон уже в XVIII веке рассчитал поправочный коэффициент подъёмной силы (далее Коэффициент Смитона, в формуле не указан) для формулы расчёта подъёмной силы. Формула имеет вид[3]:

где:

 — подъёмная сила (Н),
 — коэффициент подъёмной силы, зависящий от угла атаки (получается опытным путём для разных профилей крыла),
 — плотность воздуха на высоте полёта (кг/м³),
 — скорость набегающего потока (м/с),
 — характерная площадь (м²).

Формула для расчёта лобового сопротивления сходна с вышеприведённой, за исключением того, что используется коэффициент лобового сопротивления вместо коэффициента подъёмной силы .

Поправочный коэффициент, значение которого по расчётам Смитона составляло 1,005, использовался более 100 лет, и только опыты братьев Райт, в ходе которых они обнаружили, что подъёмная сила, действующая на планёры, была слабее расчётной, позволили уточнить «коэффициент Смитона» до значения 1,0033.


Примечания


  1. Airflow across a wing (англ.). Дата обращения: 15 апреля 2021. Архивировано 27 апреля 2021 года.
  2. Кабардин О. Ф., Орлов В. А., Пономарева А. В. Факультативный курс физики. 8 класс. — М.: Просвещение, 1985. — Тираж 143 500 экз. — С. 151—152.
  3. Clancy L. J. Aerodynamics, Section 4.15

Ссылки



На других языках


[en] Lift (force)

A fluid flowing around an object exerts a force on it. Lift is the component of this force that is perpendicular to the oncoming flow direction.[1] It contrasts with the drag force, which is the component of the force parallel to the flow direction. Lift conventionally acts in an upward direction in order to counter the force of gravity, but it can act in any direction at right angles to the flow.

[fr] Portance (aérodynamique)

La portance aérodynamique est la composante de la force subie par un corps en mouvement dans un fluide qui s'exerce perpendiculairement à la direction du mouvement (au vent relatif). Cela concerne les aérodynes (engins plus denses que l'air).

[it] Portanza

La portanza (spesso abbreviata con la lettera L, dalla parola inglese Lift) è la componente della forza aerodinamica globale calcolata in direzione perpendicolare alla direzione del vento relativo.
- [ru] Подъёмная сила



Текст в блоке "Читать" взят с сайта "Википедия" и доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike; в отдельных случаях могут действовать дополнительные условия.

Другой контент может иметь иную лицензию. Перед использованием материалов сайта WikiSort.org внимательно изучите правила лицензирования конкретных элементов наполнения сайта.

2019-2025
WikiSort.org - проект по пересортировке и дополнению контента Википедии