- Подъёмная сила
-
Подъёмная сила — составляющая полной аэродинамической силы, перпендикулярная вектору скорости движения тела в потоке жидкости или газа, возникающая в результате несимметричности обтекания тела потоком. В соответствии с законом Бернулли, статическое давление среды в тех областях, где скорость потока более высока, будет ниже, и наоборот. Например, крыло самолета имеет несимметричный профиль (верхняя часть крыла более выпуклая), вследствие чего скорость потока по верхней кромке крыла будет выше, чем над нижней. Создавшаяся разница давлений и порождает подъёмную силу. Полная аэродинамическая сила — это интеграл от давления вокруг контура крыла.
где:
- Y — это подъёмная сила,
- P — это тяга,
— граница профиля,
- p — величина давления,
- n — нормаль к профилю
Согласно теореме Жуковского, величина подъёмной силы пропорциональна плотности среды, скорости потока и циркуляции скорости потока.
Коэффициент подъёмной силы
Коэффициент подъёмной силы — безразмерная величина, характеризующая подъемную силу крыла определённого профиля при известном угле атаки. Коэффициент определяется экспериментальным путём в аэродинамической трубе, либо по теореме Жуковского. Формулу расчёта подъёмной силы через коэффициент разработали братья Райт и Джон Смитон в начале XX века[уточнить] . Формула имеет вид[1]:
где:
— подъёмная сила (Н)
— коэффициент подъёмной силы
— весовая плотность воздуха на высоте полёта (кг/м³)
— скорость набегающего потока (м/с)
— характерная площадь (м²)
При расчетах по этой формуле важно не путать весовую и массовую плотность воздуха. Весовая плотность при стандартных атмосферных условиях (на уровне земли при температуре +15 С) равна
=1.225 кг/м3. Но в аэродинамических расчетах часто используют массовую плотность воздуха, которая равна 0.125 кг*с2/м4. В этом случае подъемная сила Y получается не в ньютонах (Н), а в килограммах (кг). В книгах по аэродинамике не всегда имеются уточнения, о какой плотности и размерности подъемной силы идет речь, поэтому в спорных ситуациях нужно проверять формулы, сокращая единицы измерения.
Примечания
- ↑ Clancy, L.J., Aerodynamics, Section 4.15
Ссылки
- Подъемная сила копия из веб-архива
- ON THE PHYSICS OF FLIGHT
- Подсчет подъемной силы, действующей на тело конечных размеров в потоке сплошной среды. Методика классического решения в пространстве.
Подъёмная сила • Вес • Тяга • Лобовое сопротивление
Категории:- Аэродинамика
- Механика полёта
Wikimedia Foundation. 2010.