Как работает антикрыло. Кратко.
- Подробности
- Категория: Протоплазма
- 08.04.2023 10:03 Просмотров: 35
Начнем разбор основ такого увлекательной и, казалось бы, наглядной области науки, как аэродинамика.
На скоростях, которые могут достигать самодельные конструкции, аэродинамические силы оказывают значительное влияние: их можно использовать во благо себе, но и навредить они способны очень серьезно.
Для начала требуется уяснить, как именно работает антикрыло. Принцип этот справедлив не только для антикрыла, но и для других деталей и всего кузова в целом.
Самое распространенное объяснение - две частицы, разделенные крылом стремятся встретиться за ним, и потому частица, проходящая больший путь снизу крыла, из-за этого должна ускориться.
Такое объяснение ложно, о чем можно убедиться по видео.
Две разделенные частицы не встречаются за крылом!
Объяснение с так называемой циркуляцией мы оставим для аэронавтов и ученых мужей. Нам нужно более наглядный и очевидный пример.
Вполне возможно, это всего лишь частный случай более общего правила, но он работает на скоростях и плотностях, которые характерны для автомобильных гонок.
Как известно, аэродинамика - частный случай гидродинамики. Поэтому, кстати, CFD - это вычислительная гидродинамика. Просто, воздух, как и любой газ, - это сильно разреженная жидкость.
Возьмем ложку и поднесем ее выпуклой стороной к струе из-под крана. Казалось бы, мощный напор воды должен оттолкнуть ее от себя. Однако, очевидности вопреки, ложку буквально затягивает в поток.
Здесь важно, что благодаря свойству смачиваемости жидкость стремится течь вдоль какой-то поверхности. У ложки эта поверхность криволинейная, и жидкость под действием силы смачивания вынуждена повторять этот криволинейный путь, меняя свое направление. Есть изменение направления - есть и сила, перпендикулярная этому изменению.
Не забудем также и о том, что сразу за криволинейной поверхностью (за ложкой), перпендикулярно ей, образуется некое разряжение, так как
соприкасающийся с ложкой слой газа/жидкости изменяет свое направление, а вот лежащий над ним слой так быстро изменить направление не может - силы сцепления между слоями не так велики, как между слоем и поверхностью твердого тела. И это в воде, а уж в воздухе как такового и слоя-то нет, если сравнивать его с жидкостью.
Следуя по криволинейной поверхности частица ускоряется. Она начинает перемещаться быстрее, чем в "свободном полете", увлекая за собой следующие за ней частицы, расположенные в той же линии тока. Вот здесь закон Бернулли (примерно так: "чем ниже давление, тем выше скорость") очень даже применим.
В объяснение возникновения силы смачиваемостью поверхности и вынужденным движением по криволинейной траектории прекрасно объясняется и тот самый опыт с листком бумаги. Если дуть на лист горизонтально, когда его край свободно свисает вниз, то опыт прекрасно работает.
А что будет, если лист опустить вертикально вниз? Как сильно вы не дули бы, никуда выгибаться он не будет. Неужели "закон Бернули" испортился?