Почему летают машины - 2

avmich>>Поэтому, конечно, сила, действующая на воздух, возникает одновременно с силой, действующей на крыло. Движение воздуха, и даже приобретение воздухом импульса - т.е. самое начало движения - это следствие силы, действующей на воздух.

victorzv>Ну, авмич,

victorzv>Опять Вы меня удивили, не ожидал от Вас такого...
victorzv>Если бы Вы еще и про перепад давления давления упомянули - полным "Бернуллистом" бы стали.

Да нет, Виктор. Про это с самого начала и речь. Уберите взаимодействие молекул с крылом и все - никакого перепада давлений. А взаимодействие-то происходит как раз через соударение с молекулами - в чистом виде как пули. А потом эти пули-молекулы взаидодействуют друг с другом - характер этих взаимодействий и определяет вязкость и упругость среды. Так что крыло "пихает" воздух. Суммарная интеграция по 22 миллионам молекул и даст и разницу в давлени, и все остальное.

victorzv>Такое представление меня вполне удовлетворяет .

Так нас и подавно.

victorzv>Т.е. - грань там действительно тонкая. Поэтому не стоит подчеркивать (это я не о Вас, а вообще рассуждаю), что отбрасывание (перемещение воздуха вниз от крыла) есть причина подъемной силы, выдвигая главным аргументом фундаментальность третьего закона Ньютона.

Третий закон позволяет решить задачу без привлечения других законов и аеродинамики. Фанерка-то летает в чистом виде пихая воздух вниз - нет у нее разности давлений. А шарик просто создает это давление вращаясь - опят-таки взаимодействуя с воздухом и пихая его.

victorzv>Заметьте - не подвергая сомнению существующие факты, просто - не стоит выдвигать как причину. О причине Вы говорить не хотите - Ваше святое право. Главное, чтобы не было противоречия известным фактам. А фантазированием мы не занимаемся.

Как же не хочет - постоянно говорит - взаимодействие с воздухом. Это и есть первопричина, именно она позволяет передать энергию двигателя (горизонтальную составляющую) в энергию воздуха.

victorzv>Если Вы согласны с таким моим утверждением, то с Вами у нас вопрос закрыт, можно пожать руки и расходиться по своим делам.

Я думаю, что Амвич скажет, что это не разрывный процес, но толкание молекул вперед.

victorzv>Скос потока, конечно же, подъемной силы не создает, но его скорость вычисляется как раз по величине подъемной силы, т.е. складывается впечатление, что он-то и отбирает весь импульс, сообщенный воздуху крылом.

Неа, на мой взгляд скос потока есть необходимое условие для получения разности давлений.

victorzv>Я бы порекомендовал Вам все же начать с книжек.
Вот эта по отзывам, считается самой авторитетной для студентов в Сев. Америке (это с чужих слов, я лично не могу этого ни подтвердить, ни опровергнуть. А книжку в руках держал - мне, неспециалисту, понравилась)

Книжки я почитал (спасибо за ссылки) - или пролистал. Володина мне нравиться больше. Но... есть там такое "но" - они не объясняют почему возникает разность давлений. Они оттуда считают и строят модель на этом. Более того, я пошарил по Вашингтонскому, Принстонскому и Хопкинса университетам (точнее, по тому, что есть на инете - курсы, ссылки и т.д.) и нигде не нашел объянения как возникает разность в скоростях. Так что Ваши рекомендации вообщем-то пока без пользы. Здесь еще есть одно наблюдение. МКТ, если рассматривать 22 лимона молекул и описывать движение каждой из них, в принципе, должно позволить решить задачу полностью (если мощи хватит). Более того - как для дозвукового крыла, так и для сверхзвукового. А существующие модели этого сделать не позволяют. Для каждого случая своя. Это как бы, если бы экспериментально нашли поправки для изменения времени/массы с увеличением скорости и применяли бы их для вычисления. Но, к счастью, Энштейн (или Лоренц уже делал это?) написал общие формулы, которые описывают эти поправки. Так что я думаю, что аналогичная общая теория расчета крыльев еще будет создана.

Ха, а пока я пытаюсь объяснить как это давление возникает - эти книжки не помогают вовсе.

В.М.>PS: блин, откуда транслитерация-то?

А у Виктора часть сообщений в тегах транслитерации, а часть в кириллице - видимо постил и правил с разных машин. Поэтому надо очень осторожно цитировать - а то теги можно удалить нечаянно.

Mishka>А взаимодействие-то происходит как раз через соударение с молекулами - в чистом виде как пули. А потом эти пули-молекулы взаидодействуют друг с другом - характер этих взаимодействий и определяет вязкость и упругость среды.

Вот вязкостью они и отличаются от пуль

Ну привел же книжку, читайте!!!!!

Mishka>Неа, на мой взгляд скос потока есть необходимое условие для получения разности давлений.

Для разности скоростей в первую очередь, а дальше все становится ясно.

Давайте ещё раз изложу свою позицию.

Ускорение ("отбрасывания") воздуха и наличие подъёмной силы - два процесса, идущих одновременно и в тесной связи друг с другом.

Наличие зон изменённого давления - следствие из процесса "отбрасывания" воздуха.

Пока аэродинамики считают наличие вариаций давления первичным, они не видят "отбрасывания" воздуха.

Фанерка тоже, конечно, приводит к изменениям давления. Вследствие отбрасывания воздуха.

Таким образом, "отбрасывание воздуха - подъёмная сила" является изначальным в вопросе, почему машины летают (а не падают). Процесс "отбрасывание воздуха - подъёмная сила" называется для краткости "отбрасыванием воздуха", потому что говорить, что "машины летают потому, что на них действует подъёмная сила" - следующий уровень подробности.

Возвращаясь к пройденному.

TheFreak>Вы согласны, что "Уже из одного только факта, что поток после обтекания приобрел составляющую импульса, направленную вниз, следует, что такой же импульс вверх приобретает крыло."? (Да/Нет)
TheFreak>Вы согласны, что подъемная сила точно соответсвует импульсу переданному воздуху? (Да/Нет)

Дилетант>На поставленные таким образом вопросы можно ответить только "да".

В горизонтальном полете и при наборе высоты и при снижении с постоянной вертикальной скоростью нет изменения импульса крыла. Так какого же черта я ответил «да»? Может проблема в выборе системы отсчета? Может, земля получает импульс вверх, когда воздух получает импульс вниз? Избавимся от земли. Будем летать в газовом гиганте. Систему отсчета свяжем с его центром масс. Тяготение есть, подъемная сила есть, изменения импульса крыла нету. Изменения импульса системы газовый гигант + крыло тоже нету. Следовательно, все то, что крылом отпихнулось вниз, тут же поперло вверх, и далее по кругу до полного затухания вихрей. Так или не так? Помогите, а то у меня крыша едет...

Сначала ответы на вопросы заданные лично мне:

victorzv:
>1. Всякое ли крыло, создающее подъемную силу, отбрасывает воздух вниз?
>2. Каким "органом" крыло отбрасывает воздух вниз?
>3. В какой момент времени происходит отбрасывание воздуха вниз крылом?
>4. Не столь принципиально, если есть ответы на предыдущие вопросы, но интересно, а как независимо от 3-го закона Ньютона посчитать массу (импульс) отбрасываемого воздуха?"

1. Да.
2. Крыло это и есть такой орган.
3. Во все моменты времени, пока есть подъёмная сила.
4. Массу воздуха посчитать невозможно. Как определить, где граница, за которой воздух уже не отбрасывается? То же самое и с вертикальной составляющей скорости воздуха. Около крыла скорость будет большой, а далеко от крыла – бесконечно малой. Так что и импульс вряд ли найдём. Точно можно сказать, какая вертикальная сила будет действовать на воздух. В точности равная подъёмной силе и противоположно направленная. Тут без Ньютона никак.

Теперь вопросы:
> Какова последовательность событий:
>1) Перепад давления на крыле - образование подьемной силы - передача етой силы воздуху (отбрасывание его вниз);
>2) Отбрасывание воздуха крылом - образование подьемной силы;
>3) Все события происxодят одновременно. Указать причину и следствие невозможно.
>4) Указанные выше события не имеют места. На самом деле все происxодит по-другому.

Указанные выше события: «отбрасывание воздуха крылом и образование подъемной силы» имеют место, иначе самолёты не летали бы. И происходят они одновременно. Сила действия равна силе противодействия. Сразу. Одновременно. Без запаздывания. Поэтому вопрос о причине и следствии не имеет смысла.

И ещё. Предлагаю не называть «отбрасывание» воздуха скосом потока. Возникает путаница (гусары, молчать) со скосом потока, создаваемым концевыми вихрями. «Отбрасывание» создаёт подъёмную силу (или создаётся подъёмной силой, кому как больше нравится), а скос потока подъёмную силу не создаёт. Между концёвыми вихрями поток направлен вниз, а снаружи – вверх. Суммарный импульс равен нулю. Только тратится энергия на закручивание воздуха и уменьшается подъёмная сила за счёт перетока воздуха из под крыла на верхнюю поверхность.

Если газовый гигант - бесконечное пространство с равномерной плотностью воздуха, то воздух будет просто накапливать импульс вниз - но, поскольку считается, что масса самолёта пренебрежимо мала по сравнению с массой гиганта, ЦТ гиганта не смещаяется.

Если гигант - большой газовый шар (т.е. есть градиент плотности воздуха), то самолёт будет действовать как дополнительная сила, действующая на воздух. Распределение воздуха будет смещено, в сторону повышения плотности под самолётом. Ток воздуха вниз будет замедляться о более плотные слои, передавая им импульс - в результате на гигант будет действовать сила отталкивания от самолёта. Таким образом, не только самолёт не падает к ЦТ, но и ЦТ гиганта не падает к самолёту. Воздух - лишь передатчик взаимодействия между самолётом и гигантом.

Короче, изменение импульса происходит за счёт работы силы тяжести.

Да, градиент плотности атмосферы совершенно необязателен для объяснения, куда девается импульс. Импульс воздуха от самолёта проявляется как сила, приложенная к гиганту и толкающая его от самолёта. Уравновешивающая силу притяжения к самолёту.

avmich>Импульс воздуха от самолёта проявляется как сила, приложенная к гиганту и толкающая его от самолёта. Уравновешивающая силу притяжения к самолёту.

Во! Именно "Уравновешивающая силу притяжения к самолёту". Т.е. нет изменения импульса ни у самолета, ни у гиганта. А воздух играет роль опоры, а не реактивного тела. Или у меня что-то с логикой?

В.М.>Вот вязкостью они и отличаются от пуль

В.М.>Ну привел же книжку, читайте!!!!!

Володь, на мой взгляд, вязкость и упругость описывается через движение молекул и их взаимодействие. Только геморно очень - много уравнений очень. Поэтому и я, и Амвич, и еще люди везде подчеркиваем - не просто как пули, а взаимодействие друг с другом - тонко намекая на этот факт. Просто вязкость это интергральный параметр.

А Книжку я читал и читаю.

Mishka>>Неа, на мой взгляд скос потока есть необходимое условие для получения разности давлений.

В.М.>Для разности скоростей в первую очередь, а дальше все становится ясно.

Да правильно, но это как бы подразумевается из закона Бернули.

Дилетант>Во! Именно "Уравновешивающая силу притяжения к самолёту". Т.е. нет изменения импульса ни у самолета, ни у гиганта. А воздух играет роль опоры, а не реактивного тела. Или у меня что-то с логикой?

По-моему, Вы просто берете всю систему целиком и там нет изменения импульса. Если взять самолет и сферу вокруг него - радиусом в 50 метров, то у воздуха будет изменение импульса.

Володя, а как ты воспринимаешь вязкость и упругость? Как нечто фундаметальное - типа масса - или как некоторые характеристики, которые можно описать через всякие там параметры взаимодействия модекул?

Mishka>Поэтому и я, и Амвич, и еще люди везде подчеркиваем - не просто как пули, а взаимодействие друг с другом - тонко намекая на этот факт. Просто вязкость это интергральный параметр.

Ну я, собственно, про то же и говорю. Это не просто бомбардировка крыла молекулами, но и бомбардирвка самих молекул друг-другом.

Mishka>Книжки я почитал (спасибо за ссылки) - или пролистал. Володина мне нравиться больше. Но... есть там такое "но" - они не объясняют почему возникает разность давлений. Они оттуда считают и строят модель на этом. Более того, я пошарил по Вашингтонскому, Принстонскому и Хопкинса университетам (точнее, по тому, что есть на инете - курсы, ссылки и т.д.) и нигде не нашел объянения как возникает разность в скоростях. Так что Ваши рекомендации вообщем-то пока без пользы.

Mishka>Ха, а пока я пытаюсь объяснить как это давление возникает - эти книжки не помогают вовсе.

Ну что поделать - идиоты и дураки все ети профессора университетов и аеродинамики НАСА и ведущих авиационных фирм, раз не могут толково обьяснить простому выпускнику совецкого (или молдовского?) университета, как возникает разность скоростей в потоке.

Xарактерно, что Вам больше всего понравилась... е... ссылка на сайт, созданный чистым любителем в аеродинамике, а профессионалом в нейронных сетях и прочей кибернетике, заодно он организатор софтверной компании (зачем ему связываться с солидными издательствами?)

Чего ж Вы от меня xотите? Или Вы полагаете что на форуме есть кто-нибудь, превосxодящий по познаниям и опыту всех етих профессоров и специалистов, десятки лет проведших на трубах?

[ 27-11-2002: Message edited by: victorzv ]

avmich>. Распределение воздуха будет смещено, в сторону повышения плотности под самолётом. Ток воздуха вниз будет замедляться о более плотные слои, передавая им импульс - в результате на гигант будет действовать сила отталкивания от самолёта. Таким образом, не только самолёт не падает к ЦТ, но и ЦТ гиганта не падает к самолёту. Воздух - лишь передатчик взаимодействия между самолётом и гигантом.

Авмич - между делом - при скоростях полета, меньших 0.3 - 0.4 М, плотность воздуха вокруг самолета практически не меняется.

[ 27-11-2002: Message edited by: victorzv ]

victorzv> Ну что поделать - идиоты и дураки все ети профессора университетов и аеродинамики НАСА и ведущих авиационных фирм, раз не могут толково обьяснить простому выпускнику совецкого (или молдовского?) университета, как возникает разность скоростей в потоке.

вицторзв&гт;Xарактерно, что Вам больше всего понравилась... е... ссылка на сайт, созданный чистым любителем в аеродинамике, а профессионалом в нейронных сетях и прочей кибернетике, заодно он организатор софтверной компании (зачем ему связываться с солидными издательствами?)


Не совсем так - просто это инженерный подход - профессора занимались решением задачи как построить модель крыла используя известные экспериментальные данные и сделать эту модель практичной. Объяснить это с точки зрения МКТ пока никто не может. Поэтому и строят модели и аппараты, которые описываю с достаточной точностью реальное поведение при определенных условиях. Как создавали теорию сверхзвукового крыла? Сначала пытались применить теорию дозвукового крыла (эту часть я прочитал).

Вполне возможно, что все эти профессора считают, тот факт, о котором мы спорим, вполне очевидным и не требующим больших пояснений. А вот то, как самолет летает (а не почему) - тут они и исследуют. Потому как понимание почему не всегда помогает строить машины, т.к. для последнего нужен переход от качественных оценок к точным количественным.

А по поводу автора книги и его непрофисиональности, я позволю себе процитировать из его автобиографии:

His thesis research examined the properties of a gas of hydrogen atoms at temperatures only a few thousandths of a degree above absolute zero, and showed that quantum spin transport and long-lived ``spin wave'' resonances occur in this dilute Bose gas. Other research concerned the design of ultra-low-noise measuring devices, in which the fundamental quantum-mechanical limitations play an important role.

...

In 1986-87 he was Visiting Professor at the Institute for Theoretical Physics (University of California, Santa Barbara). He has served on the organizing committee of several major scientific conferences.

...
He is a Certified Flight Instructor and Ground Instructor. He serves on the board of trustees of the Monmouth Area Flying Club. He an FAA Aviation Safety Counselor, and a past member of the National Research Council Committee on Commercial Aviation Security.

 

Судя по последнему - он еще и летает. Да и просто написать сложный учебник (на мой взгляд, достаточно точный, но тут есть профессионалы - пусть они скажут) простым и доступным, живым языком, требует таланта немалого и понимания предмета нехилого.


victorzv>Чего ж Вы от меня xотите? Или Вы полагаете что на форуме есть кто-нибудь, превосxодящий по познаниям и опыту всех етих профессоров и специалистов, десятки лет проведших на трубах?

Виктор, Вы Кнута часом не читали? Просто это один из самых известных примеров - он дает упражнения и очень сильно опирается на результаты упражнений далее. Как писал выше, я вполне допускаю, что объяснение вопроса "почему летают самолеты" выполняется как домашнее упражнение. А тогда нет необходимости это включать в курс.

А по поводу форумов - я не скажу за конкретный - не знаю. Но я активно отслеживаю и участвую спорадически в работе IETF. Основной стиль работы у них - переписка через листы. Т.к. один из вариантов форумом, паразитирующий на мыле. Так вот там находится масса людей со всякими степенями и регалиями и споры кипят не менее жаркие. Чего стоит обсуждение проблем NATa Муром (бывшим председателем тогда этой конторы). Так что я вполне допускаю наличие таких товарищей.

А посмотрите, чем Зеус занимается, кстати.

Поправка к предыдущему посту - не рассмотреть с точки зрения МКТ, а рассчитать используя только ее.

Mishka>А по поводу автора книги и его непрофисиональности, я позволю себе процитировать из его автобиографии:

Ну, и где xоть одно слово об аеродинамике?!

Mishka>Судя по последнему - он еще и летает. Да и просто написать сложный учебник (на мой взгляд, достаточно точный, но тут есть профессионалы - пусть они скажут) простым и доступным, живым языком, требует таланта немалого и понимания предмета нехилого.

Так я и говорю, пилот-любитель. И подробно описывает все ети проблемы устойчивости-управляемости. И не xаю его творение. Сайт мне нравится. Написан, да, xорошо. Но на фундаментальность он не претендует.

Mishka>Виктор, Вы Кнута часом не читали?

Не читал - я ведь не аеродинамик. Мне хватает того, что могу достать. А на форуме потравить - отчего нет?

Mishka>А посмотрите, чем Зеус занимается, кстати.

Не знаю. А вот пусть он и скажет.

Да, Кнута, наверное, не все даже аэродинамики читали...

Он автора фундаментального труда "Искусство программирования", системы подготовки документов к печати ТеХ, профессор Стэнфордского университета...

victorzv> Авмич - между делом - при скоростях полета, меньших 0.3 - 0.4 М, плотность воздуха вокруг самолета практически не меняется.


Согласно разным книжкам - меняется на проценты, но это для расчетов не важно и поэтому считают не сжимаемым. Вот опять же цитата из той же книжки:

However, changes in density are not very important to understanding how wings work, as long as the airspeed is not near or above the speed of sound. Typical general aviation airspeeds correspond to Mach 0.2 or 0.3 or thereabouts (even when we account for the fact that the wing speeds up the air locally), and at those speeds the density never changes more than a few percent.

 

victorzv> Ну, и где xоть одно слово об аеродинамике?!

А он поведением атомов занимался в газе при очень низких температурах. Так что очень должен хорошо представлять, что такое вязкость и упругость, и как энергия атомов связана с температурой.

...examined theproperties of a gas of hydrogen atoms at temperatures only a few thousandths of a degree above absolute zero...

Это как бы физика и крутая.