Физика движения. Работа крыла в замкнутом потоке.

  Крыло с аэродинамическим профилем Жуковского – Чаплыгина, впервые было предложен в 1910 году. До этого изобретения, крылья самолетов изготавливали плоскими. Подъемная сила крыла создавалась за счет угла наклона крыла. За счет реактивного отражения набегающего потока воздуха. Твк как же происходит работа крыла в потоке?

Принцип работы крыла

  Подъемная сила крыла, с профилем Жуковского – Чаплыгина, создается за счет разности давлений среды на крыло сверху и снизу.

  Давление на крыло зависит от относительной скорости движения крыла и среды. На рис. 1 показано, что верхнюю поверхность крыла поток среды обтекает по большему пути, чем нижнюю.

Рис. 1. Эффект подъемной силы крыла

  Поток среды стремится сохранять свою целостность, поэтому, его скорость относительно верхней выпуклой поверхности крыла выше, чем относительная скорость вдоль плоской нижней поверхности крыла.

  Разность давления среды на крыло (градиент) поднимает крыло вверх (вытесняет в сторону меньшего давления среды). Не играет роли, движется ли крыло в среде, или поток среды (воздуха, воды и т. п.) обтекает крыло.

  Можно сказать, что здесь «работает геометрия»: путь относительного движения среды по верхней поверхности крыла больше, чем по нижней.

  Данная система не является реактивной, поэтому ее применение в движителях замкнутого цикла представляется весьма перспективным.

Работа крыла в замкнутом пространстве

  На Рис. 1 (справа) изображено крыло, установленное внутри аэродинамической трубы на упругих амортизаторах, демонстрирует наличие подъемной силы при продувании трубы. При этом, на весь корпус трубы действует вертикальная сила.

  Предположим, что мы создали циркулирующий поток среды (газ или жидкость) в замкнутом корпусе, похожем на бублик (тороид). Поставим внутри потока несколько крыльев, радиально, как показано на рис. 2.

                      Рис. 2. Крыло в замкнутом потоке среды

  Еще один ключевой момент. Давайте разместим лопасти в замкнутом контуре, и в конечном счете мы получим простое, и интересное техническое решение.

 Более перспективной окажется модель не с горизонтальным расположением лопастей, а с вертикальным.

  Эффективность такой системы нужно проверить экспериментально. Предложение имеет перспективы внедрения в автономные системы электроснабжения, в аэрокосмическую отрасль и т.д.

Решение проблем

  При таком размещении лопастей, возникает техническая проблема с турбулентностью, но не сложными решениями её возможно исправить.

  Например, проходя в области крыла, линейный поток среды меняется, и в нем возникают турбулентности.

 Для выравнивания потока, позади крыла можно устанавливать плоские или трубчатые элементы (ламинаризаторы).

  Величина подъемной силы зависит от скорости движения потока относительно крыла, хотя ее направление, в данном случае, будет неизменным. Величину подъемной силы, в предложенной системе, можно регулировать.

  Конечно же, замедление или ускорение циркулирующего потока среды потребует расхода энергии насоса, вентилятора или другого привода движения потока среды, либа самих лопастей.

Работа крыла в потоке.

Далее, мы рассмотрим аналогичную перспективную схему, более экономную, с точки зрения ее эксплуатации.