Теория вихря от Жуковского Н.Е., или до какого маразма дожила Физика.
Как я уже писал ранее в Части.1 и Части.2 «Сказочная теоретическая аэродинамика», после того как выяснилось что формула Ньютона непригодна для расчета по нахождению Подъемной Силы (ПС) на крыле, начались теоретические поиски этой самой ПС. Из псевдо уравнения Бернулли следовало: «что там где скорость больше, там Давление меньше», а аэродинамическая труба показывала, что давление меньше над крылом. Логика была убийственной: раз давление над крылом меньше – значит скорость потока над крылом должна быть больше (типо по Бернулли).
Аэродинамисты придумали ускорение потока над крылом, за счет «более длинного пути» над крылом, который верхний поток проходит по отношению к нижнему потоку под крылом. И применили математику: «Скорость – это Расстояние деленное на Время». Фундаментальная Физика эту дурь проглотила.
- - - - - - - -
Совершенно глупая теория о том, что для создания разности давлений (над и под крылом) нужно создать разницу скоростей – родилась!!!
- - - - - - - -
Эту теорию продолжил и развил будущий «отец Русской авиации» тов. Жуковский Н.Е.(1847-1921) – математик по образованию.
Где то в 1904-1906 году он озвучил мысль о «Бесконечном вихре на бесконечном размахе крыла».
В чем же принципиальное отличие этой теории от теории «типо по Бернулли», а вот в чем:
По Бернулли «аэродинамисты» ускоряли только верхний поток, а нижний поток не трогали, он был базовым.
Маленький пример: предположим, что самолет летит на скорости 50м/сек, тогда:
- нижний поток будет тоже 50м/сек, а верхний как бы 55м/сек. Вот и получается разница в скоростях: 55 – 50 = 5м/сек.
По Жуковскому и ускорялся верхний поток и тормозился нижний.
Маленький пример: предположим, что самолет летит на скорости 50м/сек, тогда:
- нижний поток будет как бы 45м/сек, а верхний как бы 55м/сек. Вот и получается разница в скоростях: 55 – 45 = 10м/сек.
Другими словами теория по Жуковскому была более революционная и более крутая, чем теория по Бернулли, ведь чем больше перепад по скоростям, тем больше будет перепад по давлениям.Теперь когда Вы знаете в чем заключалась «изюминка» теории Жуковского, я Вам расскажу как он к ней пришел.
За основу своей теории Жуковский взял две вещи, а именно:
- теорию сохранения энергии (которую называют «законом»)
- и Эффект Магнуса – 1853год (Генрих Густав Магнус - немецкий физик/химик 1802-1870)
Закон сохранения энергии,. . . напомню подноготную:
В «Законе Сохранения Энергии» условно Полную энергию «для удобства расчета» разбили на Кинетическую и на Потенциальную. Дальше ввели сказочное условие о том, что при переходе Кинетической энергии в Потенциальную и наоборот - потерь нет (т.е. нет сил трения которые потихонечку эту самую энергию «откусывают»). И сделали вывод: Что мол если сил трения НЕТ, то переход одной энергии в другую и наоборот происходит без потерь этой самой энергии. Обозвали эту сказку как «Закон сохранения энергии», и для красного словца заявили, что данный «закон» выполняет везде и всюду на планете Земля, но при этом забыли о том, что на планете Земля нет и не может быть отсутствия сил трения.
Посему: Так называемый «Законе Сохранения Энергии» не является законом Физики, а является теоретической математической выкладкой. Поэтому, какую бы теорию лично Вы не выводили на основании данного «закона», ваша теория будет просто смешна для применения ее в реальных условиях планеты Земля, в условиях постоянно действующих сил трения. А если учесть тот факт что полет самолета – это действие, которое осуществляется именно за счет сил трения, именно от полного аэродинамического сопротивления которое воздух оказывает на крыло, то внедрение «Закона Сохранения Энергии» в аэродинамику – просто смехотворно.
теперь Эффект Магнуса:
При стрельбе ядрами из пушек было замечено, что ядра летят не туда куда их послали, а делают отклонение в ту или в другую сторону от своей «прямолинейной» траектории. В современном мире этот эффект отклонения мы видим на примере футбольного мяча. Вопросом с ядрами в свое время занимался Магнус и вывел теорию, которая затем в последствии была названа его именем.
А мы для простоты восприятия займемся мячом. Давайте представим себе мяч, который летит с право налево, со скоростью 25м/сек (с 3 часов на 9 часов) и при этом вращается по часовой стрелки со скоростью 5м/сек. За счет того что мяч вращается, и за счет того что воздух имеет Вязкость, этот самый воздух в так называемом «пограничном слое» будет вращаться за мячом с той же самой скоростью что и вращается мяч. Как пример этого эффекта мы имеем вращение нашей атмосферы вокруг нашей Земли. Вот это вращение воздуха вокруг мяча и вместе с мячом и называется в физике или вихрем «вокруг мяча» или циркуляцией потока «вокруг мяча», (это кому как больше нравится). Но самое главное что надо знать, что данная циркуляция образуется только тогда когда мяч будет вращаться, а если мяч будет лететь и не будет вращаться, то и никакой циркуляции НЕ БУДЕТ!
Теперь о чем сама теория: А теория о том, что летящий вращающейся мяч имеет два потока и скорости этих потоков надо сложить:
Первый поток – это поток вокруг мяча (от его скорости вращения), а второй поток это поток который набегает на мяч (поток от его скорости полета). Вверху мяча (в районе 12 часов) по нашему условию и набегающий поток от полета, и поток циркуляции: направлены на 3 часа и Складывая их мы получим (25 + 5 = 30м/сек). Внизу мяча (в районе 6 часов) по нашему условию набегающий поток от полета направлен на 3 часа, а поток циркуляции направлен на 9 часов и Складывая их мы получим (25 - 5 = 20м/сек). Таким образом над мячом мы имеем суммарную скорость потока 30м/сек, а под мячом мы имеем суммарную скорость потока 20м/сек. Дальше применяется «типо уравнение Бернулли»: где скорость меньше там, давление больше. По этой причине и происходит смещение мяча из зоны повышенного давления в зону пониженного.
В нашем конкретном случае если мяч рассматривать в горизонтальном полете с боку, то у него появится подъемная сила. Если мяч рассматривать в полете сверху и от нас, то у него появится сила бокового скольжения (смещения)вправо.
Только к НАСТОЯЩЕМУ уравнению Бернулли это не имеет никакого отношения , так как вывод о том, что при увеличении скорости потока давление в потоке падает – это вывод из эффекта Эжекции, который на тот момент был неизвестен Физике, т.к. не был еще открыт. А в наше время эффект Эжекции и под запретом и оболган, т.к. разоблачает всю теоретическую аэродинамику. Ну это другая история …
- - - - - - - - - - - - - - - -
А Эффект Магнуса звучит примерно так: - это физическое явление, возникающее при обтекании движущегося И вращающегося тела потоком жидкости или газа. В результате чего образуется «Сила бокового смещения, которая направлена по нормали к набегающему потоку», в сторону где Скорость вращения совпадает со Скоростью набегающего потока .
- - - - - - - - - - - - - - - -
(Потом ,кстати, из этой фразы: «Сила бокового смещения, которая направлена по нормали к набегающему потоку» и родилось самое тупое заявление всех времен и народов от аэродинамики о том, что Подъемная Сила – ВСЕГДА перпендикулярна набегающему потоку.)
И что же сделал Жуковсктий Н.Е.?
Во времена когда Жуковский писал свой «труд», аэродинамическим трубам уже было лет так за 30. И было известно, что и во время полета, и вовремя обдува крыла ИСКУССТВЕННО СОЗДАННЫМ потоком в аэродинамической трубе - за крылом образуется вихрь.
Давайте представим крыло, которое летит с право налево, со скоростью 50м/сек (с 3 часов на 9 часов) и при этом с задней кромки срывается вихрь направленный ПРОТИВ часовой стрелки со скоростью вращения 5м/сек.
Крыло НЕ вращается, и предполагать Вихрь вокруг не вращающегося крыла по Магнусу - просто глупо. Поэтому Жуковский привлек к своим умозаключениям «Закон Сохранения Энергии».
Логика такая: "Раз с крыла срывается вихрь против часовой стрелки, то для выполнения «Закона Сохранения Энергии» должен быть еще один вихрь, который должен вращаться в обратном направлении, и этот вихрь есть и имеет место быть вокруг крыла."
Таким образом мы получаем теорию вихря вокруг крыла ПО часовой стрелки(для нашего случая). Верхние потоки в нашем случае складываются (50+5=55м/сек), а нижние потоки в нашем случае вычитаются (50-5=45м/сек). Вот и все, все как с мячом!!! Вот вам подъемная сила по Жуковскому. Некоторые «особо одаренные физики» крутят ЦИЛИНДРЫ.
Хотите смейтесь, хотите плачьте, а хотите – можете верить во весь этот бред. Это кому как больше нравиться.
Про глупость о том, что Закон сохранения энергии всюду и везде работает на планете Земля, я Вам уже рассказал, а вот про вихрь, который срывается с задней кромки – надо поподробнее.
Этот вихрь на самом деле есть ничто иное как остаточное явление после того как крыло нарушило равновесие давлений в стоячем воздухе. Этот вихрь - это стремление воздуха выровнять давление и вернуться в изначальное равновесное состояние, которое было до крыла. Крыло локально понизило Давление над крылом – образовав локальную «верхнюю зону» низкого давления и локально повысило давление Под крылом – образовав локальную «нижнюю зону» высокого Давления и улетело. Теперь массы воздуха из зоны высокого давления устремляются в зону низкого с целью выравнивания Давления и прихода в состояния покоя. Вот что такое вихрь за крылом. Это ОСТАТОЧНОЕ ЯВЛЕНИЕ.
Теперь чтобы Вы поняли всю глупость теории Жуковского, я вам приведу примет с чашечкой «кофэ».
Представьте, что Вы размешиваете Кофе в чашечке, чайной ложечкой. Кофе вращается в чашечке.
Вы убираете ложечку и держите ее над чашечкой, а в чашечке вы наблюдаете «вихрь» из кофе, т.е. наблюдаете как кофе останавливается и приходит в состояние покоя, после того как ложечка это самое кофе «взбудоражило». Другими словами Вы наблюдаете ОСТАТОЧНОЕ ЯВЛЕНИЕ.
Так вот! По Жуковскому для того чтобы выполнялся Закон Сохранения Энергии надо чтобы вокруг ложечки, которую Вы держите над чашечкой тоже вращался ВИХРЬ в противоположном направлении от вращения кофе в чашке. И в результате по Жуковскому Вы получите «Бесконечный вихрь на бесконечном размахе чайной ложки».
- - - - - - - - - -
P.s.
По моим наблюдениям абсолютно никто не понимает как происходит разряжение над крылом на самом деле и это связано с тем, что в наше время эффект Эжекции и под запретом и оболган, т.к. разоблачает всю теоретическую аэродинамику. Поэтому Часть №4 - посвящаю эффекту Эжекции, который легко тянет на ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЙ ЗАКОН ФИЗИКИ, если его понимать правильно, а не так как нас ему учит или не учит современная физика.