Ну стандартное объяснение того, как работают паруса под острыми курсами гласит нечто следующее (по крайней мере, мне когда-то примерно так объясняли): воздух течет с обеих сторон паруса, но с внешней стороны ему приходится проходить большее расстояние, чем с внутренней. Поскольку за парусом воздух снова соединяется в одну струю, он вынужден проходить различное расстояние за одно и то же время (вот тут лажа какая-то), следовательно, с внешней стороны одно и то же количество воздуха оказывается "растянуто" на большее расстояние, а значит, что с внешней стороны получается район пониженного давления. В итоге парус "тянет" в ту сторону, а вместе с ним и все судно. И если бы не киль, то судно бы тянуло вбок, а так тянет все же в основном вперед. Это объяснение довольно бредовое, как мне кажется, но лучшего у меня нет.
Ха два раза. Мне всегда хватало того, что парус работает точно так же, как крыло самолета, а крыло самолета всем известно как работает. На самом деле как работает крыло, совершенно непонятно, я это только что узнал ;)
Часто высказываемое соображение о том, что части потока, разделенные передней кромкой крыла/паруса, приходят к задней кромке одновременно, действительно, оказывается, совершенно ложно (от слова лажа). Вместе с ним оказываются ложны все популярные объяснения подъемной силы. Утверждается, что на самом деле подъемная сила невозможна без вязкости (и ее нет сверхтекучих жидкостях). Официально заявляю, что физику этого явления мне не понять никогда.
Утверждение про вязкость тоже как бы лажа, потому что основано на математике, а математика -- лженаука, когда не подкреплена физической интуицией. Да, есть теорема не-помню-кого, что завихренность не может сама по себе образоваться в потенциальном потоке без источников завихренности. Но у физиков, в отличие от всяких там математиков, имеются понятия об устойчивости. Так вот, потенциальные течения при больших рейнольдсах (больших скоростях и малых вязкостях) не особо-то устойчивы. Да, нужна затравка, в виде вязких вихрей на стенках, например. Но зато потом эта затравка, за счёт неустойчивости, превращается вообще в турбулёнтность, которая, наоборот, тем сильнее, чем вязкость ниже.
Объяснение "потому что крыло отклоняет воздух вниз" просто не может быть лажей, потому что закон сохранения импульса.
Почему в сверхтехучей жидкости подъемной силы нет?
Впрочем, хрен с ним, с жидким гелием, у нас его все равно нет. Лучше скажите, раз крыло отклоняет воздух вниз, то ведь его верхняя поверхность в игре никак не участвует, правильно? И ее можно делать какой угодно, лишь бы лобовое сопротивление поменьше, так? Например, плоской.
Почему это верхняя поверхность не участвует? Она что, в вакууме находится? Как минимум, она не должна мешать отклонять воздух вниз, и уж тем более не должна отклонять его вверх. ;)
Высказываться на тему аэродинамики, это - мое хобби.
Как-то раз в своем журнале я пытался "на пальцах" объяснить, как работает крыло http://biglebowsky.livejournal.com/7813.html Не уверен, что получилось, но за неимением гербовой...
P.S. Вы абсолютно правы по поводу "equal transit time fallacy" и прочих популярных заблуждений. Вы абсолютно правы, что вязкость строго необходима.
Для совершенно плоского паруса сила давления ветра на парус перпендикулярна парусу. При правильном расположении паруса проекция этой силы на ось яхты направлена вперед, а боковому сносу препятствует киль. В результате яхта движется под углом против ветра. Если парус "пузатый", добавляется эффект, про который вы пишете- с наружной стороны давление оказывается меньше, чем с внутренней. В результате тяга еще несколько возрастает. Объяснение про "одно и то же время" странное, не понятно, почему оно должно быть одно и тоже. Более правильно другое объяснение. Снаружи паруса условное "сечение" потока воздуха меньше, чем внутри (объяснить это довольно сложно и долго, а представить легко) => скорость потока воздуха больше => по теореме бернулли давление меньше. Ну а если всякие вихри возникают, они, скорее всего, еще тягу увеличат, т.к. направлены так, что на внешней стороне скорость вращения складывается со скоростью потока, а на внутренней вычитается. По крайней мере на жестких крыльях самолетов это так, наверное, на мягких парусах тоже.
> Для совершенно плоского паруса сила давления ветра на парус перпендикулярна парусу.
Вот этого я не понял. Во-первых, парус ведь плоским не бывает (то есть, есть совсем уж нерадивые, которые стаксель в доску натягивают, но он тогда не работает), во-вторых, парус всегда ставится так, чтобы его передняя кромка была параллельна ветру. То есть, в передней части ветер дует одинаково с обеих сторон паруса.
направлена-то она направлена, любую силу можно разложить на параллельную и перпендикулярную (чему угодно ;) составляющую. но ее величину вычислить из этих соображений никак невозможно (попробуйте и сравните с экспериментом).
no subject
Date: 2013-01-14 09:18 pm (UTC)no subject
Date: 2013-01-14 09:28 pm (UTC)no subject
Date: 2013-01-14 10:54 pm (UTC)Часто высказываемое соображение о том, что части потока, разделенные передней кромкой крыла/паруса, приходят к задней кромке одновременно, действительно, оказывается, совершенно ложно (от слова лажа). Вместе с ним оказываются ложны все популярные объяснения подъемной силы. Утверждается, что на самом деле подъемная сила невозможна без вязкости (и ее нет сверхтекучих жидкостях). Официально заявляю, что физику этого явления мне не понять никогда.
References: [1] (http://www.arvelgentry.com/techs/origins_of_lift.pdf).
no subject
Date: 2013-01-14 11:27 pm (UTC)no subject
Date: 2013-01-15 04:19 am (UTC)no subject
Date: 2013-01-15 07:49 am (UTC)no subject
Date: 2013-01-16 10:06 pm (UTC)Объяснение "потому что крыло отклоняет воздух вниз" просто не может быть лажей, потому что закон сохранения импульса.
no subject
Date: 2013-01-17 03:33 pm (UTC)Почему в сверхтехучей жидкости подъемной силы нет?
Впрочем, хрен с ним, с жидким гелием, у нас его все равно нет. Лучше скажите, раз крыло отклоняет воздух вниз, то ведь его верхняя поверхность в игре никак не участвует, правильно? И ее можно делать какой угодно, лишь бы лобовое сопротивление поменьше, так? Например, плоской.
no subject
Date: 2013-01-17 11:19 pm (UTC)no subject
Date: 2013-01-17 12:53 am (UTC)Как-то раз в своем журнале я пытался "на пальцах" объяснить, как работает крыло http://biglebowsky.livejournal.com/7813.html
Не уверен, что получилось, но за неимением гербовой...
P.S. Вы абсолютно правы по поводу "equal transit time fallacy" и прочих популярных заблуждений. Вы абсолютно правы, что вязкость строго необходима.
no subject
Date: 2013-01-15 01:00 pm (UTC)Если парус "пузатый", добавляется эффект, про который вы пишете- с наружной стороны давление оказывается меньше, чем с внутренней. В результате тяга еще несколько возрастает.
Объяснение про "одно и то же время" странное, не понятно, почему оно должно быть одно и тоже. Более правильно другое объяснение. Снаружи паруса условное "сечение" потока воздуха меньше, чем внутри (объяснить это довольно сложно и долго, а представить легко) => скорость потока воздуха больше => по теореме бернулли давление меньше.
Ну а если всякие вихри возникают, они, скорее всего, еще тягу увеличат, т.к. направлены так, что на внешней стороне скорость вращения складывается со скоростью потока, а на внутренней вычитается. По крайней мере на жестких крыльях самолетов это так, наверное, на мягких парусах тоже.
no subject
Date: 2013-01-15 01:03 pm (UTC)Вот этого я не понял. Во-первых, парус ведь плоским не бывает (то есть, есть совсем уж нерадивые, которые стаксель в доску натягивают, но он тогда не работает), во-вторых, парус всегда ставится так, чтобы его передняя кромка была параллельна ветру. То есть, в передней части ветер дует одинаково с обеих сторон паруса.
no subject
Date: 2013-01-17 05:28 pm (UTC)