Selaimessa avautuvalla (nasan kehittämä) javaohjelmalla nimeltään FoilSim voi kokeilla erilaisia siipiprofiileja.
Mistä lopulta johtuu siipiprofiilin noste - no sehän johtuu siitä, että siipiprofiilin yläpinnalla virtauksen nopeus on hitaampi.
Kysymys kuuluukin, jos tuo virtauksen hidastuminen aiheutettaisiinkin litteällä levypinnalla karhentamalla yläpintaa tai kiillottamalla alapintaa, pystyttäisiinkö litteällä virtauksen suunnassa olevalla levyllä aikaansaamaan samantyyppinen noste -ilmiö kuin siipiprofiilissa (joka siis kuperana pintana ei ole väliainevirtauksen suuntainen.
?
Mistä lopulta johtuu siipiprofiilin noste - no sehän johtuu siitä, että siipiprofiilin yläpinnalla virtauksen nopeus on hitaampi.
Kysymys kuuluukin, jos tuo virtauksen hidastuminen aiheutettaisiinkin litteällä levypinnalla karhentamalla yläpintaa tai kiillottamalla alapintaa, pystyttäisiinkö litteällä virtauksen suunnassa olevalla levyllä aikaansaamaan samantyyppinen noste -ilmiö kuin siipiprofiilissa (joka siis kuperana pintana ei ole väliainevirtauksen suuntainen.
?
Vastaukset 12
Vanhimmat
Voima johtuu siitä että siipi kiihdyttää ilmamassaa. Tällöin yleensä (aina?) virtausnopeus kasvaa siiven yläpinnalla.
Tästähän on vedetty se (virheellinen) selitys nostovoimalle, että siiven yläpinnan pitäisi olla pitempi, jotta ilman nopeus kiihtyisi. Ilman nopeus kiihtyy suorankin levyn yläpinnalla, jos se tuottaa nostovoimaa eli sillä on kohtauskulmaa.
muttei aina.
Tasolövy 60 asteen tulokulmalla on sakkaustilassa, ja nopeus yläpinnalla ei kiihdy, mutta nostovoimaa syntyy, kun virtaus alapinnalla hidastuu enemmän kuin yläpinnalla. Bernoullin laki edellyttää vain nopeuseroa, ei kiihtymistä pinnan suhteen eli suurempaa virtausnopeutta ei välttämättä ole pakko esiintyä, toki näin yleensä käy, kun pyritään tehokkuuteen, eli hyvään nostovoima/vastus suhteeseen.
Jossain sakkauspyörteiden yläpuolella ilma kyllä kiihtyy silloinkin, vaikkei itse pinnalla, mutta rajakerroksen sisällähän tuo tilanne esiintyy yleensäkin normaali siipiprofiileilla. Eli siis paikallisen virtausnopeuden kiihtyminen itse pinnalla alkuperäistä nopeutta suuremmaksi ei ole välttämätöntä.
Yleisesti ottaen nostovoima edellyttää vain ja ainoastaan ilman liikemäärän muutoksen alaspäin, siis ilman kiihtymistä alaspäin. Newtonin laki on voimassa myös aerodynamiikassa sellaisenaan.
Tosin ilmatyynyaluksissa tämäkin on jossain määrin kyseenalaista, siis kiihtyykö ilma siinä alaspäin, kun ei maan tai meren pinnan läpi kuitenkaan pääse. No kyllä se paikallisesti kiihtyy silti, eri asia sitten voidaanko ko. tapauksessa enää puhua nostovoimasta. pikemminkin kyse on staattisesta paineilmasta aluksen alla, mutta kunn alus liikkuu, niin alla oleva ilma ei kulje kokonaan aluksen mukana, vaan helmojen alta vuotaa, joten kyllä ilma painuu alaspäin siellä, missä alle puhalletaan uutta ilmaa.
"nostovoimaa syntyy, kun virtaus alapinnalla hidastuu enemmän kuin yläpinnalla"
Tuotapa en ole ajatellut, mutta noinhan se tietenkin on. Ilmatyynyaluksesta väittäisin, että sen alla on ylipaine, joka painaa alusta ylös ja veden pintaa alas. Uskon Ilmatyynyaluksenkin syrjäyttävän painonsa verran vettä, eli vesi on kuopalla siellä helman alla.
"Ilmatyynyaluksesta väittäisin, että sen alla on ylipaine, joka painaa alusta ylös ja veden pintaa alas. "
Kyllä näin on.
"Uskon Ilmatyynyaluksenkin syrjäyttävän painonsa verran vettä, eli vesi on kuopalla siellä helman alla. "
Melkein, muttei ihan. Jos tarkastellaan aluksi tilannetta, jossa lus ei liiku :
Jos helmat olisivat täysin tiiviisti pinnassa kiinni ilman vuotoja, olisi väitteesi täysin oikea. Mutta kun vuotoa on, niin puhallin tuottaa myös nostovoimaa, niinkuin helikopterin roottori. Sen osuus kokonaisuudesta vaan on aika mitätön, joten ei sitä yleensä huomioida, mutta tarkkaan ottaen kyse ei ole staattisesta paine-erosta aluksen alla ja ulkopuolella, kun kerran virtausta esiintyy.
Myöskin jotta alus olisi stabiili, täytyy nostovoiman olla painopisteen alapuolella, eikä yhtään sivussa, ja käytännössä se ei sitä täysin tiiviillä helmalla olisi, mutta vuodot reunoilta aikaansaavat kompensoivan vaakasuuntaisen painegradientin aluksen alle.
Kun tarkastellaan liikkuvaa alusta, niin alus ei enää syrjäytä läheskään painonsa verran vettä, veden pinta ei ehdi painua niin paljon alaspäin, että tämä toteutuisi. Veden pinnan painuminen on dynaaminen tapahtuma, jossa veden massa on kiihtyvässä liikkeessä alaspäinkin, joten reaktio periaate aikaansaa nostetta alukselle ilmanpaineen välityksellä. Vrt. tätä lentokoneen siiven nosteeseen, niin ei tässä mitään periaatteellista eroa ole tästä näkökulmasta, molemmat aikaansaavat massan kiihtymistä alaspäin siiven/aluksen alla ihan samoin.
Joo, jos on kohtauskulmaa, mutta venäläisen lentokonesuunnittelun sanonnan mukaisesti ladon ovikin lentää, jos sille antaa tarpeeksi tehoa (pitää muuten paikkansa). Eikö kannattaisi ennemmin pohtia niitä tehokkaimpia ja taloudellisimpia tapoja kehittää nostovoimaa kuin niitä tehottomimpia?
tehoa tehoa...aikoinaan harrastin rc lentokoneita ja hienoin luomukseni lähti nousemaan kohtisuoraan ylöspäin kun kädestä vapautti, oli siinä kyllä siivetkin heh
3 hevosvoimaa per kilo ;)
Tuossa jo muut oikaisikin asian, siiven noste on suuri koska virtaus kiihtyy yläpinnalla. mutta noste tulee siitä että siipi painaa ilmamassaa alaspäin ja noste tuntuu vastavoimana. Jos ilma olisi painotonta, ei syntyisi minkäänlaista nostetta, koska ei olisi vastavoimaakaan.
No mikä voima sitä siipeä sitten painaa alaspäin?
kysymykseesi on painovoima, sekä siipeen, että muuhun osaan lentokonetta kohdistuva painovoima.
"Jos ilma olisi painotonta, ei syntyisi minkäänlaista nostetta, koska ei olisi vastavoimaakaan. "
Jos tässä lukisi: ... ilma olisi massatonta ... pitäisi tämä paikkansa.
Jos viet RC lentokoneen tai RC-helikopterin kansainväliselle avaruusasemalle painottomuuteen, niin kyllä se toimii sielläkin, kun siellä on ilmaa, ja nostetta syntyy liikaankin painottomuus huomioiden.
että hyvistä selitysyrityksistä huolimatta en edelleenkään ymmärrä miten se noste sinne yläpintaan käytännössä kehittyy. Tuon FoilSim ohjelman mukaan näyttäisi kuin yläpinnan kautta virtaava ilma hidastuisi.
Sellaisen selityksen hyväksyisin, että noste johtuu sanotaan nyt vaikka että ilman viskositeetista tai mikä olisi parempi termi... joka tapauksessa jokin maalaisjärjellä ymmärrettävissä oleva ilmiö se on.
ymmärrä sellaista mitä ei edes tapahdu.
YläPINTAAN ei todellakaan kehity nostetta, kuten ei myöskään alaPINTAANkaan !
Molemmilla puolilla vaikuttaa pintaan ilmanpaine, joka on yläpuolella pienempi kuin alapuolella.
Niin käy, koska fysiikan lait sitä edellyttävät, ei siinä mitään selityksiä tarvita, aerodynamiikka noudattaa ihan samoja fysiikan lakeja kuin kaikki muukin.
Esim voit ajatella ilman kaarevaa rataa, mikä edellyttää keskihakuvoiiman olemassa oloa, ja sen voi synnyttää ainoastaan painegradientti, siis paine-ero virtausta vasten kohtisuorassa suunnassa. Mitään muuta sellaista voimaa ei pintaan koskemattomaan ilmaan kohdistu, mikä voisi saada sen liikkeen kaareutumaan. Sitten vain sama paine-ero kohdistuu myöskin väistämättä sen siiven pintoihin, joten nostettahan siellä silloin väistämättä on.
Vaihtoehtoisesti voit tarkastella energian säilymislakia virtauksessa, joka tunnetaan myös Bernoullin lakina.
Ihan samaan tulokseen sekin reitti johtaa.
Jos yläpinnan kautta virtaava ilma hidastuu enemmän kuin alapinnan, suuntautuu nostovoima alaspäin, kuten F-1 autojen siivekkeissä käy.