Как летают вертолеты?

Если вы когда-либо стояли возле вертолета, вы точно знаете, как он стоит в небе: он создает огромный «поток вниз» (нисходящий поток) воздуха, который уравновешивает его вес. Роторы вертолетов очень похожи на аэродинамические поверхности самолетов, но вращаются по кругу, а не движутся вперед по прямой линии, как те, что на самолете.

Несмотря на это, самолеты создают поток воды точно так же, как вертолеты — просто мы этого не замечаем. Промывка не так очевидна, но она так же важна, как и с вертолетом.

Этот второй аспект подъема гораздо легче понять, чем перепады давления, по крайней мере для физика: согласно третьему закону движения Исаака Ньютона, если воздух придает плоскости силу вверх, самолет должен давать (равный и противоположный ) нисходящая сила в воздухе. Таким образом, самолет также создает подъемную силу, используя свои крылья для выталкивания воздуха вниз за собой.

Это происходит из-за того, что крылья не совсем горизонтальны, как вы могли бы предположить, но слегка отклонены назад, чтобы они ударялись о воздух под углом атаки. Угловые крылья толкают вниз как ускоренный воздушный поток (сверху над ними), так и более медленно движущийся воздушный поток (снизу над ними), и это вызывает подъем. Поскольку изогнутая верхняя часть аэродинамического профиля отклоняет (отталкивает) больше воздуха, чем более прямая нижняя часть (другими словами, гораздо более резко изменяет траекторию поступающего воздуха), она производит значительно большую подъемную силу.

Вы можете быть удивлены, почему воздух стекает за крыло вообще. Почему, например, он не попадает в переднюю часть крыла, не изгибается сверху, а затем продолжается горизонтально? Почему есть обратная промывка, а не просто горизонтальная «обратная промывка»? Вспомните наше предыдущее обсуждение давления: крыло понижает давление воздуха непосредственно над ним. Выше, намного выше плоскости, воздух все еще находится под нормальным давлением, которое выше, чем воздух непосредственно над крылом.

Таким образом, воздух нормального давления значительно выше крыла выталкивает воздух более низкого давления непосредственно над ним, эффективно «впрыскивая» воздух вниз и позади крыла при обратной промывке. Другими словами, разность давлений, создаваемая крылом, и поток воздуха за ним — это не две отдельные вещи, а все неотъемлемая часть одного и того же эффекта: наклонное крыло аэродинамической поверхности создает разницу давлений, которая создает поток вниз, и это приводит к лифт.

Теперь мы видим, что крылья — это устройства, предназначенные для выталкивания воздуха вниз, легко понять, почему самолеты с плоскими или симметричными крыльями (или перевернутые каскадеры) все еще могут безопасно летать. Пока крылья создают нисходящий поток воздуха, самолет будет испытывать равную и противоположную силу — подъемную силу — которая будет удерживать его в воздухе. Другими словами, перевернутый пилот создает определенный угол атаки, который создает достаточно низкое давление над крылом, чтобы держать самолет в воздухе.