Können wir den Bodeneffekt der Formel 1 für Flugzeuge ausleihen?

Der reduzierte Druck auf das Auto übt nicht nur eine nach unten gerichtete Kraft auf das Auto aus, sondern eine gleiche nach oben gerichtete Kraft auf den Boden. Mythbusters hat eine Episode gemacht, in der sie ein Indy-Auto über ein Schachtloch gefahren sind, um zu zeigen, dass es den Schachtdeckel leicht anhebt.

Die Kraft auf den Boden ist irrelevant, da sie sich nicht bewegt und nicht mit dem Auto verbunden ist. Aber in Ihrer Zeichnung passiert das Gleiche. Der reduzierte Druck übt eine nach oben gerichtete Kraft auf den Boden des Kanals und eine gleiche nach unten gerichtete Kraft auf das Ding darüber aus. Sie heben sich gegenseitig auf.

Das Problem hier ist, dass der Bodeneffekt erfordert, dass es einen anderen Körper gibt, in dem sich das Schaufelblatt in enger Beziehung befindet (dh der Boden).

Der Wiki-Artikel fasst es gut zusammen

Eine beträchtliche Menge an Abtrieb ist verfügbar, wenn man versteht, dass der Boden Teil des betreffenden aerodynamischen Systems ist

Sie können keinen Bodeneffekt innerhalb eines Tragflügels haben und in Bezug auf diesen Tragflügel Auftrieb erzeugen.

In einer allgemeineren Antwort gab es eine Art "Flugzeug" (allgemein als Bodeneffektfahrzeuge bekannt) , die den Bodeneffekt und die Vorteile des verringerten Luftwiderstands ausgenutzt haben. Im Allgemeinen waren sie nie besonders erfolgreich, da sie aufgrund ihrer operativen Anforderungen ein begrenztes Missionsprofil haben.

( Quelle )

Nein, das funktioniert nicht: Es ist direkt analog zu dem Versuch zu fliegen, indem Sie Ihre Schnürsenkel greifen und nach oben ziehen.

Der Bodeneffekt funktioniert für das Auto, weil er die Kraft zwischen dem Auto und dem Boden über das Gewicht des Autos hinaus erhöht. Ihr Gerät würde die Kraft zwischen dem oberen Teil des Kanals und dem unteren Teil des Kanals erhöhen, aber das sind beide Teile des Flugzeugs, so dass es keinen Nettoeffekt auf das Flugzeug als Ganzes gibt.

Einer der Gründe, warum der Auftrieb im Bodeneffekt erhöht wird, ist der Staudruck, der eine Aufwärtskraft auf den Flügel / das Flugzeug erzeugt, wenn es sich in Bodennähe befindet - dies funktioniert nur, wenn sich das Flugzeug relativ zum Boden bewegt. Das Flugzeug übt eine gleiche und entgegengesetzte Kraft auf den Boden aus.

Jetzt wird die gleiche Kraft auf den unteren Teil des Flugzeugs ausgeübt – der erzeugte Nettoauftrieb ist also praktisch Null.

Kurz gesagt : Der Mechanismus auf F1 ist ein Venturi-Rohr. Dieses Rohr und das Prinzip eines Flügels haben Ähnlichkeiten untereinander, aber der wesentliche Unterschied ist das Fehlen von Downwash im Venturi-Rohr. Aufgrund dieser Abwesenheit wird kein Auftrieb erzeugt.

Einzelheiten

Die Kabinenwand und der Boden bilden ein Venturirohr . In einem Venturirohr wird der Luftdruck an der Querschnittsverengung reduziert (nach dem Bernoulli-Prinzip ):

^{Quelle: Wikipedia}

Dieser Sogeffekt wirkt auch an einem Vergaser (wo es durch Temperaturabsenkung im Niederdruckteil zu Vereisungen kommen kann) oder einer Airbrush:

^Quelle

Es funktioniert in F1, weil es eine Röhre gibt, die mit dem Boden erstellt wird, die Wände der Röhre haben die Tendenz, sich näher zu bewegen, sodass das Auto nahe am Boden gehalten wird. Es gibt keinen Auftrieb an sich, die zur Erzeugung des Auftriebs erforderliche vertikale Luftbewegung (Downwash) wird nicht erzeugt. Also dein Konstruktionsprinzip...

Eine Bauchtür, die sich langsam öffnet und zu einem sich verengenden Hohlraum führt – umgekehrter Diffusor. Im Wesentlichen das gleiche wie die F1 ...

... erzeugt keinen Auftrieb, da Luftmasse, Geschwindigkeit und Druck am Ein- und Auslass gleich sind.

Und sobald Sie die Bernoulli/Newton-Effekte so anpassen, dass es eine Beschleunigung und einen Abwind gibt, haben Sie einen Flügel erstellt:

^Quelle

In einem Flügel gibt es irgendwie auch ein Venturi-Rohr: Die obere Wand wird tatsächlich durch die Viskosität und Masse der Atmosphäre über dem Flügel außerhalb der Grenzschicht erzeugt, und die untere Wand ist die obere Oberfläche des Flügels:

^Quelle