Was verursacht die Luftgeschwindigkeitsdifferenz über und unter der Tragfläche eines Flugzeugs?

Da der Auftrieb auch dann erzeugt wird, wenn der Flügel ein symmetrisches Profil hat, scheint es mir, dass ein höheres Profil, das stärker gekrümmt ist als das niedrigere Profil, nicht das einzige Merkmal an der Basis des Auftriebs ist, sondern dazu dient, seine Effizienz zu erhöhen.

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Zusammenfassend verstehe ich nicht, worauf der Unterschied in der Luftgeschwindigkeit über und unter dem Flügel zurückzuführen ist. Anstelle der Erklärung durch Formeln interessiert mich eher eine physikalische Erklärung (was praktisch mit der Flüssigkeit passiert).

Siehe: https://aviation.stackexchange.com/questions/39146/how-do-sometric-airfoils-generate-lift und Bernoulli und Newton .

Eine stark vereinfachte und kurze Erklärung ist, dass die obere Oberfläche einen längeren Weg hat, unabhängig davon, ob das Schaufelblatt symmetrisch ist oder nicht, das den Auftrieb liefert. Wenn der Anstellwinkel Null wäre, wie bei symmetrischen Raketenflossen, gäbe es keinen Auftrieb; nur Geradeausfahrt unter Berücksichtigung von Gewicht und Kraft / Vektor.

Lesen Sie dies. Grundsätzlich zieht der Flügel die Luft nach unten in einen Wirbel, der unterhalb des Flügels zentriert ist und sich über die Länge des Flügels erstreckt. Die Luft über dem Flügel muss sich also schneller bewegen. An den Spitzen der Flügel dreht sich der Wirbel so, dass er nach hinten zeigt und den Kielwasser bildet. (Das Heck des Flugzeugs macht übrigens das Gegenteil. Es hebt sich auch, aber nach unten.)

Wenn sich ein Körper durch ein Medium wie Luft bewegt, wird er von der Luft so umströmt, dass das Druckgefälle um ihn herum ausgeglichen ist. Im Fall eines Tragflügels ist der Gradient so ausgelegt, dass er eine Differenz verursacht, da die obere Oberfläche im Verhältnis zum Anstellwinkel größer ist als die untere Oberfläche, daher wird die Geschwindigkeit des Luftstroms über der Oberseite im Vergleich zur unteren Oberfläche erhöht wenn die Luft über die Oberflächen geströmt ist, da sie den gleichen atmosphärischen Druck wie die Umgebungsluft beibehält. Die Gründe dafür sind die relative Kompression der Luft unter dem Flügel und die dynamische Kraftübertragung durch Druck durch den Flügel, der dann dazu führt, dass der Flügel Auftrieb erzeugt, und der drucklose Bereich hinter der parallelen Tangente auf der Oberseite des Flügels bewirkt Turbulenzen und damit Auftrieb und Widerstand. Letzteres ist wichtig zu verstehen, da die von einem Flügel erzeugten Wirbel eine Verzögerung der Rückkehr des atmosphärischen Drucks in die gestörte Luft verursachen und auch die Luftdichte in diesem Bereich verringern. Aus diesem Grund gibt es eine minimale Zeitverzögerung zwischen großen Flugzeugen, die nacheinander in denselben Luftraum starten, und war die Ursache für die Concorde-Katastrophe von Air France Flug 4590 um die Jahrtausendwende.

Die einfachste Erklärung für den Auftrieb ist, dass es sich um die Reaktionskraft auf die nach unten gerichtete Impulsänderung der darüber strömenden Luft handelt.

Seine Größe kann entweder aus den Impulsänderungen in der Strömung oder aus den Druckunterschieden zwischen den festen Oberflächen des Flügels berechnet werden.

Wegen der Ablenkung der Stromlinien nach unten ähnelt die Strömung unter dem Flügel der klassischen Lösung für die Strömung in eine konkave Ecke, die an der Ecke einen Staupunkt (höherer Druck) hat; während die Strömung über dem Flügel der Lösung für die Strömung um eine konvexe Ecke ähnelt, die eine starke Spitze in der Strömungsgeschwindigkeit (niedrigerer Druck) hat.

Angenommen, der Flügel bewegt sich horizontal in der Atmosphäre. An der Spitze des Flügels bewegt die Vorderkante des Flügels die Atmosphäre nach oben, sodass die Atmosphäre nach der Vorderkante dazu neigt, sich in der normalen Richtung vom Flügel wegzubewegen (die Vorderkante des Flügels wirkt wie ein Hochwerfen der Atmosphäre), so dass die Oberseite des Flügels Unterdruck erzeugt. An der Unterseite des Flügels neigt die Atmosphäre dazu, sich dem Flügel in normaler Richtung zu nähern, sodass der Flügel die Atmosphäre dazu zwingt, sich nach unten zu bewegen, sodass am unteren Ende des Flügels ein hoher Druck erzeugt wird. Oben Unterdruck, unten Hochdruck, wodurch der Flügelauftrieb entsteht.