Подъемная сила

Подъемная сила возникает при обтекании несимметричного тела потоками газа или жидкости. На рисунке 9.7 показаны линии тока жидкости на полуцилиндре, ось которого перпендикулярна плоскости чертежа. Очевидно, скорость течения над полуцилиндром выше, чем под ним. Уравнение Бернулли позволяет заключить, что давление на нижнюю поверхность полуцилиндра больше, чем на верхнюю. Разность давлений обуславливает разность сил давления и, в конечном счете, вызывает подъемную силу F_п.

Рис. 9.7. К возникновению подъемной силы

Аналогичную картину образуют линии тока около крыла самолета, схематически изображенного на рисунке 9.8. Не входя в детали обтекания тел реальными жидкостями и газами, отметим, что теоретические исследования Н. Жуковского и др. показали важную роль образующихся при этом вихрей. Направление движения вихря показано штриховой линией.

Рис. 9.8. Крыло самолета испытывает подъемную силу, благодаря потому, что Vв>Vн и Pн>Pв

Сложение скорости потока и вихря приводит к тому, что над крылом (верх) скорость потока увеличивается, а под крылом (низ) – уменьшается, при этом V_B>V_H. Формула ( 9.8 ) показывает, что P_H>P_B, т. е. воздух под крылом имеет давление выше, чем воздух над крылом. В результате образуется результирующая сила, направленная вверх, эту силу и называют подъемной силой.