Критика «толкательной» теории создания подъемной силы
Попробуем оценить объем воздуха, которое отталкивает крыло и необходимые для этого энергетические затраты.
Объем отталкиваемого воздуха не может быть бесконечто большим, т.к. отталкивание происходит за счет разности давлений, а разность давлений в воздухе передается со скоростью звука. Поэтому положим, что крыло взаимодействует с воздухом внутри сферы, радиус которой равен времени взаимодействия, умноженному на скорость звука.
Для начала попробуем оценить время, за которое воздух, взаимодействуя с крылом, получает импульс вниз. Энергетические затраты обратно пропорциональны времени взаимодействия крыла с воздухом, поэтому надо взять максимально возможное время воздействия крыла на воздух. (Энергетические затраты прямо пропорциональны квадрату импульса, сообщаемого воздуху, и обратно пропорциональны массе этого воздуха, которая в свою очередь прямо пропорциональна кубу времени)
Предположим, что воздух получает импульс вниз, пробегая от носка до кромки крыла. В этом случае время будет равно ширине крыла, деленной на его скорость относительно воздуха.
Допустим, что мы имеем самолет полетной массой 1315 кг, ширина крыла которого (средняя аэродинамическая хорда) 1,64 м и скорость сваливания в прямом полете 120 км/ч (33,3 м/с) (данные Як-52).
При этих условиях время взаимодействия набегающего воздуха с крылом будет 0,0492 с. Скорость звука 330 м/с. Следовательно, за это время изменение давления может передаться в пределах сферы с радиусом 16,2 м, объем которой будет 17799,73 м3. Плотность воздуха на уровне моря можно полагать равной 1,22 кг/м3. Масса воздуха внутри сферы будет 21716 кг.
Сделаем следующее допущение: весь воздух внутри указанного объема в начале взаимодействия с крылом покоится и весь воздух в результате взаимодействия получает одинаковый импульс вниз. (Легко видеть, что любые другие предположения о распределении по объему начальной скорости и получаемого импульса только увеличивают энергетические затраты на ускорение воздуха.)
Вес самолета будет равен 12887 Н (Ньютонов). Воздуху необходимо сообшить импульс, равный весу самолета, деленному на время взаимодействия воздуха с крылом. Импульс будет равен 261931 Н/с. Воздуху будет сообщена кинетическая энергия, равная квадрату импульса, деленному на удвоенную массу воздуха, т.е. 1579661 Дж. Разделив полученную энергию на время взаимодействия, получим потребную мощность 32106937 Вт или 32107 кВт.
Вопрос: надо ли здесь приводить данные о мощности мотора Як-52?
[ 29-11-2002: Message edited by: Дилетант ]