Lentokoneen siipi

Seuraa 
Viestejä12
Liittynyt18.5.2005

Hei!

Olen ilmeisesti aika tyhmä, joten voitteko valaista minulle seuraavaa asiaa:

Lentokoneen siipi on yläpuolelta kupera ja alapuolelta tasainen. Oppikirjat sanovat että ilman paine on siiven yläpuolella pienempi kuin alapuolella, ja siitä johtuu noste, joka pitää lentokoneen ilmassa.

Kaupunkilaisjärjen mukaan kupera siiven puoli runttaa ilmaa kasaan ja ilmanpaine onkin siellä suurempi, kun taas tasainen siiven puoli ei tee ilmalle sanottavasti mitään, ja ilmanpaine pysyy samana.

Eli mistä johtuu se että lentokone pysyy ilmassa?

Sivut

Kommentit (27)

Volitans
Seuraa 
Viestejä10670
Liittynyt16.3.2005

Paine-ero syntyy siiven kohtauskulmasta. Lentäähän paperilennokkikin, vaikka sen siivet ovat aivat suorat. Monissa lentokoneissakin käytetään symmetristä siipiprofiilia - eli ylä ja alapuoli ovat kaarevuudeltaan samanlaiset.

Kokeile vaikka pahvinpalalla. Kun pahvi liikkuu ilmassa vaakasuunnassa ilmaa kohden ei nostetta synny. Kun pahvin etupää on hieman korkeammalla pyrkii pahvinpala nousemaan. Nosteen suuruus riippuu pääasiassa kohtauskulmasta ja nopeudesta.

Kosh
Seuraa 
Viestejä21228
Liittynyt16.3.2005

Siipi aiheuttaa nosteen ensisijaisesti siksi, että sen etureuna on ylempänä kuin takareuna ja yhdessä tämän asennon kanssa mahdollisetsi myös sen muotoilu kääntää jättövirtauksen alaspäin.

Paine tosiaankin on siiven alla suurempi kuin yllä. Pääasiassa tämä johtuu siitä että ilma pakkautuu siiven alle (ja harvenee sen päällä), kun siipi kohtaa ilmamassan etureuna takareunaa ylempänä. Toissijaisetsi myös muotoilu kääntää ilmavirtaa alaspäin siiven takareunassa. Täysin litteä tai symmetrisesti kaarevakin siipi lentää, kunhan se kohtaa ilman tällaisessa takanojaisessa kumassa. Usein nähty muotolu kaarevaksi onkin sitten aerodynaamisen optimoinnin takia; vastusten pienentämiseksi ja nostavan voiman maksimoimiseksi.

Paperiliidokkikin lentää hyvin litteillä siivillä, kuten kaikki tietävät.

Se oli kivaa niin kauan kuin sitä kesti.

Vierailija

Joskus muinaisuudessa, vuosi taisi olla 1974 , itsekin
hieman pienkonetta sompailleena tuo kysymys kiinnosti ...

Miltä kuulostaisi seuraava teoria ( viisammat oikokoon ):

Kuperaa yläpintaa pitkin ilmamolekyylit joutuvat kulkemaan
pidemmän matkan kuin suoraa alapintaa. Niinpä niiden on
kuljettava nopeammin tavoittaakseen alapuolta suhistavat
kumppaninsa. Nyt nk. Bernoullin laki sanoo, että kun
kaasun virtausnopeus suurenee, sen paine pienenee, eli
kuperalle yläpinnalle todella syntyy pienempi paine , joka
sitten aiheuttaa siivelle nosteen.

Voinpa puhua pötyäkin, älä ilman muuta usko

Vierailija

Nopeampi ilmavirta siiven yläpinnassa kuulostaa hyvältä mutta eikö sekin ole jotenkin luonnollista että siiven yläpuolella on matalampi paine, kuin alapuolella, siksi kun koneen paino lepää ilmamassassa siipien varassa.

Herra Tohtori
Seuraa 
Viestejä2613
Liittynyt18.3.2005

Kaikkein helpointa on käsittää nostovoima liikemäärän säilymislain avulla, ei siihen mitään Bernoullin lakeja tarvita - Bernoullin lailla tosin saadaan laskettua helpommin tarkkoja arvoja paine-eroille.

Eli, kun siipi liikkuu ilmamassassa, se siirtää ohitse kulkevalle ilmamassalle tietyn suuruisen liikemäärän (jonka suunta on alas ja hieman eteen lentokoneen liikesuuntaan nähden). Vastaavasti taas siipi itse saa luonnollisesti vastakkaisen, saman suuruisen liikemäärän joka osoittaa ylöspäin ja hieman taakse lentokoneen liikesuuntaan nähden.

Jos siiven saama liikemäärämuutos aikayksikköä kohden on yhtä suuri kuin painovoiman aikaansaama liikemäärämuutos aikayksikköä kohti, lentokone pysyy vakiokorkeudella, koska noste ja paino ovat tasapainossa.

Paine-eron puolestaan vaoi ajatella jopa johtuvankin siitä, että siipi poikkeuttaa ohitseen kulkevaa ilmamassaa. Tällöinhän on tietenkin luonnollisesti niin, että ulkokaarteessa (yläpuolella) kulkeva ilma kulkee pidemmän matkan samassa ajassa kuin sisäkaarteessa (siiven alapuolella) kulkeva ilma, jolloin tietenkin ilman painekin pienenee siiven yläpuolella ja suhteellisesti kasvaa siiven alapuolella.

Asian voi ymmärtää kahdella tapaa - mutta liikemäärän säilyminen lienee se luonnon ominaisuus jonka vuoksi siipi nostetta aiheuttaa. Paine-ero on välillinen selitys, joka on joissakin tilanteissa kovinkin hyödykäs käytettävä.

Capito tutto, perchè sono uno
Persona molto, molto intelligente...

-Quidquid latine dictum sit, altum viditur.

If you stare too long into the Screen, the Screen looks back at you.

Volitans
Seuraa 
Viestejä10670
Liittynyt16.3.2005
Dr_Strangelove
Joskus muinaisuudessa, vuosi taisi olla 1974 , itsekin
hieman pienkonetta sompailleena tuo kysymys kiinnosti ...

Miltä kuulostaisi seuraava teoria ( viisammat oikokoon ):

Kuperaa yläpintaa pitkin ilmamolekyylit joutuvat kulkemaan
pidemmän matkan kuin suoraa alapintaa. Niinpä niiden on
kuljettava nopeammin tavoittaakseen alapuolta suhistavat
kumppaninsa. Nyt nk. Bernoullin laki sanoo, että kun
kaasun virtausnopeus suurenee, sen paine pienenee, eli
kuperalle yläpinnalle todella syntyy pienempi paine , joka
sitten aiheuttaa siivelle nosteen.

Voinpa puhua pötyäkin, älä ilman muuta usko

Tätä skeidaa itsellekin peruskoulussa opetettiin. Tuo teoria kuulostaa fiksulta, mutta teoria romuttuu jo pelkästään sillä, että symmetrinenkin siipiprofiili toimii. Sitäpaitsi, mistä ne ilmamolekyylit ymmärtäisivät keskustella keskenään, jotta osaisivat kulkea siiven eri puolilla synkronissa...

Neutroni
Seuraa 
Viestejä23122
Liittynyt16.3.2005
tapio.ofverberg
Nopeampi ilmavirta siiven yläpinnassa kuulostaa hyvältä mutta eikö sekin ole jotenkin luonnollista että siiven yläpuolella on matalampi paine, kuin alapuolella, siksi kun koneen paino lepää ilmamassassa siipien varassa.

Ei se mitenkään erityisen luonnollista ole. Asia on niin nimenomaan siksi, kun siivet on tehty mahdollistamaan se noste. Jos laitat siiven etureunan alemmas kuin yläreunan, kone tulee tonttiin niin että paukkuu. Negatiivisen kohtauskulman siipiä käytetään kilpa-autoissa painamaan autoa maahan päin, jolloin renkaiden pito paranee. Väittävät, että katuradalle säädetty F1-auto pysyisi aerodynaamisen voiman ansiosta tunnelin katossa, jos se liikkuisi vähintään 200 km/h nopeudella.

Vierailija

Neutroni:

[/quote]Ei se mitenkään erityisen luonnollista ole. Asia on niin nimenomaan siksi, kun siivet on tehty mahdollistamaan se noste. Jos laitat siiven etureunan alemmas kuin yläreunan, kone tulee tonttiin niin että paukkuu. Negatiivisen kohtauskulman siipiä käytetään kilpa-autoissa painamaan autoa maahan päin, jolloin renkaiden pito paranee. Väittävät, että katuradalle säädetty F1-auto pysyisi aerodynaamisen voiman ansiosta tunnelin katossa, jos se liikkuisi vähintään 200 km/h nopeudella.

Tosta siiven asetuskulmasta, niin se on korkeus peräsimen ja siiven välinen kulma. Toki lentokone kyllä lentää nolla kulmilla, eli moottorin, siiven ja korkkarin kulmat ovat samat. Muistaakseni taito lentokoneilla on näin. mahdollistaa selkä lennon.

Olisi mielenkiintoista kuulla mistä sakkaus johtuu em. pohjalta?[quote]

Sakkaus johtuu siitä kun ilma virtaus irtoaa siiven yläpinnalta. On muuten ihan kiva manoveri, ainakin purkkarilla tehtynä.

Lueppa tuolta: http://fi.wikipedia.org/wiki/Sakkaus

Vierailija
Kosh

Paperiliidokkikin lentää hyvin litteillä siivillä, kuten kaikki tietävät.

-asian empiirisesti tarkastaeksani tein juuri paperiliidokin, ja itseasiassa siiven profiilileikkaus ei ole aivan litteä vaan yläpuolelta hieman kupera oikean siipiprofiilin tavoin; heitto-otteen hellittäessä koneen muoto myös muuttuu T-leikkauksesa M-leikkaukseksi. Kuitenkin siipien nurkkien ns. jarrutaitoksella on suuri vaikutus koneen liito-ominaisuuksiin.

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat