Часть-2. Сказочная Теоретическая аэродинамика

                О "законе" Бернулли.

Для начала озвучу свою точку зрения о том, как летает самолет на самом деле. Это поможет вам понять: как нелепа и глупа теория теоретической аэродинамики об ускорении потока над крылом.

По всем «законам» теоретической аэродинамики угол атаки – это угол между вектором скорости набегающего потока и Хордой крыла, а хорда – это условная линия где-то в середине профиля крыла. Эту линию наносят на профиль крыла, чтобы затем правильно установить крыло (при сборке самолета) на фюзеляж. Но нас интересует не это, а то, что поток с Хордой не контактирует, т.е. он не оказывает давление непосредственно на Хорду. Поэтому данный угол надо относить не к Физике, а к математике, т.е. этот угол лучше всего иметь ввиду как Усредненный «математический угол атаки» для расчета, (для подстановки его значения в формулу при расчете).
А вот с точки зрения Физики, поток контактирует (взаимодействует) и оказывает давление с плоскостями крыла, а основных плоскостей у крыла две: Верхняя и Нижняя.
Так вот! Когда в горизонтальном полете (с тангажом = 0°)  у самолета крыло с «классическим» профилем стоит на угле атаке, к примеру +6° по Хорде, то усредненный «физический угол атаки» нижней плоскости крыла стоит под углом +3° к потоку, а усредненный «физический угол атаки» верхней плоскости крыла стоит под углом -12° к потоку. Таким образом, глупость современной теоретической аэродинамики заключается в том, что ни 150 лет назад, ни сейчас она не понимает, что важна не математика, а важна Физика процесса, а физика процесса заключается не в теоретических словоблудиях, а в непосредственном контакте потока с телом (с плоскостью). Поэтому у крыла ни один «математический»  угол атаки, а ДВА основных «физических» угла атаки.

Теперь что такое аэродинамика на самом деле? На самом деле аэродинамика это не мифические струйки тока переходящие в трубки тока, а это когда на положительных физических углах атаки формируется «подпор» - повышение атмосферного давления на плоскость - это то, что в Физике называется Динамической нагрузкой. И чем больше скорость, тем больше подпор, тем больше давление на плоскость, которая стоит под положительным углом к потоку. И это когда на нулевых и/или отрицательных физических углах атаки формируется «отсос» - понижение атмосферного давления на плоскость – это, то что в Физике называется снижением Статики. И чем больше скорость, тем больше отсос, тем меньше давление на плоскость, которая стоит под нулевым и/или отрицательным углом к потоку. Вот что такое НАСТОЯЩАЯ аэродинамика, а все остальное – это бредни малограмотных и плохо образованных, бредни людей которые не то что не знают Физику, а вообще не знают что такое ФИЗИКА.
Таким образом: крыло локально формирует понижение давления над крылом и повышение давления под крылом - одним и тем же потоком (одной и той же Скоростью потока). Так как эти процессы идут параллельно и независимо друг от друга. Даже если поток сверху будет 40м/сек, а поток снизу будет 50м/сек, то самолет будет прекрасно лететь. Верхний поток создаст свое разряжение, а нижний поток создаст свое повышение давления, и разность этих давление, а точней их сумма в пересчете на площадь крыла и будут Полной Аэродинамической Силой (ПАС), которая даст подъемную силу ДОСТАТОЧНУЮ для горизонтального полета самолета.

Крыло работает двумя плоскостями ОДНОВРЕМЕННО и НЕЗАВИСИМО друг от друга. Именно поэтому крылу, для создание подъемной силы, не требуется разность скоростей потоков. Вот что не могут понять современные аэродинамисты. Поэтому теоретическая подоплека, направленная на сравнение скоростей двух потоков изначально бредовая и ущербная. Основополагающим параметром  по созданию дополнительного давления к атмосферному или снижению этого давления на плоскость, является «Физический угол атаки» - угол между вектором скорости набегающего потока и ПЛОСКОСТЬЮ предмета с которой данный поток взаимодействует на физическом уровни. Именно поэтому летают самолеты с симметричным профилем крыла, и именно поэтому плоская пластина имеет точно такую же подъемную силу, что и крыло.
- - - - - - -
Также хочу обратить Ваше внимание на то, что лично для себя я делю Физику на две совершенно разных Физики, а именно:
 - на фундаментальную Физику – это Физика, которая подтверждается экспериментально опытами.
 - и на популярную (современную) физику – это физика, которая не подтверждается экспериментально опытами, а является заложницей тупых сокращенных математических формул лишенных всякого физического смысла, происходящих физических процессов.

Фундаментальная Физика – это наука, которая в первую очередь отвечает на вопрос: а что и как происходит на планете Земля в условиях планеты Земля.

Популярная (современная) физика – это треп на тему:« а давайте предположим, что … и посчитаем, а сколько будет, если .... ». 

Таким образом лично я являюсь сторонником той точки зрения, что математика, которая должна была обслуживать Физику, на самом деле уничтожила эту самую физику и превратила ее в популярный сказочный треп. Доказательством этого является к примеру тот факт, что сейчас в учебниках физики за 7 класс наших детей учат тому, что Скорость это Расстояние деленное на Время, что с точки зрения фундаментальной Физики является полным бредом, т.к. Скорость с точки зрения ФИЗИКИ – это следствие от приложенной к телу Силы. А чтобы мы этого не понимали, нам «впаривают», что Приложенная к телу Сила будет вызывать Ускорение, и якобы это следует из 2-го закона Ньютона. А на самом деле второй закон Ньютона не об Ускорении, а о изменении «Количества движения». Но это уже другая история ….. (кто в теме тот поймет).
Таким образом, если среди Вас есть люди, которые на полном серьезе верят в то, что Скорость это Расстояние деленное на Время и что приложенная к телу Сила (в условиях планеты Земля) будет вызывать у тела только Ускорение и что вода несжимаема, то Вы стали жертвой популярной сказочной физики от математики.   
- - - - - - -


А вот теперь можно поговорить об уравнении Бернулли для так называемой «идеальной жидкости», которое и фигурирует в теоретической аэродинамике как доказательство снижения давления над крылом за счёт якобы большей скорости потока над этим самым крылом.

Правильный и полный вывод из уравнения Бернулли должен звучать так:

"Полное давление в одной отдельно взятой конкретной точке пространства есть сумма между Статическим и Динамическим давлением в данной точке, и оно не меняется и не зависит от скорости потока, т.к. при увеличении скорости потока и возрастании Динамического давления на эту же самую величину уменьшается Статическое давление и наоборот:
   
                Рcтат.  +  Рдин.  = Рполное  = Constanta"

Если говорить по простому, то вывод звучит так: « с какой бы скоростью мы с вами не гоняли бы воду по трубам – Давление в трубе остается НЕИЗМЕННЫМ ».

Для того чтобы понять для чего «отцы аэродинамики» притащили уравнение Бернулли в теоретическую аэродинамику, надо знать подноготную, а точней: а что искали «аэродинамисты» и почему уравнение Бернулли пришлось как никогда кстати. Для этого надо немного окунуться в историю развития авиации. Я уже писал в своей первой статье (Часть -1. Сказочная теоретическая аэродинамика) о том, что расчет по Ньютоновской формуле Подъемной Силы (ПС) оказался неприемлем для аэродинамики так как по этому расчету ПС получалась в ШЕСТЬ раз меньше чем на самом деле.
 
Формула от Ньютона после корректировки аэродинамической трубой:
                Fу =  1/2 * р * V2 * S * Sin(a) * Cos(b) * 6

Если бы отцы аэродинамики были бы поумней и не бросились бы защищать честь мундира, то они исправили бы формулу Ньютона вот на такой вид :
                Fу =  3 * р * V2 * S * Sin(a) * Cos(b)   
                и при этом не надо было бы из формулы убирать угол атаки Sin(a).

Но они сделали «финт ушами», они объединили три параметра в один, а именно:
                (Sin(a) * Cos(b) * 6),  и дали этому маразму красивое название:

                Cy – Коэффициент подъемной силы
                Cy = Sin(a) * Cos(b) * 6

И современная аэродинамика теперь знает Ньютоновскую формулу вот в таком виде:  Fу =  1/2 * р * V2 * S * Cy

А затем обложили все это красивыми словами: «Мол формула получена экспериментально в аэродинамической трубе и является Эмпирической. Но под ложечкой то сосет, увеличение формулы в шесть раз осталось. Да явно его не видно, т.к. оно спрятано в (Cу). Но вопрос откуда появляется подъемная сила?.... остается. Формула то формулой, а ведь под формулу надо подвести теоретическую подоплеку.

И начались мучительные поиски ответа. Раз формула Ньютона дает только 1/6 часть динамической нагрузки под крылом, то получается, что 5/6 это должно быть разрежение над крылом, т.е. понижение Статики.
Для тех кто не понял о чем речь,  поясню: К примеру Самолет АН-2 имеет полную массу 5500кг, следовательно он должен иметь Подъемную Силу для горизонтального полета 5500кгс.
По расчету по формуле Ньютона Вы получите 920кгс (1/6) под крылом, значит сила разряжения над крылом должна быть 4580кгс (5/6).

 И вот в этот момент вспомнили про уравнение Бернулли, которое в то время никому даром и не нужно было, так как не имело ни какого практического применения, в силу того что оно не имеет практической ценности, т.к. является чисто математической выкладкой. Дело в том, что поток воды проходя по толстой трубе и переходя в тонкую трубу не ускоряется в тонкой трубе на самом деле, а замедляется в толстой, но это знают только избранные.
Дело в том, что по законам фундаментальной Физики - Скорость не зависит от диаметра труб, она зависит от перепада Давлений в трубе перед выходом воды из трубы и снаружи. Искомая Скорость от перепада давлений будет всегда Constanta, и будет формироваться в самом маленьком сечении водопроводной системы, а в больших диаметрах данной системы она будет уменьшаться (подстраиваться) под Искомую Скорость в самом маленьком сечении. Говоря проще вода в трубах у которых диаметр больше минимального просто лишняя.

Итак, что же понравилось «аэродинамистам» в уравнении Бернулли в поисках «огромного» разряжения над крылом. Для этого еще раз прочитаем правильный вывод из этого уравнения:

"Полное давление в одной отдельно взятой конкретной точке пространства есть сумма между Статическим и Динамическим давлением в данной точке, и оно не меняется и не зависит от скорости потока, т.к. при увеличении скорости потока и возрастании Динамического давления на эту же самую величину уменьшается Статическое давление и наоборот.   
                Рcтат.  +  Рдин.  = Рполное  = Constanta "

А понравилась аэродинамистам вот эта фраза:

« при увеличении скорости потока при возрастании Динамического давления на эту же самую величину уменьшается Статическое давление,»

По логике данного предложения получается, что:

«при увеличении скорости потока уменьшается Статическое давление»

Но уравнение Бернулли оперирует тремя давлениями: Статическим, Динамическим и Полным. И когда Вы будите обучать студентов уравнению Бернулли и произнесете Вывод о том, что: «при увеличении скорости потока уменьшается Статическое давление», то умные студенты спросят Вас: Ну позвольте, профессор, а почему вы ничего не говорите про Полное давление, которое неизменно и почему вы ничего не говорите про Динамическое, которое увеличивается от скорости? Почему вы говорите только о Статическом? И Вам как аэродинамисту будет неудобно отвечать на данные вопросы. Поэтому со временем слово «Статическое» было изъято из лекций и на сегодняшний день осталось вот так:  «при увеличении скорости потока Давление уменьшается». А лучше, чтобы «очень умные» не дергались, говорить вот так: «Чем больше скорость, тем меньше давление.»

Вот этот «вывод» типо из Уравнения Бернулли мы и знаем на сегодняшний день «как истину» в первой инстанции!

«Чем больше скорость, тем меньше давление.»… Вуаля! Да здравствует маразм!
Откройте в интернете любую видео-лекцию про уравнение Бернулли. Таких слов как Статическое, Динамическое и Полное давление в них уже нет. Лекторы оперируют только словом «Давление», т.к. обучение уравнению Бернулли сводится не к тому чтобы научить Вас его ПРАВИЛЬНОМУ выводу, а чтобы в угоду аэродинамике прозомбировать Вас на то, что «чем больше скорость тем меньше давление».

Вот аэродинамика и вывела себе смесь Ньютона с Бернулли посмеявшись при этом над Физикой.

от Ньютона Скорость стоит в квадрате в числителе ( 1/2 * р * V2), и получается, что:
                «чем больше Скорость тем больше Давление».
 А типо от Бернулли :
                «Чем больше скорость, тем меньше Давление.»

И вот теперь, Получилась так сказать Эйнштейновская теория ПС. Именно Эйнштейну полюбилась теория о том, что основная ПС возникает не из-за повышения давления под крылом (как у Ньютона), а из-за понижения давления над крылом.

И вот теперь вопрос встал ребром: чтобы такого придумать, чтобы придумать УСКОРЕНИЕ потока, ведь типо по уравнению Бернулли – нужна РАЗНОСТЬ СКОРОСТЕЙ. И над крылом скорость должна быть обязательно БОЛЬШЕ.
 
И тут сошлись две звезды: Авиация развивается, и крылья из тряпично-плоских начинают утолщаться. Самолеты тяжелеют, несущая конструкция крыла требует прочности. У крыла появляется лонжерон (несущая продольная балка), то бишь толщина. Спереди ставят обтекатель, а верхнюю плоскость от лонжерона сводят на нет к задней кромки. И волей неволей как не крути, верхняя плоскость получается «выпуклой».
«Эврика» воскликнули аэродинамисты: - Ведь она длинней нижней плоскости!
Длинней она была правда всего на несколько миллиметров, (на 40 - 65мм) но для красного словца ввели термин «гораздо длинней».
Потом придумали,  что верхний поток повторяет верхнюю плоскость крыла (а он не повторяет).
Потом придумали,  что потоки сходятся на задней кромки крыла (а они не сходятся).
Потом придумали,  что они сходятся в одно и тоже время.
А затем применили математику 3-го класса: Скорость – это Расстояние деленное на Время.
И получилось так: «Так как поток по верхней плоскости крыла проходит более длинный путь, то и скорость верхнего потока ГОРАЗДО больше  чем у нижнего, а из уравнения Бернулли мы знаем, что  «Чем больше скорость, тем меньше давление.» Теперь, дорогие ребята, мы знаем как летают многотонные машины (самолеты).

Забыли только всю эту пургу выдвинуть на Оскар под названием: А давайте всю эту пургу будем называть ОСНОВНОЙ ЗАКОН АЭРОДИНАМИКИ !!!

Но была одна неувязочка: Дело в том, что уравнение Бернулли выполняется только для сказочной идеальной жидкости, которая не сжимается и без Вязкости, а воздух и сжимается и имеет вязкость, как быть?. Но отцы аэродинамики не дрогнули: гнать пургу, так гнать до конца («чем страшнее и нелепее ложь, тем легче в нее поверят идиоты» - первый настоящий закон аэродинамики).
И аэродинамика делает второй финт ушами, объявляет: «Что аэродинамика малых скоростей (до 800км/час) рассматривает воздух, как несжимаемую жидкость!!!» Теория была создана, все ликуют, спасена честь мундира, уравнение Бернулли затащили за уши на службу к аэродинамистам.

Затем начались украшательства: «Человек подсмотрел профиль крыла у птиц».
Хотя первые опыты по поиску профиля крыла были направлены не на создание лучшей ПС, а на уменьшение (снижение) лобового сопротивления и поиски наилучшего обтекания. Поэтому проводились опыты не с крыльями птиц, а с профилями рыб. В конечном итоге профиль крыла – это не профиль крыла птицы, а профиль тушки рыбы.

Но возник один вопрос. Если безграмотную толпу на заре авиации и толпу современного мира еще можно обмануть, что  Скорость – это Расстояние деленное на Время, то настоящих Физиков на заре авиации этим бредом обмануть было сложно. Физики в начале 1900-х годов в отличии от современных «горе-физиков» знали что Скорость это следствие от Силы, и что для разгона молекул нужна дополнительная энергия (дополнительная Сила).

По этой причине аэродинамисты придумали струйки тока, которые затем переходят в трубки тока.
А потом придумали хрень о том, что трубки тока над крылом почему-то сужаются, но почему - не объяснили. И это при всем при том, что при реальном полете самолета воздух стоит на месте и нет ни каких трубок и струек тока. А Физики эту наживку заглотнули. Началась эра, когда аэродинамика, как вшивенький подраздельчик Физики стала потихонечку издеваться над фундаментальной Физикой.

Затем придумали, что в сузившихся трубках тока поток ускоряется (как у Бернулли). И опять Физики проглотили плевок от аэродинамистов, т.к. на самом деле при сужении потока поток не ускоряется.
Потом начались сказки про число маха, про число Рейнольдса, про то, что поток может быть турбулентным или ламинарным. А затем родился шедевр: Оказывается аэродинамисты создали ламинарные и турбулентные профили крыльев, при всем при том, что никто не знает что это за зверь такой и чем ламинарный профиль отличается от турбулентного. Дальше чтобы нас с вами увести в сторону от неудобных вопросов, аэродинамика закатила истерику о подъемной силе крыла на нулевых углах атаки, которая сопоставима только с истерикой  о нахождении живого инопланетянина на планете Земля. Если бы Вы только видели, как загораются глаза у аэродинамиста, когда он начинает свой восхищенный рассказ о «нулевом угле атаки». Лучшие сцены мира отдыхают. Только этим бездарям от аэродинамики забыли сказать, что самолет на нулевом угле атаки летать на может, т.к. подъемная сила на нулевом угле атаки в 10 раз меньше от потребной для горизонтального полета, а у крыльев с симметричным профилем подъемную силу на нулевом угле атаки лучше искать с микроскопом….
В общем все закончилось тем, что фундаментальная физика полностью легла под аэродинамику и умерла под ее бредовыми постулатами и идеями. Аминь! А сверху ее накрыли Математикой, как крышкой гроба, и что самое страшное крышка оказалась просто железобетонная. Теперь только ленивый не знает про уравнение «неразрывности струи». По которому поток переходя из толстой трубы в тонкую якобы ускоряется, но только истинные любители фундаментальной Физики знают, что не какого ускорения потока на самом деле нет, а уравнение «неразрывности струи» просто математическая выкладка и к Физике не имеет никакого отношения , т.е. в реальных условиях на планете Земля  уравнение «неразрывности струи»  НЕ ВЫПОЛНЯЕТСЯ!!!
По оценкам некоторых специалистов по данному вопросу, Физика полностью умерла под математикой где-то в 50-х, 60-х годах прошлого века.

При всей якобы законченности новоиспеченной теории, вопросов у умных людей появляется еще больше:
1. Если в разнице давлений участвует разница скоростей, то почему  этой самой разницы в скоростях нет в формуле?
2. При теоретическом расчете скорости над крылом разница в скоростях потоков получается всего в 2м/сек, как такая разница создает подъемную силу в несколько тонн.
3. Над крылом и под крылом в действительности создается только Полное Давления, так как нет в природе никакого Статического давления отдельно и Динамического отдельно, а по Бернулли Полное давление неизменно, то как вообще самолет может летать по Бернулли.
4. Скорость не есть Расстояние деленное на Время. Заставлять делить Расстояние на Время и получать Скорость можно только особо глупых физиков, а людей знающих Физику на этой пурге не проведешь, т.к. Скорость есть следствие от приложенной к телу Силы, читайте сэра Ньютона товарищи аэродинамисты, не забывайте про классику жанра.
5. А как же первый закон Ньютона о движении по инерции, ведь из него вытекает негласное правило: Материальная Точка (МТ) имеющая Массу не может мгновенно ускорится или мгновенно остановится, то есть МТ при ускорении должна потратить некоторый путь и некоторое время на это самое ускорение (на разгон). А где начинается ускорение потока над крылом, и где оно заканчивается – на этот вопрос вообще ответа нет. А разогнавшийся поток потом оттормаживается или нет? А где происходит начало торможения, где оно начинается  и  где оно заканчивается. А где берется энергия на торможение ….. и этого «А где?» можно писать до бесконечности, если Вы хоть немножко знаете Ньютоновскую механику и его три закона.

Так что подытожим:

Ускорение потока над крылом – это глупость от теоретической аэродинамики, не имеющая никакого отношения к ФУНДАМЕНТАЛЬНОЙ физики, т.к. для ускорения потока, по всем законам фундаментальной Физики, к потоку необходимо приложить дополнительную Силу, тобишь создать в точке начала разгона повышенное Давление. Ньютоном и Бернулли просто попользовались аэродинамисты в своих корыстных интересах. А интерес очень простой: скрыть от нас свое полное непонимание о том: а откуда на самом деле и как, на крыле появляется ПОТРЕБНАЯ для полета самолета Подъемная Сила.?

Но аэродинамисты не сдались, и с попыткой ответа на данный вопрос на горизонте появился будущий протеже В.И.Ленина, математик по образованию тов. Жуковский Н.Е. собственной персоной (продолжение в Части-3).