Lentokoneita ja niiden tekniikkaa ja ominaisuuksia

[Kontra]

Minähän nimenomaan kirjoitin, että ilmavirtaus pitää saada mahdollisimman pyörteettömästi ja häviöttömästi tuottamaan mahdollisimman suuri reaktiovoima.
Kun polttoainetta pitää säästää, niin mahdollisimman suuri reaktiovoima sitä säästää, ja mahdolliimman jyrkkä kulma sen tuottaa.

Mitä jyrkempään kulmaan virtaus käännetään, sitä suurempi vastus, aina. Aerodynaaminen voimavektori kallistuu taakse, ja taakse suuntautuva komponentti on vastus. Jättöreunalaippa tuottaa tolkuttoman vastuksen, mutta sillä saadaan suurempi nostovoima, jota tarvitaan pienellä nopeudella, kun ylä- ja alapinnan paine-ero ei riitä. Laippa suurentaa myös kaarevuutta, joka osaltaan lisää nostovoimaa yläpinnan alipaineen kautta.

Laipan vastakohta yläpinnalla on spoileri, joka tappaa nostovoimaa irrottamalla yläpinnan virtauksen. Ja spoileri ei vaikuta lainkaan alapinnan virtaukseen.

Sanot: Mitä jyrkempään kulmaan virtaus käännetään, sitä suurempi vastus, aina-
Olenko minä muuta väittänyt? Kyllä sulla nyt kulkee hitaasti. Olen useaan kertaa painottanut, että häviöiden välttäminen on A ja O siiven suunnittelussa. Mutta kun halutaan nostovoima mahdollisimman pienellä polttoaineen kulutuksella, silloin pitää häviöiden kanssa olla sinut.

Kontra: "siipi kääntää ilmavirtauksen mahdollisimman häviöttömästi alaspäin. Ja sen reaktiovoima pitää lentokoneen ilmassa - se voima joka kumoaa gravitaation. Ja sitä ei synny, ellei siipi työnnä ilmaa alaspäin. Ei se reaktiovoima ole mikään mielikuvavoima, vaan ainoa selitys nostovoimalle."

Minä: ei ole. Alaskäännetty virtaus ei ole selitys nostvoimalle, vaan pakollinen osa, jota tarvitaan hallitsemaan erityisesti yläpinnan virtauksen käyttäytyminen jättöreunalla. Yläpuolen paine-ominaisuuksien kautta nostovoima muodostetaan. Suoran lankun nostovoima selittyy kyllä lähes täysin alaskäännetyllä virtauksella, mutta niitä ei tunnetuista syistä käytetä.

Jatkokysymys: Jos oletat, että nostovoima selittyy alaskäännetyn virtauksen "reaktiovoimalla", niin mitä siivelle tapahtuu, kun se sakkkaa? Reaktiovoima on suuri, kun kohtauskulma on suuri, mutta nostovoima katoaa. Miksi?

Ei ole reaktiovoima suuri, kun siipi sakkaa. Kun virtaus irtoaa siiven pinnasta, ilmavirtauksen suunta alaspäin heikkenee, ja reaktovoima heikkenee. Jos reaktiovoima katoaa, nostovoimakin katoaa.

[QS]

Ei ole reaktiovoima suuri, kun siipi sakkaa. Kun virtaus irtoaa siiven pinnasta, ilmavirtauksen suunta alaspäin heikkenee
...

Kummalta pinnalta irtoaa, vai molemmilta? Missä kohti siipeä virtauksen suunta alaspäin heikkenee?

[Kontra]

Ei ole reaktiovoima suuri, kun siipi sakkaa. Kun virtaus irtoaa siiven pinnasta, ilmavirtauksen suunta alaspäin heikkenee
...

Kummalta pinnalta irtoaa, vai molemmilta? Missä kohti siipeä virtauksen suunta alaspäin heikkenee?

Yön aikana lienet vastauksen kysymykseesi jo oivaltanutkin?
Yläpinnallahan se virtauksen irtoaminen tapahtuu – jättöreunasta alkaen käsittääkseni.
Alapinnalla virtaus kun irtoaa, eiköhän kyytiläinen sen kyllä huomaa - jos ehtii huomata nurmelle mätkähdettäessä.

Kysyt: Missä kohti siipeä virtauksen suunta alaspäin heikkenee?

Kirjan Lentotekniikan perusteet kuvan 2.2 mukaan tasaisessa normaalissa lentotilassa virtaus alkaa jo ennen siipeä kääntyä ylöspäin ja heti siiven etureunasta alkaen alkaa alapinnalla kääntyä alaspäin ja myös yläpinnalla alkaa kääntyä alaspäin vielä huomattavasti voimakkaampana.

Miten virtaukselle sakkauksessa tapahtuu? Kun yläpinnan virtaus irtoaa, virtaus siltä osin alaspäin lakkaa. Se heikentää radikaalisti alaspäin virtausta. Alapinnalla ei varmaankaan tapahdu mitään vastaavaa. Jos sanotaan, että yläpinnan vaikutus nostovoimaan on 2/3, sakkauksessa virtauksen alaspäin heikentyminen 1/3:aan, tietää reaktiovoiman putoamista 1/3:aan - se tietää koneelle kyytiä kohti maata.
......
......
Asetelma on muuten aika hassu. Sinä kyselet minulta asioita, joista minulla ei ole yhtään enempää tietoa käytettävissä kuin sinullakaan - eikä niinkään paljon? Minä olen aikaisemmin ollut lähes aina jälkijunassa sinun tietämyksistäsi mm suhteellisuusteorian suhteen.

[QS]

Kysymysten tavoite on haastaa sinut pois "reaktiovoima"-ajattelusta, koska se ei ole riittävä selitys siiven dynamiikassa. Eikä laajemmin virtausmekaniikassa muutoinkaan.

Kun yläpinnan virtaus irtoaa, virtaus siltä osin alaspäin lakkaa. Se heikentää radikaalisti alaspäin virtausta. Alapinnalla ei varmaankaan tapahdu mitään vastaavaa. Jos sanotaan, että yläpinnan vaikutus nostovoimaan on 2/3, sakkauksessa virtauksen alaspäin heikentyminen 1/3:aan, tietää reaktiovoiman putoamista 1/3:aan

Tässä ongelma on tuo "reaktiovoima", jolle ei anneta määrittelyä. Mihin reaktiovoima kohdistuu, missä kohti siipeä, mihin suuntaan voima osoittaa, mistä komponenteista se muodostuu, mihin "reaktiovoiman" saman suuruinen vastavoima kohdistuu? Toisin sanoen reaktiovoima-selitys ei selitä yhtään mitään, siinä on vain sana reaktiovoima.

Videossa vakiovirtausnopeus ja sakkaus



Jos tilanteen koettaa selittää Newtonin III lain, eli siis reaktiovoiman, avulla, niin ajautuu siihen, että siiven yläpinnalle kohdistuu virtauksesta "imuvoimavektori", jollaista ei tietysti ole olemassakaan.

Keskustelussa näyttää olevan yksinkertaistettuja tulkintoja tuosta ilmavirrasta. Oletetaan vain alapinta tai vain yläpinta, kun virtausta on tietty molemmin puolin siipeä ja kokonaisuus ratkaisee.

[Eusa]

Jos tilanteen koettaa selittää Newtonin III lain, eli siis reaktiovoiman, avulla, niin ajautuu siihen, että siiven yläpinnalle kohdistuu virtauksesta "imuvoimavektori", jollaista ei tietysti ole olemassakaan.

Kun yläpuolelta vähenee painetta (joka reduktiona aiheutuu reaktiovoimista), nostovoimalla on vähemmän efektiivistä massaa nostettavana, joten kiihtyvyys ylöspäin on suurempi. Kiihtyvyys ratkaisee liikkeen, ei voima.

[QS]

Jos tilanteen koettaa selittää Newtonin III lain, eli siis reaktiovoiman, avulla, niin ajautuu siihen, että siiven yläpinnalle kohdistuu virtauksesta "imuvoimavektori", jollaista ei tietysti ole olemassakaan.

Kun yläpuolelta vähenee painetta (joka reduktiona aiheutuu reaktiovoimista), nostovoimalla on vähemmän efektiivistä massaa nostettavana, joten kiihtyvyys ylöspäin on suurempi. Kiihtyvyys ratkaisee liikkeen, ei voima.

Mutta vakionopeuden vaakalennossa (tilanne esim videossa) siipi ei kiihdy. Nostovoima on saman suuruinen ja vastakkais-suuntainen painovoimaan nähden. Vastusvoima on saman suuruinen ja vastakkais-suuntainen työntövoimaan nähden.

Kiihtyvyydellä on toki merkityksensä, kun tarkastellaan yksittäisiä molekyylejä, tai tilavuuselementtejä tai virtauspartikkeleita, joista virtaus muodostuu. Mutta nämä oleellisempia siinä vaiheessa, kun haetaan selitystä sille, että virtausnopeus kasvaa yläpinnalla (posit. kiihtyvyys, johtaa paineen alenemiseen) ja pienenee alapinnalla (negat kiihtyvyys, johtaa paineen suurenemiseen).

[Eusa]

Jos tilanteen koettaa selittää Newtonin III lain, eli siis reaktiovoiman, avulla, niin ajautuu siihen, että siiven yläpinnalle kohdistuu virtauksesta "imuvoimavektori", jollaista ei tietysti ole olemassakaan.

Kun yläpuolelta vähenee painetta (joka reduktiona aiheutuu reaktiovoimista), nostovoimalla on vähemmän efektiivistä massaa nostettavana, joten kiihtyvyys ylöspäin on suurempi. Kiihtyvyys ratkaisee liikkeen, ei voima.

Mutta vakionopeuden vaakalennossa (tilanne esim videossa) siipi ei kiihdy. Nostovoima on saman suuruinen ja vastakkais-suuntainen painovoimaan nähden. Vastusvoima on saman suuruinen ja vastakkais-suuntainen työntövoimaan nähden.

Kiihtyvyydellä on toki merkityksensä, kun tarkastellaan yksittäisiä molekyylejä, tai tilavuuselementtejä tai virtauspartikkeleita, joista virtaus muodostuu. Mutta nämä oleellisempia siinä vaiheessa, kun haetaan selitystä sille, että virtausnopeus kasvaa yläpinnalla (posit. kiihtyvyys, johtaa paineen alenemiseen) ja pienenee alapinnalla (negat kiihtyvyys, johtaa paineen suurenemiseen).

Näinpä. Tällaisessa asetelmassa tulee erityisen selvästi näkyviin reduktion ja emergenssin vaikutteet.

[Kontra]

Kun alkaa ajatella asioita monimutkaisesti, ne muuttuvatkin monimutkaisiksi.

Eusa kertoi tuon asian niin kuin se aikuisten oikeasti tapahtuu.

Ainoa oikea lähtökohta nostovoiman ajattelussa on juuri reaktiovoima.

Siiven alipinnalla vaikuttava paine kiihdyttää ohi virtaava ilmaa, jolloin reaktiovoima ylöspäin kohdistuu siiven alapintaan.
Yläpinnan vaikutuksen reaktiovoimaan ajattelen näin. Siiven yläpinnalla profiilin muodon vuoksi ilmavirta kiihtyy, ja siirtyessään siiven pinnalla taaksepäin, se kääntyy alaspäin. Mihin reaktiovoima sitten kohdistuu? Siiven alapinnalla vaikuttaa myös ympäristön paine, ja kun yläpinnalla ilmavirtauksen vuoksi paine on alapintaa pienempi, ilmanpaine aiheuttaa nostovoimaa alapinnan kautta. No se on juuri sitä yläpinnan virtauksen aiheuttamaa reaktiovoimaa, kun yläpinnan virtaus on kääntynyt alaspäin.

Voi sen ajatella varmaa toisinkin, mutta on ihan yks lysti miten sen ajattelee, kun kumminkin ilman liike ei voi aiheuttaa minkäänlaista hyödynnettävää voimaa muutoin kuin reaktiovoimana.

Esimerkiksi suihkumoottorista kun kysytään, mihin se reaktiovoima oikein kohdistuu?
No siihen voi vastata vaikka, että se kohdistuu suihkuaukon suuhun. Okei, mutta eihän siinä ole mitään kiinteää moottorin osaa tyhjässä aukossa. Jos puhutaan ns. suorasta moottorista, jossa puhallinta ei ole, sen voi sanoa kohdistuvan turbiinin siipiin. No ei, turbiinin siipiin vaikuttaa voima sisältä ulospäin, ei päinvastoin. Okei, mennään sitten polttokammioon, siellä nyt ainakin on kiinteitä osia, johon reaktiovoima vaikuttaa. Niin, mutta onhan siitä ahtimeen lukuisia avonaisia aukkoja. Joo, no mennään sitten ahtimeen, sieltä ei reaktiovoima millään opilla voi pidemmäksi päästä. No ei, ja viimeinen paikka on ahtimen tulopuolen ensimmäinen siipikiekko, sieltä se enää taatusti edemmäksi enää voi vaikuttaa.
Eli jonninjoutavaa aivojen rasitusta on funtsia mihin se reaktiovoima siivessä vaikuttaa.

[QS]

lmanpaine aiheuttaa nostovoimaa alapinnan kautta.

Eli siis paineesta seuraa voimavektori, joka kohdistuu alapintaan. Ja alapinta kohdistaa virtaukseen saman suuruisen ja vastakkais-suuntaisen voiman (newton III).

on juuri sitä yläpinnan virtauksen aiheuttamaa reaktiovoimaa, kun yläpinnan virtaus on kääntynyt alaspäin.

Yläpinta aiheuttaa reaktiovoimaa? Mihin suuntaan yläpinnan aiheuttama voimavektori osoittaa? Mihin se kohdistuu: yläpintaan? Vai hyppääkö voimavektori alapinnalle? : )