Добавь сайт в закладки нажми CTRL+D
На первый взгляд это звучит как провокация. Мол, разгони что угодно достаточно сильно и оно полетит. Кирпич, холодильник, кусок бетона, даже вас самих. Интуиция сопротивляется, но физика в этом месте встаёт на сторону этой странной идеи. Почему оно так?
Когда объект врезается в поток воздуха, он не просто «проталкивается» сквозь него. Он начинает менять движение миллиардов молекул вокруг себя. Часть этого потока отклоняется вниз. И в этот момент происходит главное. Если ты толкаешь воздух вниз, он толкает тебя вверх.
Подъёмная сила в своей основе предельно приземлённая вещь. Это реакция среды на то, что её заставили двигаться иначе. Да, мы как-то обсуждали, что полностью описать полёт самолёта толком никто и не может, но это при детальном анализе процесса. Что же касается базы и уместных допущений — там всё вполне себе ясно.
Потом и летать может даже то, у чего нет формы самолёта и его конструкции. Мы привыкли думать о крыле как о чём-то особенном. Изогнутый профиль, «правильная» форма, разное давление сверху и снизу. Всё это верно, но вторично.
Крыло не создаёт магию, оно просто делает один и тот же трюк максимально эффективно от раза к разу. Оно заставляет поток аккуратно огибать поверхность и уходить вниз без лишних потерь. Воздух словно прилипает к форме, повторяет её и в итоге меняет своё направление именно так, как нужно.
Теперь представь тот самый скандальный кирпич. У него нет изящного профиля, нет плавных линий. Но если разогнать его до большой скорости и чуть наклонить, он тоже начнёт отклонять поток воздуха вниз. Слабее и грубее, с кучей потерь, но начнёт. А значит появится и сила, направленная вверх. Физике всё равно, насколько объект похож на крыло с точки зрения аэродинамики.
Скорость здесь решает почти всё. Сила взаимодействия с воздухом растёт очень быстро, намного быстрее, чем кажется на интуитивном уровне. То, что на малой скорости почти не ощущается, при разгоне превращается в серьёзный эффект. Поэтому даже неуклюжая форма начинает «работать», если заставить её двигаться достаточно быстро.
Вы хорошо знаете это, поскольку наверняка обращали внимание, что машина, рассчитанные на большие скорости, учитывают этот эффект. Гоночные болиды так вообще используют разные антикрылья и прочие ухищрения, чтобы не полететь. И да, именно что полететь. Такая непонятная конструкция может взлететь при определенном наборе правильных входных параметров. Это совсем не шутка, хотя интуиция подсказывает обратное. Кстати, эффект очень хорошо показан в фильме Gran Turismo. В тот момент, когда машина попадает в аварию, она буквально подхватывается потоком воздуха и дальше она летит уже испытывая на себе подъёмную силу.
И да, мы не говорим про эффект, что и кирпич летит, если его хорошо бросить.
Но дальше начинается самое интересное. Подъёмная сила сама по себе ещё не делает полёт возможным. Кирпич, разогнанный до безумной скорости, действительно может испытать силу вверх. Только вместе с этим он столкнётся с чудовищным сопротивлением.
Поток будет срываться с его граней, за ним образуется бурлящий след из вихрей, энергия будет уходить буквально в никуда. Чтобы удерживать такой объект в воздухе, придётся тратить несоразмерно больше энергии, чем в случае с нормальным крылом.
Именно здесь становится понятно, зачем вообще нужна аэродинамика. Она не про то, чтобы «создать подъём».
Она про то, чтобы сделать это разумно. Чтобы воздух не сопротивлялся, а работал вместе с формой. Чтобы поток не разрушался, а плавно перенаправлялся. Чтобы каждая единица энергии шла на дело, а не терялась в хаосе турбулентности.
Есть ещё один нюанс, о котором редко задумываются. Устойчивость. Крыло самолёта не просто создаёт силу вверх, оно ещё и ведёт себя предсказуемо. Немного изменился угол, поток перестроился, система сама стремится вернуться в равновесие. С кирпичом такого не будет. Он может на мгновение «поймать» подъёмную силу, как это было в примере с машиной выше, но удержать её уже совсем другая задача. Его начнёт крутить, срывать, бросать в стороны.
Природу действительно можно заставить поднять в воздух практически любой объект. Достаточно скорости и правильного положения в потоке. Но между «поднять» и «летать» лежит огромная пропасть. Полёт начинается не там, где появилась подъёмная сила, а там, где человек научился управлять взаимодействием с воздухом.
И вот здесь кирпич, что не удивительно, окончательно проигрывает крылу. Не потому что не может создать подъёмную силу. А потому что делает это слишком грубо, слишком дорого и слишком неустойчиво.
Поделись видео: