Что такое калькулятор подъёмной силы?
Этот калькулятор вычисляет аэродинамическую подъёмную силу, которую создаёт крыло или аэродинамический профиль, по классическому уравнению подъёмной силы $$L = \tfrac{1}{2} \cdot \rho \cdot v^{2} \cdot C_L \cdot A$$ Подъёмная сила — это та самая направленная вверх сила, благодаря которой летательные аппараты держатся в воздухе; она возникает при обтекании крыла потоком воздуха сверху и снизу. Инструмент основан на универсальных законах физики и работает в системе СИ, выдавая результат в ньютонах (Н).
Как пользоваться калькулятором
Введите четыре величины: плотность воздуха \(\rho\) в кг/м³ (около 1,225 на уровне моря), скорость потока \(v\) в м/с, безразмерный коэффициент подъёмной силы \(C_L\) (он зависит от формы профиля и угла атаки) и площадь крыла в плане \(A\) в м². Калькулятор перемножает эти значения с коэффициентом ½ и квадратом скорости, выдавая подъёмную силу, а заодно показывает скоростной напор \(\tfrac{1}{2}\rho v^{2}\).
Разбор формулы
Член \(\tfrac{1}{2}\rho v^{2}\) — это скоростной напор, то есть кинетическая энергия единицы объёма движущегося воздуха. Умножая его на площадь крыла \(A\), мы переводим давление в силу, а коэффициент подъёмной силы \(C_L\) масштабирует эту силу в зависимости от того, насколько эффективно профиль отклоняет набегающий поток. Обратите внимание: подъёмная сила растёт пропорционально квадрату скорости — удвоив скорость, вы увеличиваете подъёмную силу вчетверо.
Пример расчёта
Пусть \(\rho = 1{,}225\) кг/м³, \(v = 50\) м/с, \(C_L = 1{,}0\) и \(A = 20\) м². Тогда $$L = 0{,}5 \times 1{,}225 \times 50^{2} \times 1{,}0 \times 20 = 0{,}5 \times 1{,}225 \times 2500 \times 20 = 30\,625 \ \text{Н}$$ Скоростной напор при этом равен $$0{,}5 \times 1{,}225 \times 2500 = 1531{,}25 \ \text{Па}$$
Частые вопросы
Какой коэффициент подъёмной силы считается типичным? В крейсерском режиме у пассажирских самолётов \(C_L\) составляет примерно 0,4–0,6, а вблизи срыва с выпущенными закрылками может достигать 1,5–2,5.
Какую плотность воздуха брать? На уровне моря в стандартных условиях используйте 1,225 кг/м³; с ростом высоты и температуры плотность снижается.
Подходит ли формула для любого крыла? Да — уравнение подъёмной силы применимо к любому профилю, если вы подставите правильный \(C_L\) и опорную площадь.
