Отправлено: 05.01.13 12:29. Заголовок: Самолет и вертолет

"Как надену портупею -- все тупею и тупею" (народное).
Портупеи у меня нет; штык от АК-47 купил недавно, видать, и этого хватило. Пытаюсь собрать по крупицам былые познания в физике и понять, почему вертолет расходует примерно в 2-3 раза больше горючего, чем самолет приблизительно такой же массы? К примеру средний расход у Сессны-172 на крейсерской скорости -- 32 л/ч, а у вертолета Белл-47 -- 70 л/ч.
Почему?

 Отправлено: 05.01.13 13:09. Заголовок: Самолет с силой тяже..

Самолет с силой тяжести борется только подъемной силой крыла, не расходуя на ее преодоление энергию двигателя.
Вертолет и горизонтально перемещается и поддерживает себя в воздуше тягой винта, т.е. двигателем.
Ну и аэродинамические потери у самолета меньше.

 Отправлено: 05.01.13 13:18. Заголовок: А подъемная сила кры..

А подъемная сила крыла за счет чего возникает? Думаю, что закон сохранения энергии должен работать.

 Отправлено: 05.01.13 13:37. Заголовок: Подъёмная сила крыла..

Подъёмная сила крыла возникает за счёт разницы скоростей, с которыми воздушный поток огибает его верхнюю и нижнюю кромку. Что, в свою очередь, достигается выпуклой верхней поверхностью крыла и плоской нижней.

 Отправлено: 05.01.13 13:43. Заголовок: Артемий пишет: А по..

Артемий пишет:

цитата:

А подъемная сила крыла за счет чего возникает? Думаю, что закон сохранения энергии должен работать.

В поперечном сечении верхняя поверхность крыла больше, чем нижняя. Воздух во верхней поверхности протекает медленнее и там создается хона пониженного давления (аэродинамическая тень). В стремлении выравнять давление в нее засасывается воздух и наоборот - воздух тянет крыло вверх.

Тот же эффект (образование зоны пониженного давления) можно наблюдать автомобилях с вертикальныой задней поверхностью (универсалы, минивэны, внедорожники). Ввиду того, что поток воздуха огибая автомобиль с сторон не попадает на заднюю дверь, а "слетает" с нее, на задней двери создается зона пониженного давления и туда всасывается вся взвесь с дороги. Поэтому, кстати, они в отличие от седанов и оснащаются дворником на заднем стекле.

 Отправлено: 05.01.13 13:44. Заголовок: Разумеется. Но чтобы..

Разумеется. Но чтобы возникла подъемная сила, самолет должен двигаться. Значит, в конечном счете, на нее расходуется мощность двигателя.
Может, дело в КПД, который различен у крыла и у вертолетного винта?

 Отправлено: 05.01.13 13:48. Заголовок: Артемий пишет: Разу..

Артемий пишет:

цитата:

Разумеется. Но чтобы возникла подъемная сила, самолет должен двигаться. Значит, в конечном счете, на нее расходуется мощность двигателя.

При движении с одинаковой скоростью самолет не будет расходовать энергию двигателя на преодоление силы тяжести, а вертолет будет.

 Отправлено: 05.01.13 13:50. Заголовок: Эльдар пишет: При д..

Эльдар пишет:

цитата:

При движении с одинаковой скоростью самолет не будет расходовать энергию двигателя на преодоление силы тяжести

Ну, здрасте. А какую энергию он будет расходовать?

 Отправлено: 05.01.13 13:57. Заголовок: Артемий пишет: Ну, ..

Артемий пишет:

цитата:

Ну, здрасте. А какую энергию он будет расходовать?

Энергию двигателя он будет расходовать на движение в горизонтальной плоскости, а силу тяжести преодолевает подъемная сила крыла крыла.

Поставим самолет и вертолет в аэродинамическую трубу и создадим набегающий поток воздуха. Самолет взлетит, вертолет - нет.
Расход энергии что там, что там одинаковый.

 Отправлено: 05.01.13 14:06. Заголовок: Эльдар пишет: Энерг..

Эльдар пишет:

цитата:

Энергию двигателя он будет расходовать на движение в горизонтальной плоскости, а силу тяжести преодолевает подъемная сила крыла крыла.

Подъемная сила крыла не берется из ничего. На удержание любого тела на весу надо затратить определенную работу, т. е. прикладывать силу в течение времени. На совершение этой работы (а не только на преодоление трения) тратится часть кинетической энергии самолета. Восполнить потери кинетической энергии можно только за счет мощности двигателя.

 Отправлено: 05.01.13 14:09. Заголовок: ... или за счёт поте..

... или за счёт потенциальной энергии

 Отправлено: 05.01.13 14:10. Заголовок: Эльдар пишет: Поста..

Эльдар пишет:

цитата:

Поставим самолет и вертолет в аэродинамическую трубу и создадим набегающий поток воздуха. Самолет взлетит, вертолет - нет. Расход энергии что там, что там одинаковый.

Не одинаковый. Если предположить, что сопротивление потоку у самолета и вертолета равное, то в случае с самолетом расход энергии будет выше, т. к. воздушный поток будет тормозиться сильнее.
В качестве аналогии могу привести автомобильный кондиционер и питающий его генератор. Казалось бы, нет разницы, включен кондиционер или нет -- мотор-то все равно вертится. Но сопротивление вращению генератора при включении нагрузки возрастает.

 Отправлено: 05.01.13 14:15. Заголовок: Exval пишет: ... ил..

Exval пишет:

цитата:

... или за счёт потенциальной энергии

Которая в этом случае должна уменьшаться. На ее поддержание опять же должна затрачиваться работа. Какая? Двигателя. Других-то источников нет.

Так что сдается мне, дело все же в различной эффективности крыла и вертолетного винта. Тяга пропеллера создается за счет того же эффекта, что и подъемная сила, или нет?

 Отправлено: 05.01.13 14:16. Заголовок: Вертолёт тратит энер..

Вертолёт тратит энергию двигателя на раскрутку крыла, в то время как самолёт - только на набор поступательной скорости. Отсюда и большие затраты энергии у вертолёта.

 Отправлено: 05.01.13 14:20. Заголовок: Exval пишет: Вертол..

Exval пишет:

цитата:

Вертолёт тратит энергию двигателя на раскрутку крыла, в то время как самолёт - только на набор поступательной скорости.

Не совсем понял. Вы имеете в виду сопротивление воздуха вращению вертолетного винта?

 Отправлено: 05.01.13 14:22. Заголовок: А вот еще момент. На..

А вот еще момент. Насколько велик вклад восходящих потоков воздуха в поддержание самолета на лету? Может ли планер лететь неограниченно долго, или он неизбежно потеряет скорость?