Hvordan fungerer en hydrofoil?
Foiling har begejstret vandsportsscenen i flere år. Det er ikke kun sjovt og hurtigt - det er også super miljøvenligt.
Men hvordan fungerer en hydrofoil?
De fleste vil beskrive en hydrofoil som et fly under vandet. En folie i vand følger grundlæggende de samme love som et sejl i vinden. Fordi vand har en højere densitet end luft, skaber selv meget mindre profiler enorme kræfter.
Hvad betyder løft?
Hver vinge har en forkant (punkt A) og en bagkant (punkt B). På den øverste overflade af vingen er afstanden mellem punktet A og punktet B længere end på den nederste side af vingen. Fordi der er en større afstand henover den øvre overflade, for at væske kan nå bagkanten på samme tid for både den øverste og nederste del af vingen, skal væske, der bevæger sig langs den øvre overflade, bevæge sig hurtigere end væske, der bevæger sig langs vingen. undersiden af vingen. I det 18. århundrede opdagede Daniel Bernoulli, at hvis væskehastigheden øges, falder dens tryk (Bernoulli-princippet).
Da væsken bevæger sig hurtigere på oversiden af hydrofoilen, efter Bernoulli, ville det resultere i lavt tryk i toppen af vingen og højt tryk i bunden af vingen, hvilket ville resultere i løftekraft. Desværre forklarer denne teori ikke, hvorfor fly kan flyve på hovedet, eller hvorfor en flad vinge genererer løft. En anden teori, der forklarer løft, er baseret på Newtons tredje lov, som siger, at der for hver handling er en lige og modsat reaktion. Denne partikelkinetikteori siger, at indkommende molekyler afbøjes nedad af væsken, og følgelig føler folien en kraft opad.
Selvom denne teori ikke stemmer overens med virkeligheden, da den undlader at tage højde for det for interaktionen mellem molekyler, med hinanden og undlader at forklare trykforskelle på begge sider af vingen. Den tredje teori bygger på den såkaldte Venturi-effekt, som siger , indsnævrer væskestrømmen det vil bevæge sig hurtigere. Baseret på Bernoullis princip ved vi, at hvis væsken bevæger sig hurtigere, producerer den lavt tryk, og på grund af trykforskellen mellem top og bund giver den løft.
Som teorien forklarer denne teori ikke, hvordan fly kan flyve på hovedet, eller hvordan en flad vinge kan generere løft. Ikke desto mindre er de fleste videnskabsmænd enige om følgende forklaring. Lift er en reaktionskraft, som vingen oplever, fordi den vender strømmen nedad. Enhver genstand, såsom hydrofoilen, skal have en vis kraft, der skubber væsken ud af vejen, f.eks. momentum eller motorer Hvis mere af væsken skubbes nedad end opad af det objekt, såsom hydrofoilen, kaldes forskellen løft.
Resumé:
Hydrofoil eller flyvinge, løftet kommer fra drejning af strømmen nedad, da vingen introducerer krumning af strømmen omkring den, høj- og lavtryksområder udvikles, hvilket fører til højere gennemsnitshastighed af væsken på oversiden af vingen pga. efter Bernoullis princip ifølge forskning er hydrofoils de mest effektive, når angrebsvinklen er tre til fire grader med et forhold mellem løft og træk på omkring 20-25 til en. Hvis angrebsvinklen er højere end 15 grader kan der opstå stall afhængigt af vingedesignet. Generelt sammenlignet med flyvinger bruger hydrofoils en mindre angrebsvinkel på grund af vandets øgede tæthed og viskositet.
Men hvordan fungerer en hydrofoil?
De fleste vil beskrive en hydrofoil som et fly under vandet. En folie i vand følger grundlæggende de samme love som et sejl i vinden. Fordi vand har en højere densitet end luft, skaber selv meget mindre profiler enorme kræfter.
Hvad betyder løft?
Hver vinge har en forkant (punkt A) og en bagkant (punkt B). På den øverste overflade af vingen er afstanden mellem punktet A og punktet B længere end på den nederste side af vingen. Fordi der er en større afstand henover den øvre overflade, for at væske kan nå bagkanten på samme tid for både den øverste og nederste del af vingen, skal væske, der bevæger sig langs den øvre overflade, bevæge sig hurtigere end væske, der bevæger sig langs vingen. undersiden af vingen. I det 18. århundrede opdagede Daniel Bernoulli, at hvis væskehastigheden øges, falder dens tryk (Bernoulli-princippet).
Da væsken bevæger sig hurtigere på oversiden af hydrofoilen, efter Bernoulli, ville det resultere i lavt tryk i toppen af vingen og højt tryk i bunden af vingen, hvilket ville resultere i løftekraft. Desværre forklarer denne teori ikke, hvorfor fly kan flyve på hovedet, eller hvorfor en flad vinge genererer løft. En anden teori, der forklarer løft, er baseret på Newtons tredje lov, som siger, at der for hver handling er en lige og modsat reaktion. Denne partikelkinetikteori siger, at indkommende molekyler afbøjes nedad af væsken, og følgelig føler folien en kraft opad.
Selvom denne teori ikke stemmer overens med virkeligheden, da den undlader at tage højde for det for interaktionen mellem molekyler, med hinanden og undlader at forklare trykforskelle på begge sider af vingen. Den tredje teori bygger på den såkaldte Venturi-effekt, som siger , indsnævrer væskestrømmen det vil bevæge sig hurtigere. Baseret på Bernoullis princip ved vi, at hvis væsken bevæger sig hurtigere, producerer den lavt tryk, og på grund af trykforskellen mellem top og bund giver den løft.
Som teorien forklarer denne teori ikke, hvordan fly kan flyve på hovedet, eller hvordan en flad vinge kan generere løft. Ikke desto mindre er de fleste videnskabsmænd enige om følgende forklaring. Lift er en reaktionskraft, som vingen oplever, fordi den vender strømmen nedad. Enhver genstand, såsom hydrofoilen, skal have en vis kraft, der skubber væsken ud af vejen, f.eks. momentum eller motorer Hvis mere af væsken skubbes nedad end opad af det objekt, såsom hydrofoilen, kaldes forskellen løft.
Resumé:
Hydrofoil eller flyvinge, løftet kommer fra drejning af strømmen nedad, da vingen introducerer krumning af strømmen omkring den, høj- og lavtryksområder udvikles, hvilket fører til højere gennemsnitshastighed af væsken på oversiden af vingen pga. efter Bernoullis princip ifølge forskning er hydrofoils de mest effektive, når angrebsvinklen er tre til fire grader med et forhold mellem løft og træk på omkring 20-25 til en. Hvis angrebsvinklen er højere end 15 grader kan der opstå stall afhængigt af vingedesignet. Generelt sammenlignet med flyvinger bruger hydrofoils en mindre angrebsvinkel på grund af vandets øgede tæthed og viskositet.
