Hvordan fungerer en hydrofoil?
Foiling har begeistret vannsportscenen i flere år. Ikke bare er det morsomt og raskt – det er også super miljøvennlig.
Men hvordan fungerer en hydrofoil?
De fleste vil beskrive en hydrofoil som et fly under vann. En folie i vann følger i utgangspunktet de samme lovene som et seil i vinden. Fordi vann har høyere tetthet enn luft, skaper selv mye mindre profiler enorme krefter.
Hva betyr løft?
Hver vinge har en forkant (punkt A) og en bakkant (punkt B). På den øvre overflaten av vingen er avstanden mellom punktet A og punktet B lengre enn på undersiden av vingen. Fordi det er en større avstand over den øvre overflaten, for at væske skal nå bakkanten samtidig for både øvre og nedre deler av vingen, må væske som beveger seg langs den øvre overflaten bevege seg raskere enn væske som beveger seg langs vingen. undersiden av vingen. På 1700-tallet oppdaget Daniel Bernoulli at hvis væskehastigheten øker, reduseres trykket (Bernoulli-prinsippet).
Siden væsken beveger seg raskere på oversiden av hydrofoilen, etter Bernoulli, vil det resultere i lavt trykk på toppen av vingen og høyt trykk i bunnen av vingen, noe som vil resultere i løftekraft. Dessverre forklarer ikke denne teorien hvorfor fly kan fly opp ned eller hvorfor en flat vinge genererer løft. En annen teori som forklarer løft, er basert på Newtons tredje lov, som sier at for hver handling er det en lik og motsatt reaksjon. Denne partikkelkinetikkteorien sier at innkommende molekyler avbøyes nedover av væsken og følgelig føler folien en kraft oppover.
Selv om denne teorien ikke samsvarer med virkeligheten, da den ikke klarer å gjøre rede for det for samspillet mellom molekyler, med hverandre og ikke klarer å forklare trykkforskjeller på begge sider av vingen. Den tredje teorien er avhengig av den såkalte Venturi-effekten, som sier , begrense væskestrømmen vil den bevege seg raskere. Basert på Bernoullis prinsipp vet vi at hvis væske beveger seg raskere, gir den lavt trykk og på grunn av trykkforskjellen mellom toppen og bunnen gir den løft.
Som teori, forklarer ikke denne teorien hvordan fly kan fly opp ned eller hvordan en flat vinge kan generere løft. Likevel er de fleste forskerne enige om følgende forklaring. Løft er en reaksjonskraft som oppleves av vingen på grunn av at den snur strømmen nedover. Enhver gjenstand, for eksempel hydrofoilen, må ha en viss kraft som skyver væsken ut av veien, f.eks. momentum eller motorer Hvis mer av væsken presses nedover enn oppover av det objektet, for eksempel hydrofoilen, kalles forskjellen løft.
Sammendrag:
Hydrofoil eller flyvinge, løftet kommer fra dreining av strømmen nedover ettersom vingen introduserer krumning av strømmen rundt den, høy- og lavtrykksområder utvikles som fører til høyere gjennomsnittshastighet av væsken på oversiden av vingen pga. til Bernoullis prinsipp ifølge forskning er hydrofoiler de mest effektive når angrepsvinkelen er tre til fire grader med et løft-mot-drag-forhold på ca. 20-25 til en. Hvis angrepsvinkelen er høyere enn 15 grader kan stall oppstå avhengig av vingedesign. Generelt sammenlignet med flyvinger bruker hydrofoiler en mindre angrepsvinkel på grunn av vannets økte tetthet og viskositet.
Men hvordan fungerer en hydrofoil?
De fleste vil beskrive en hydrofoil som et fly under vann. En folie i vann følger i utgangspunktet de samme lovene som et seil i vinden. Fordi vann har høyere tetthet enn luft, skaper selv mye mindre profiler enorme krefter.
Hva betyr løft?
Hver vinge har en forkant (punkt A) og en bakkant (punkt B). På den øvre overflaten av vingen er avstanden mellom punktet A og punktet B lengre enn på undersiden av vingen. Fordi det er en større avstand over den øvre overflaten, for at væske skal nå bakkanten samtidig for både øvre og nedre deler av vingen, må væske som beveger seg langs den øvre overflaten bevege seg raskere enn væske som beveger seg langs vingen. undersiden av vingen. På 1700-tallet oppdaget Daniel Bernoulli at hvis væskehastigheten øker, reduseres trykket (Bernoulli-prinsippet).
Siden væsken beveger seg raskere på oversiden av hydrofoilen, etter Bernoulli, vil det resultere i lavt trykk på toppen av vingen og høyt trykk i bunnen av vingen, noe som vil resultere i løftekraft. Dessverre forklarer ikke denne teorien hvorfor fly kan fly opp ned eller hvorfor en flat vinge genererer løft. En annen teori som forklarer løft, er basert på Newtons tredje lov, som sier at for hver handling er det en lik og motsatt reaksjon. Denne partikkelkinetikkteorien sier at innkommende molekyler avbøyes nedover av væsken og følgelig føler folien en kraft oppover.
Selv om denne teorien ikke samsvarer med virkeligheten, da den ikke klarer å gjøre rede for det for samspillet mellom molekyler, med hverandre og ikke klarer å forklare trykkforskjeller på begge sider av vingen. Den tredje teorien er avhengig av den såkalte Venturi-effekten, som sier , begrense væskestrømmen vil den bevege seg raskere. Basert på Bernoullis prinsipp vet vi at hvis væske beveger seg raskere, gir den lavt trykk og på grunn av trykkforskjellen mellom toppen og bunnen gir den løft.
Som teori, forklarer ikke denne teorien hvordan fly kan fly opp ned eller hvordan en flat vinge kan generere løft. Likevel er de fleste forskerne enige om følgende forklaring. Løft er en reaksjonskraft som oppleves av vingen på grunn av at den snur strømmen nedover. Enhver gjenstand, for eksempel hydrofoilen, må ha en viss kraft som skyver væsken ut av veien, f.eks. momentum eller motorer Hvis mer av væsken presses nedover enn oppover av det objektet, for eksempel hydrofoilen, kalles forskjellen løft.
Sammendrag:
Hydrofoil eller flyvinge, løftet kommer fra dreining av strømmen nedover ettersom vingen introduserer krumning av strømmen rundt den, høy- og lavtrykksområder utvikles som fører til høyere gjennomsnittshastighet av væsken på oversiden av vingen pga. til Bernoullis prinsipp ifølge forskning er hydrofoiler de mest effektive når angrepsvinkelen er tre til fire grader med et løft-mot-drag-forhold på ca. 20-25 til en. Hvis angrepsvinkelen er høyere enn 15 grader kan stall oppstå avhengig av vingedesign. Generelt sammenlignet med flyvinger bruker hydrofoiler en mindre angrepsvinkel på grunn av vannets økte tetthet og viskositet.
