Калькулятор подъёмной силы крыла
Введите коэффициент подъёмной силы, площадь крыла, плотность воздуха и скорость — калькулятор найдёт подъёмную силу. Смените неизвестное, чтобы узнать, с какой скоростью должно лететь крыло, чтобы нести вес, или какой коэффициент ему нужен. По умолчанию — стандартная атмосфера у земли, 1,225 кг/м³.
Работает в браузере: всё, что вы вводите, никуда не отправляется.
Как пользоваться
- Выберите, что искать: подъёмную силу, скорость или коэффициент.
- Введите площадь крыла, плотность воздуха и остальные известные величины.
- «Масса, которую держит крыло» — подъёмная сила, делённая на g, то есть груз в килограммах, который крыло несёт в горизонтальном полёте.
Формулы
- Подъёмная сила: L = ½ ρ v² S Cy.
- Скорость: v = √(2L ÷ (ρ S Cy)).
- Коэффициент: Cy = 2L ÷ (ρ v² S).
- Скоростной напор: q = ½ ρ v²; нагрузка на крыло = L ÷ S.
Пример расчёта
Крыло лёгкого самолёта площадью 16,2 м² при Cy = 1,0 и скорости 30 м/с у земли: L = 0,5 × 1,225 × 30² × 16,2 × 1,0 = 8 930,25 N, крыло держит 910,63 kgf. Скоростной напор 551,25 Pa.
С какой скоростью то же крыло понесёт 10 000 Н при Cy = 1,2? v = √(2 × 10 000 ÷ (1,225 × 16,2 × 1,2)) = √839,84 = 28,98 m/s.
Советы
- Площадь крыла. Это площадь в плане, вид сверху, вместе с частью крыла, проходящей через фюзеляж, — так её обычно и указывают.
- Горизонтальный полёт: подъёмная сила = вес. Введите вес самолёта как подъёмную силу — получите скорость при заданном Cy.
- Формула — не вся аэродинамика. Она предполагает известный Cy; для новой формы его определяют продувкой или численным расчётом.
Частые вопросы
Как рассчитать подъёмную силу крыла?
По формуле L = ½ × ρ × v² × S × Cy, где ρ — плотность воздуха, v — скорость, S — площадь крыла, Cy — коэффициент подъёмной силы (в англоязычной литературе C_L). Множитель ½ρv² — скоростной напор, поэтому подъёмная сила — это напор, умноженный на площадь и коэффициент формы и угла атаки.
Какой коэффициент подъёмной силы брать?
Cy зависит от профиля и угла атаки. Типичные крылья летят в крейсерском режиме примерно при 0,2–0,5 и достигают максимума порядка 1,2–1,8 перед сваливанием, с закрылками — больше. Для реального расчёта берите Cy из поляры профиля.
Почему так важна скорость?
Подъёмная сила растёт как квадрат скорости. На 10 % быстрее — сила больше примерно на 21 %; вдвое медленнее — вчетверо меньше. Поэтому скорость сваливания находят, решая формулу относительно v при максимальном Cy.
Какую плотность воздуха вводить?
1,225 кг/м³ — стандартная атмосфера на уровне моря при 15 °C. С высотой и в жару плотность падает, в стандартной атмосфере на 2000 м она около 1,007 кг/м³, и для той же подъёмной силы нужна большая скорость. Реальные условия поможет учесть калькулятор высоты по плотности.