Крыло
Крыло — тип поверхности, который создаёт подъёмную силу (которая может быть как положительной, так и отрицательной) при движении в воздушной или какой-либо другой сплошной среде. Крылья имеют обтекаемые поперечные сечения, определяемые как аэродинамические профили. В результате взаимодействия крыла и обтекающей его среды, на крыло действуют аэродинамические силы. Аэродинамическая эффективность крыла выражается в соотношении подъёмной силы к лобовому сопротивлению. Подъёмная сила, который крыло генерирует с заданной скоростью и углом атаки, может быть на 1-2 порядка больше, чем общее сопротивление на крыле. Высокое соотношение подъёмной силы и сопротивление требует значительно меньшей тяги для движения крыльев по воздуху при достаточной подъёмной силе.
Для создания подъёмной силы при движении по воде используются подводные крылья. Обтекание крыла водой изучается гидродинамикой - отдельным разделом гидроаэродинамики , имеющим дело с обтеканием тел несжимаемой жидкостью. Подводные крылья используются в глиссерах, парусниках и подводных лодках.
Этимология и использование
На протяжении многих веков слово «крыло» от древнескандинавского vængr[1] относилось в основном к конечностям птиц (в дополнение к архитектурному проходу). Но в последние века значение слова расширилось, включив в себя конечности насекомых, летучих мышей, птерозавров, бумерангов, парусников и самолётов] или перевернутый профиль на гоночном автомобиле, который генерирует прижимную силу для увеличения сцепления.
Аэродинамика
Проектирование и анализ крыльев самолётов является одним из основных применений науки аэродинамики, которая является отраслью гидроаэромеханики. Свойства воздушного потока вокруг любого движущегося объекта можно найти путём решения уравнений Навье—Стокса гидродинамики. Однако эти уравнения трудно решить, и используются более простые уравнения[2].
Чтобы крыло производило подъём, оно должно быть ориентировано под подходящим углом атаки. Когда это происходит, крыло отклоняет воздушный поток вниз, когда он проходит через крыло. Поскольку крыло оказывает силу на воздух, чтобы изменить своё направление, воздух также должен оказывать равную и противоположную силу на крыло[3][4][5][6].
Профиль крыла — форма крыла, лопасти (винта, ротора или турбины) или паруса (как видно из поперечного сечения). Крылья с асимметричным поперечным сечением являются нормой в дозвуковом полёте. Крылья с симметричным поперечным сечением также могут генерировать подъем, используя положительный угол атаки для отклонения воздуха вниз. Симметричные аэродинамические крылья имеют более высокую скорость сваливания, чем отвернутые крылья той же области крыла[7], но используются в аэробатических самолётах[8], поскольку они обеспечивают практическую производительность независимо от того, является ли самолёт вертикальным или перевернутым. Другой пример происходит от парусников, где парус представляет собой тонкую мембрану без разницы в расстоянии между одной и другой стороны[9].
Для скоростей полёта вблизи скорости звука (трансонный полёт) аэродинамические крылья со сложными асимметричными формами используются для минимизации резкого увеличения сопротивления, связанного с воздушным потоком вблизи скорости звука[10]. Такие профильные крылья, называемые сверхкритическими профилями, плоские сверху и изогнутые внизу[11].