Эффективность крыла

При крейсерской скорости, существенная часть воздушного сопротивления является индукционным сопротивлением. Паразитное сопротивление, которое доминирует на крейсерских скоростях, крыла Boeing 747 эквивалентно 1,2-сантиметровому кабелю той же длины. Спрашивается, что влияет на эффективность крыла. Мы видим, что индукционная сила крыла пропорциональна вертикальной скорости воздуха. Если длину крыла увеличить в два раза, размер нашего совка также увеличится вдвое, отклоняя вдвое больше воздуха. Таким образом, для той же подъёмной силы, вертикальная скорость (и, следовательно, угол атаки) должна быть в два раза меньше.

Поскольку индукционная мощность пропорциональна вертикальной скорости воздушного потока, она также уменьшается наполовину. Следовательно, эффективность подъёмной силы крыла пропорциональна длине крыла. Чем длиннее крыло, тем меньше индукционная мощность, необходимая для производства той же подъёмной силы, хотя это достигается с увеличением паразитного сопротивления. Низкоскоростные самолёты в большей степени страдают от индукционного сопротивления, чем быстрые самолёты, и поэтому имеют длинные крылья. Вот почему планеры, которые летают на низких скоростях, имеют такие длинные крылья. Высокоскоростные истребители, с другой стороны, чувствуют эффекты паразитного сопротивления больше, чем самолёты, предназначенные для полётов на низкой скорости. Вот почему быстрые самолёты имеют более короткие крылья: чтобы уменьшить эффект паразитного сопротивления.

Существует ошибочное мнение, что подъёмная сила не потребляет мощность. Это происходит от разрабатывающейся в аэронавтике идеализированной теории профилей крыла. Когда имеешь дело с аэродинамикой, имеется в виду крыло бесконечной длины. Так как мы уже видели, что мощность, необходимая для создания подъёмной силы, пропорциональна длине крыла, крылья бесконечной длины не требуют мощности для создания подъёмной силы. Если подъёмная сила не требует потребления мощности, самолёты могли бы иметь ту же дальность с полной нагрузкой, как и пустые, и вертолёты могли бы парить на любой высоте и с любым грузом. Что ещё лучше, винты (те же вращающиеся крылья) не потребуют энергии, чтобы производить тягу. К сожалению, мы живем в реальном мире, где как подъёмная сила, так и двигатели требуют затрат мощности.