Monday, 11 October 2010

God said, Let Newton Be!



































(c) Sidney Harris

"Nature and Nature's Laws lay hid in Night/ God said, Let Newton be! and all was Light."
Alexander Pope.


Mekaniikan peruslait eli Newtonin lait julkaistiin ensimmäisen kerran vuonna 1687 teoksessa Philosophiae Naturalis Principia Mathematica. Mekaniikan peruslait käsittelevät kappaleiden liiketilan muutoksia, kun niihin vaikuttaa voimia. Periaatteessa kaikki liikkeeseen ja sen muutoksiin liittyvät asiat voidaan ymmärtää Newtonin lakien avulla. Myös lentokoneen lentäminen.
Newtonin kolmas laki sanoo, että jos kappaleeseen vaikuttaa jokin voima, niin samanaikaisesti kappaleen täytyy vaikuttaa toiseen kappaleeseen yhtä suurella, mutta suunnaltaan vastakkaisella voimalla.
Ilmassa lentävään lentokoneeseen vaikuttaa Maan gravitaatiovoima. Aina ja iankaikkisesti. Tämän voiman vastavoima on lentokoneen Maahan kohdistama gravitaatiovoima. Koska Maa on niin paljon lentokonetta (jopa Airbus A380:ta) suurempi, pelkästään näiden voimien seurauksena lentokone mätkähtäisi maahan, mutta Maa pysyisi aika tukevasti paikoillaan - siis lentokoneeseen nähden. Aurinko taas on suunnilleen paikoillaan Maahan nähden, ja Linnunrata Aurinkoon ja ... jonka omisti Jussi ja taas eksyttiin asiasta.
Lentokoneet eivät yleensä putoile omia aikojaan, joten täytyy olla toinen voima- ja vastavoimapari, joka kumoaa gravitaation vaikutuksen.
Ilmassa ei ole muuta kuin ilmaa, joten gravitaation kumoavan ja lentokoneen ilmassa pitävän voiman on synnyttävä ilmasta. Miten?
Lentokoneiden siiven rakenteita on kovin monenlaisia ja niiden aerodynaamiset ominaisuudet ovat aina enemmän tai vähemmän toisistaan poikkeavia. Joten back to basics ja Newtonin kolmanteen.
Ilman on pakko aiheuttaa lentokoneen siipiin voima, jonka suunta on ylöspäin ja jonka suuruus on sama kuin lentokoneen paino. Tämän voiman vastavoimana siivet vaikuttavat ilmaan saman suuruisella ja alaspäin suuntautuvalla voimalla. Voiman vaikutuksesta ilmamolekyylien on virrattava alaspäin.




Siipi työntää ilmaa alaspäin ja vastavoimana ilmaa työntää siipeä ylöspäin.

Siinä se on. Siihen ei tarvita sirkulaatiovirtauksia, ei Bernoullin periaatetta eikä edes painetta. Ensimäistä ei ole olemassakaan, toinen on kovin puutteellinen lentokoneen siipeen vaikuttavan nostovoiman selittäjänä ja paine kolmantena on vain seuraus voimasta.
Paine = voima/pinta-ala.
Jotta ei päästäisi ihan näin helpolla, niin muutama sana siitä, miten ilma synnyttää nostovoiman.
Lentokoneen siivet on yleensä muotoiltu siten, että alapinta on tasainen ja yläpinta kupera. Jälkimmäinen ei ole kuitenkaan välttämätön ominaisuus siivelle, vaikka sen avulla usein lentokoneen siiven toimintaan yritetään selittää. Ensimmäisten lentokoneiden siivet olivat tasapaksuja levyjä ja ilmassa niilläkin rakkineilla pysyttiin. Kuka pidempään, kuka lyhyempään.
Kun siipi käännetään hieman yläviistoon lentosuuntaan nähden, niin ilmavirta aiheuttaa siiven alapintaan voiman, joka voidaan jakaa kahteen komponenttiin. Vaakasuora komponentti on osa lentokoneen ilmanvastusta ja pystysuora komponentti antaa siivelle ja siinä kiinni olevalle koneelle nostovoimaa. Vastavoiman seurauksena siis ilmavirta kääntyy alaspäin.
Siiven yläpuolella virtaava ilman kääntyy niin ikään alaspäin, josta seuraa lisää nostavaa voimaa. Yläpinnan aikaansaama nostovoima on itse asiassa suurempi kuin alapinnan ja siksi yläpinnan ohitse virtaava ilman kääntyy voimakkaammin alaspäin kuin alapinnan ohitse virtaava ilma.
Ei siiven yläpintaa kuitenkaan ihan huvikseen tehdä kaarevaksi. Silläkin on oman roolinsa. Kun kone on saavuttanut lentokorkeutensa, kone käännetään sellaiseen asentoon, että siipien ilmanvastus on mahdollisimman pieni. Periaatteessa olisi mahdollista lentää koko ajan siivet hieman yläviistossa asennossa, mutta se ei olisi kovin taloudellista. Hävittäjäkoneet tekevätkin näin, mutta se johtuu muista seikoista ja niiden kohdalla taloudellisuus ei muutenkaan ole se ykkösasia.
Lentokone voisi olla vaikka koko ajan ylösalaisin nousu ja lasku mukaan lukien, jos moottoreissa vain olisi riittävästi tehoa, kukkarossa riittävästi papua ja pilotin päässä riittävän vähän älliä. Viimeksi mainittu ehto saattaisikin hyvin täyttyä veren pakkautuessa alaspäin olevaan kalloon.
Vaakalennossa siiven alapintaan ei tule juurikaan sen paremmin nostovoimaa kuin ilmanvastusta. Ne kun kulkevat yhdessä. Nostovoima syntyy siitä, että siiven yläpinta kääntää ohitseen virtaavan ilman alaspäin. Siis siiven yläpinta vaikuttaa ilmavirtaan alaspäin suuntautuvalla voimalla, jonka seurauksena ilma Newtonin III:n mukaisesti vaikuttaa siipeen ylöspäin suuntautuvalla voimalla.
Kaarevasta yläosan muodosta on toinenkin etu. Sen muotoilun avulla siiven ylitse virtaava ilma pysyy laminarisena pienilläkin nopeuksilla. Laminarisen virtauksen muuttuessa turbulenttiseksi, siiven yläpinnan nostovoima katoaa silmänräpäyksessä. Jokainen turbulenssiin joutunut lentomatkustaja tietää, miltä se tuntuu.

Tämä tietämisen taso on minusta se, minkä ns. valistuneen kansalaisen soisi tietävän lentämisen periaatteista. Ei enempää, ei vähempää. Poikkitieteellisyyden periaatteiden mukaan sana on vapaa mm. sirkulaatioteorian kannattajilla. Lupaan vastata parhaan kykyni mukaisesti.

























Ilmavirran käyttäytyminen vaakalennossa (siipi vaakasuorassa) ja nousussa (siipi yläviistosti lentosuuntaan nähden). Yläpintaan kohdistuva nostava voima on suurempi. Karkeasti ottaen voimien suhde on 1:2

32 comments:

  1. Noste? Nostovoima?

    ReplyDelete
  2. Ehkä nostovoima on parempi. Noste viittaa ehkä enemmän hydrostaattiseen paineeseen. Englanninkielisissä käytetään sanaa lift molemmissa yhteyksissä. Korjaan nostovoimaksi

    ReplyDelete
  3. Hyvä tarina Timo, saitko idean eilisestä xkcd:stä.

    http://xkcd.com/803/

    MR

    ReplyDelete
  4. En saanut, mutta ihan hyvin olisin voinut saada.

    ReplyDelete
  5. Suvanto tapansa mukaisesti kirjoittaa taas asiasta, josta tietää suunnilleen ei mitään. Katso esim.
    http://www.ilmailutoimittajat.fi/seli/nostovoiman%20synty.html
    "Sirkulaatio
    Nostovoiman syntymisessä vaikuttava keskeinen asia on useimmille ihmisille tuntematon ilmiö nimeltään sirkulaatio.
    Sirkulaatio lyhykäisesti tarkoittaa ympyränmuotoista liikettä."
    Ottaisit vähän selvää asioista, niin ei tarvitsisi tuntea jatkuvaa myötähäpeää!

    ReplyDelete
  6. Kun googlettaa sanan "sirkulaatio", niin yllä olevan linkki tulee päällimmäiseksi. Olettaisin siis sen olevan juuri saman sylttytehtaan, jonne Heurekassakin kiivaana käyvän sirkulaatio-keskustelun jäljet johtavat.
    Sanotaan se nyt vielä kerran. Sirkulaatio ei ole fysikaalinen ilmiö, se on matemaattinen lauseke, tarkemmin sanottu suljettu integraali. Ne ovat kaksi ihan eri tason asiaa. Lentokoneen pysyminen ilmassa siipien kannatteleman on fysikaalinen ilmiö. Lauseke, jolla siipeen kohdistuva nostovoima voidaan laskea, ei ole fysikaalinen ilmiö. Se on matemaattinen malli, jonka avulla voidaan laskea ilmiöön liittyviä asioita.
    Paras suomenkielinen asiaan liittyvä linkki on minun mielestäni tämä.
    http://www.seepia.org/html/seepia5/siipi/siipi.shtml

    ReplyDelete
  7. Olisiko niinkin, että yksi selitys ei aina riitä ilmiön, siis ihan minkä tahansa ilmiön, selittämiseksi.
    Fysiikan historiasta tiedämme, ainakin luulemme tietävämme, kosolti kokeita, joissa koetilanteeseen vaikuttavat mutta kokeilijan vain puutteellisesti eliminoimat tekijät ovat vaikutuksiltaan suurempia kuin tutkittava ilmiö. Niinpä tulos on mitä sattuu.

    Tuo keskeneräisesti muotoiltu alkulause tarkoittaa mm. seuraavaa:
    Jos osaamme eliminoida muut tekijät, niin kyllä se Bernoullikin siiven kannattaa.

    Sitten toisenlainen koe: Kun ajat autoa, tai turvallisemmin, istut kyydissä, avaat ikkunan ja työnnät kätesi ulos, tunnet helposti kämmenelläsi, missä asennossa ilma nostaa sitä voimakkaimmin. Totta kai samaa koetta voi jatkaa ja korvata kämmenen siipiprofiililla. Luulen, koska en ole koettanut, että ilma nostaa oikein päin olevaa profiilia voimakkaammin kuin väärin päin olevaa, mutta nostaa silti sitä väärinpäinkin olevaa, kuten taitolentäjät ovat osoittaneet.

    Olen yllä ehkä käyttänyt sanaa ”voimakkaammin” huterohkosti, mutta ...

    ReplyDelete
  8. Yllä oleva kommentti tuli minulle privaatisti, mutta Jouko tietää, että laitan hänen keskustelua eteenpäin vievät kommenttinsa pääsääntöisesti palstalle.
    Jouko on ihan oikeassa siinä, että fysikaalisiin ilmiöihin liittyy yleensä monia tasoa. Minun selitykseni ei puuttunut mitenkään lentokoneinsinöörejä kiinnostavaan näkökulmaan, eli miten ja kuinka voimakkaasti erilaiset siipiprofiilit kääntävät ilmaa eli saavat aikaan nostevoiman.
    Minun selitykseni lähti ihan primaarisesta asiasta eli Newtonin III laista. Selitettiin lentokoneen lentoa miten tahansa, niin Newtonin III lakia ei voida sivuuttaa. Bernoullin periaatteella on vaikea päästä kiinni Newtoniin, siksi se on minusta huono lähtökohta selittää lentämisen fysiikkaa.
    Virtausdynamiikka ei kuulu ydinosaamisalueeseeni (mikähän kuuluu?), joten itse pidättäydyn Newtonissa eli niissä fysikaalisissa faktoissa, joiden tiedän pitävän paikkaansa. Vai pitäisikö sanoa, että luulen tietäväni? Ainakin enemmän kuin tiedän luulevani.

    ReplyDelete
  9. Tähänkin väittelyyn on helppo ratkaisu.

    Kukin alan asiantuntija esittää oman mallinsa jota testataan kokeellisesti esimerkiksi Heurekan laitteistolla.
    Suorakulmainen siipi, jonka mitat ovat 13 cm x 42 xm on kallistettu kulmaan 9,11°. Siipeen kohdistuu vaakasuora 66,6 m/s:n nopeudella kulkeva ilmavirta.
    Kuinka suuri suoraan ylöspäin vaikuttava voima siipen kohdistuu yhtä pituusmetriä kohden?

    Toki kilpailu voisi olla ylipäänsä helposti mitattavasta F(kulma, nopeus) kunhan tuo muoto aluksi sovitaan funktiosta. Tietysti tuota muotoakin voisi muuttaa mutta mennee liian hankaksi/kalliiksi.

    ReplyDelete
  10. Hyvä ehdotus, kunhan vielä selviäisi, mihin kysymykseen kyseinen testi antaisi vastauksen.

    ReplyDelete
  11. Antti Rantanen, DI, Espoo13 October 2010 at 09:43

    Suvanto saa höpöttää mitä vaan. Minä kannatan sirkulaatiota, Bernoullia enkä suvantoa, ja niin tekevät monet muutkin.
    http://www.regenpress.com/

    ReplyDelete
  12. Entäs tämä?
    http://www.onemetre.net/design/Downwash/Circul/Circul.htm

    ReplyDelete
  13. Mikään ei tietenkään estä kutsumasta lentokoneen siiven aiheuttamaa ilmavirtaa vaikka millä nimellä. Vakiintunut merkitys sirkulaatiolle tässä on kuitenkin matemaattinen lauseke.
    Olen yrittänyt esittää tässä lentokoneen nostovoiman fysikaalista perustaa tavalla, jonka esim. keskiverto Heurekan kävijä (kuten myös keskiverto Heurekan humanistisesti suuntautunut opas) voisi ymmärtää. Siihen riittää Newtonin III.
    Ilmoittaudun heti eturivin kuuntelijaksi, jos joku Heurekan oppaista aikoo selvittää ns. Bernoullin pallon fysikaalista periaatetta sirkulaation avulla. Jos hän selviää siitä siten, että sekä hän itse että vierailija ymmärtävät selityksen ja edessään näkevän ilmiön välillä olevan jonkin yhteyden, niin lupaan huutaa hurraata. Ainakin hiljaa mielessäni.

    ReplyDelete
  14. Pentti Pitkänen13 October 2010 at 19:14

    Tuskinpa pääset hurraata huutamaan. Olin pari viikkoa sitten Heurekassa ja lähinnä tunsin myötähäpeää oppaan puolesta hänen yrittäessään kertoa minulle Klassikot nimisen näyttelyn kohteista. Näyttelyn tekstit olivat peräti viidellä kielellä ja kaikilla yhtä lailla pielessä. Huonoiten näistä kielistä osaan viroa, mutta ei näe mitään syytä, miksi teksteissä olevat fysikaaliset faktat olisivat jotenkin vähemmän pielessä sillä kielellä.

    ReplyDelete
  15. Tekstejä on uusittu ihan viime päivinä yleisöltä tulleen palautteen johdosta. Tieteen popularisointikin sujuu hedelmällisimmin vuorovaikutussuhteessa.

    ReplyDelete
  16. Newton ei kerro, miksi siipi työntää ilmaa alaspäin, siksi tarvitaan sirkulaatiota. Siinä se!

    ReplyDelete
  17. Olen Timon kannalla tässä nostovoima-asiassa. Mielestäni ilmiön ydin on juuri se, että siipi ohjaa ilmaa alaspäin, jolloin ilmamassan "rekyyli" nostaa konetta vastaavasti ylöspäin. Yksi alta riman menevä lausahdus MINUN mielestäni on ilmakuoppien ja sakkauksen rinnastaminen. Olen itse ollut onnellinen siinä käsityksessä, että ilmakuopat tarkoittavat laajemman ilmanalan turbulenssia, eivätkä suinkaan siiven pinnalla liikkuvan ilman turbulenttista virtausta, eli sakkausta. Ilmahan on jatkuvasti liikkeessä ja jos lennetään pystysuunnassa paikallaan olevasta ilmasta voimakkaasti alaspäin liikkuvaan ilmaan, tuntuu lentokone "putoavan". Turbulenttisella alueella ilmaa liikkuu suurella nopeudella moneen suuntaan, joten kone heilahtelee sinne tänne.

    Tämä on siis minun näkemykseni, tulen mielelläni korjatuksi.

    -Jarkko

    ReplyDelete
  18. Sanotaan vaikka näin, että ilmakuoppa voi pahimmillaan olla vaikutuksiltaan samanlainen kuin sakkausilmiö. Turbulenssista molemmissa on kysymys, mutta ei vertaus ole paras mahdollinen, koska ilmakuoppia on niin monen moisia.

    ReplyDelete
  19. Anonyymille hieman hyvin yksinkertaistettua newtonilaista lentämisen fysiikkaa molekyylitasolla.
    Täällä on hyvä animaatio siitä, miten ilmamolekyylit käyttäytyvät lentokoneen siiven ala- ja yläpuolella.

    http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/99/Karman_trefftz.gif

    Siiven alapuolisen ilman käyttäytyminen on aika helposti ymmärrettävissä. Hieman yläviistossa asennossa ilmamolekyyleihin osuva siipi työntää molekyylit pomppaamaan siivestä alaspäin ja Newtonin III:n mukaisen vastavoiman avulla ilma työntää siipeä ylöspäin.
    Mikä voima sen sijaan vetää myös siiven yläpuolella olevia ilmamolekyylejä alaspäin. Eihän siivellä ole mitään sellaista vetovoimaa, joka vetäisi ilmaa luokseen - ja vain liikkeellä ollessaan.
    Siiven päälle syntyvä imu vetää ilmaa puoleensa, kuulinko jonkun sanovan näin? Muuten hyvä, mutta imulla ei ole mitään voimaa, jolla se voisi vetää ilmaa puoleensa. Imua ei itse asiassa ole lainkaan olemassa. "Imu" syntyy suuremman paineen omaavaan ilman pyrkiessä kohti pienempää painetta. Ei pölynimurikaan ihan oikeasti ime, vaan pölyt nielevä ilmavirta syntyy suuremman ilmanpaineen aikaansaamasta työnnöstä kohti pienempää ilmanpainetta.
    Jos siipi ei vedä yläpuolella olevaa ilmaa puoleensa, niin mistä syntyy siiven yläpintaan kohdistuva nostovoima? Onko Newton pulassa? Pitääkö kutsua Sirkulaatio paikalle auttamaan?
    Ei toki, kyllä Isaac toistaiseksi on kestänyt hyvin sirkulaation pyöritysyritykset. Siiven yläpinnan päällä ilma on harvempaa, koska alapinta tökkii sitä tieltä pois alaspäin. Tästä syystä alapintaan törmäävien ilmamolekyylien nostovoima vain kasvaa, koska yläpintaa rummuttavien ilmamolekyylien lukumäärä on vähenee. Mitä suurempi nopeus, sitä voimakkaampi on efekti.
    Selitys on yksinkertaistettu ja mutkia oikova, mutta sen avulla saa jonkinlaisen käsityksen siitä, miten newtonilaiset voimat toimivat molekyylitasolla.
    Tosin eihän muita voimia ole olemassakaan - kuten ei esimerkiksi sitä surullisen kuuluisaa keskipakovoimaa.

    ReplyDelete
  20. Olisiko tämä keskustelu on vähän sirkulaatiota vesilasissa... ihmiset tuntuvat tarkoittavan samalla sanalla eri asioita. Asiaa Timon kirjoitus on, puurot ja vellit ovat menneet sekaisin, jos jonkun mielestä jutussa on jotain olennaista väärin.

    Tietysti oikea vastaus riippuu siitä, mikä on kysymys...

    Esimerkkejä:

    -Miten mikään ilmaa painavampi voi pysyä ilmassa?

    -Miten lentokoneen saa a) nousemaan ilmaan ja b) pysymään siellä, ja vielä taloudellisesti?

    -Miksi varpunen tai hävittäjäkone eivät osaa liitää (=lentää ilman räpyttelyä tai moottoria)?

    -Jos Antonov An-225 ja Airbus 380 tappelisivat, niin kumpi voittaisi?

    Pohjana vastauksissa lentämisen arvoitukseen on voima ja vastavoima. Kun tämän periaatteen on tosissaan ymmärtänyt, ymmärtää jo paljon. Pohjaa on sitten kuorrutettava tilannekohtaisesti tärkeillä lisätiedoilla: esimerkiksi kuinka kovaa ja mihin suuntiin ilma venkoilee eri muotoisiin ja eri kulmissa oleviin siipiin törmätessään. Tilanne karkaa äkkiä ennustamattomaksi, ei voi enää laskea mitä tapahtuu.

    ReplyDelete
  21. Netti on täynnä tietoa sitä etsivälle - jopa suomen kielellä. Esim. tässä yksi linkki lentämisen fysiikasta kiinnostuneille.

    http://www.netti.fi/~halle/planes/aerodyna.htm

    ReplyDelete
  22. Mielenkiintoista keskustelua siitä, mikä pitää lentokoneen ilmassa. Valitettavasti te kaikki olette vähintään väärässä. Lentäjänä tiedän että ainoa asia joka pitää lentokoneen ilmassa on raha.

    ReplyDelete
  23. Hyvä kommentti. Totta koko ilmailun historian, sodat, ja etenkin sodat mukaan lukien.

    ReplyDelete
  24. En vieläkään ymärrä, miksei sirkulaatio kelpaa Suvannolle. Mitä vikaa tai väärää siinä on? Vai onko selitys sirkulaation avulla "väärin sammutettu", kuten Suvanto itse niin usein irvailee muiden selityksille?

    ReplyDelete
  25. Heurekassa olevaa ilmavirrassa leijuvaa palloa selitetään tekstissä Bernoullin avulla. Suvanto taas käskee unohtamaan koko Bernoullin. Mihin tässä voi enää luottaa?
    Jostain syystä tämän kohteen teksti on muilla kielillä ihan eri kuin suomeksi. Leijuuko pallo suomeksi eri periaatteella?

    ReplyDelete
  26. Joidenkin näyttelykohteiden tekstejä on tosiaan hieman tarkistettu. Toisia enemmän, toisia vähemmän. Alla oleva kuului niiden perusteellisemman remontin kokeneisiin.

    ”Tieteellinen selitys (vanha)
    Pallon ja ilmavirtauksen välille muodostuu rajakerros. Kun ilmavirta kohtaa pallon, kappaleen muoto ja virtauskitka saavat virtauksen taittumaan alaspäin. Tätä ilmiötä kutsutaan kiertoliikkeeksi eli sirkulaatioksi. Se antaa pallolle nostovoimaa ja saa pallon pysymään ilmavirtauksessa. Tämä on mekaniikan kolmannen lain eli voiman ja vastavoiman lain mukaista.
    Pallon saama nostovoima on riippuvainen sekä ilmavirtauksen nopeudesta että kappaleen ja ilmavirtauksen välisestä kohtauskulmasta. Kohtauskulmasta riippuu, millä tavalla ilmavirta taittuu ja antaa kappaleelle nostovoimaa.”

    Tämän tekstin suurin ongelma oli siinä, että se ei selitä oikein mitenkään varsinaista ilmiötä, vaan kiertelee ja kaartelee sen ympärillä. Pallon ja ilmavirtauksen välille todellakin muodostuu rajakerros. Kysymys kuuluu, miten sen avulla voidaan selittää pallon pysymistä ilmassa?

    Pallo ei ole muodoltaan samanlainen lentokoneen siipi. Vaikka niiden fysiikkaan ilmavirrassa liittyy samojakin elementtejä, niin myös eroja löytyy. Tämä lienee aika luonnollista. Ei ole tullut vielä vastaan lentokoneita, joiden siivet olisivat pallon muotoiset. Pallon pysyminen ilmavirrassa voidaan selvittää varsin pitkälle Bernoullin lain avulla. Onko se sen ymmärrettävämpi? Siihen olen hieman jäävi ottamaan kantaa, koska tämän tekstin jäljet johtavat blogin pitäjän sylttytehtaaseen. Arvioikaa itse ja laittakaa kommenttia.

    ”Tieteellinen selity (uusi)

    Bernoullin lain mukaan virtaavan kaasun dynaamisen ja staattisen paineen summa on vakio. Mitä suurempi virtausnopeus, sitä suurempi on virtaussuunnassa vaikuttava dynaaminen paine ja pienempi sivusuunnassa vaikuttava staattinen paine. Ilmavirran dynaaminen paine on aina suurempi ja staattinen pienempi kuin ympäröivän liikkumattoman ilman paine.
    Suoraan ylöspäin puhaltavassa ilmavirrassa pallo nousee sille korkeudelle, jossa dynaamisen paineen aikaansaama nostovoima ja pallon paino ovat yhtä suuret.
    Pallo pysyy ilmavirrassa, koska sen ulkopuolella olevan liikkumattoman ilman suurempi staattinen paine työntää ilmavirrasta karkuun pyrkivän pallon takaisin.
    Vinosti puhaltavassa ilmavirrassa tilanne on monimutkaisempi. Pallo pysyy ilmassa dynaamisen ja staattisen paineen yhteisvaikutuksesta. Pallon ilmaan kohdistama vastavoima saa ilmavirran kääntymään hieman alaspäin.”

    ReplyDelete
  27. Minusta vanha teksti on selkeämpi ja sen perusteella saa paremmin kuvan siitä, mitä oikein tapahtuu ja mistä se johtuu. Onhan siinä selitetty myös sirkulaatio. Se on ilmavirran taittumista. Sen avulla on helppo ymmärtää siiven nostovoimaa ja palloin pysymistä ilmavirrassa. Sen sijaan virtaavan ilman staattinen paine menee yli hilseen. Miten liikkuva voi olla staattinen?
    Jos vanhoja tekstejä on muutettu, niin toivottavasti muut eivät ole menneet metsään niin kuin tämän kohteen tekstille on käynyt.

    ReplyDelete
  28. Vedetään nyt sen verran takaisin, että sirkulaatio on tosiaan myös ilmiö ja kuten vanhassa näyttelytekstissä sanotaan, sen suomenkielinen vastine on kiertoliike. Sirkulaatio on myös matemaattinen lauseke. Tällaisia kutsutaan homonyymeiksi. Sama sana, useampi eri merkitys.

    Sirkulaatioteorian kannattajat ovat vedonneet tämän sivun tekstiin.

    http://www.ilmailutoimittajat.fi/seli/nostovoiman%20synty.html

    Otetaan lyhyt sitaatti.
    "Sirkulaatio
    Nostovoiman syntymisessä vaikuttava keskeinen asia on useimmille ihmisille tuntematon ilmiö nimeltään sirkulaatio.
    Sirkulaatio lyhykäisesti tarkoittaa ympyränmuotoista liikettä. Sirkulaation avulla voidaan laskea mm. nostovoiman teoreettinen maksimiarvo. Sirkulaation selittäminen onnistuu parhaiten kun tarkastellaan ilman virtausta poikkileikkaukseltaan pyöreän esineen ympäri.
    Parhaiten tämä onnistuu tarkastelemalla äärimmäisen pitkän sylinterin ympäri tapahtuvaa virtausta. Sylinterin on oltava äärimmäisen pitkä siksi, jotta virtaus tapahtuu vain kaksiulotteisesti ja siten sitä voitaisiin tarkastella paperilla."
    1. Kiertoliikkeen ei tarvitse olla ympyränmuotoista eikä se sitä yleensä olekaan vapaasti liikkuvien, kuten ilmamolekyylien kohdalla.
    2. Ei ilmiön avulla voida laskea mitään. Siihen tarvitaan matemaattisia lausekkeita. Tässä kohtaa menee viimeistään ne kuuluisat puurot ja vellit sekaisin.
    3. Kun lentokoneen siiven fysikaalista toimintaa halutaan havainnollistaa äärimmäisen pitkän pyöreän sylinterin avulla, niin minusta mennään jo aika pitkälle tahattoman huumorin puolelle.
    4. Kyllä paperille voidaan piirtää projektioita 3-ulotteisestakin tilantesta.

    Tilanne on suunnilleen sama kuin jos joku kirjoittaisi samassa tekstissä viinistä tarkoittaen välillä nuolikoteloa ja välillä juomaa eikä lukija voisi päätellä mistään, kumpaa milloinkin tarkoitetaan. "Viini on syytä laittaa kaappiin, etteivät lapset pääse siihen käsiksi."

    ReplyDelete
  29. Biologin selitys: linnun pitää ilmassa mato; lehmää ei pidä ilmassa ruoho.

    ReplyDelete
  30. Mielenkiintoinen näkemys. Entäs tämä?
    Hanhen pitää ilmassa heinä, maamyyrän maan alla mato ;-)

    ReplyDelete
  31. Pahus, taisi olla huono teoria...

    Uusi teoria: nisäkkäät eivät lennä, koska ne kasvattavat poikasiaan sisällään ja ovat silloin liian painavia.

    Ai niin, pahus - lepakot. Sitä paitsi: miksi nokkaeläimet eivät lennä?

    Ehkä se on sitten niin, että lehmä ei lennä, a) koska se on niin painava: kaksitoistametrinen lentoliskokin on siihen verrattuna höyhensarjaa, ja b) koska se ei syö kerosiinia - madotkin voisivat kelvata, mutta puolen tonnin elukan on hirmu vaikea löytää niitä tarpeeksi.

    ReplyDelete
  32. "Anonyymi kirjoitti...
    En vieläkään ymärrä, miksei sirkulaatio kelpaa Suvannolle. Mitä vikaa tai väärää siinä on? "

    Asia on edellä jo pariin kertaan sanottu. Kaksi eri asiaa:

    1) luonnonilmiön matemaattinen malli

    2) luonnonilmiön fysikaalisten tapahtumien kvalitatiivinen kuvailu

    Matemaattinen malli, kaava, "luonnonlaki" ei "selitä" mitään, perustele mitään, tarkastele kausalitettia, siis syy-seuraussuhteita jne.

    Esimerkiksi valon taittumislaki n=sina/sinb kertoo, miten valo kulkee, Huygensin periaatteen avulla taas voidaan sitten yrittää kuvailla, mistä se johtuu.

    Stiiknafuulia-tyyppisen taikasanan keksiminen (syynä on "sirkulaatio") jonkin ilmiön "selitykseksi" ei selitä yhtään mitään kenellekään alan ulkopuoliselle. Jos "Anonyymillä" on sukulaisia, esim. täti, voi hän hyvin testata selitystään kertomalla tädilleen, miksi ja miten lentokone pysyy ilmassa.

    ReplyDelete