Link til fly-teori.
Bjørn Lerkerød:

"Jeg har en kollega som regelmessig forsyner meg med klipp fra tyske aviser. Flere av avisene har en kvalitet på fagstoffet, som er sjelden vare her i landet. 
En artikkel hvorfor flyet blir løftet traff meg. Det ser ut til at jeg har bedrevet vranglære. Forfatteren har trolig rett. "

Fysikklæreren utfordrer  våre eksperter til å kommentere den og forklare prinsippene for oss! 

 

Klippet og skannet fra Die Zeit, 17. mai 2001:

Her tar skolevisdommen feil

Hvorfor kan et fly flyge? Fram til i dag blir det forklart galt, kritiserer to amerikanske forskere.

Av ULRICH SCHNABEL

Ingen ting mellom himmel og jord blir varig lukket for det gjennomtrengende blikket til moderne naturvitenskap. Langt fra! Mange ganger viser de tilsynelatende enkleste ting seg å være dyptgående hemmeligheter. Tar vi for eksempel spørsmålet: Hvorfor kan et fly flyge? Et latterlig problem. Attpå til, ingen ting for en vitenskapsside, skulle man mene. Er ikke temaet gjort ferdig etter at brødrene Wright i 1903 første gang hevet seg? Fins det ikke i dag en enkel forklaring i alle skolebøker?

Akkurat dette er problemet - i hvert fall for David Anderson. "Den vanlige forklaringen er en slags myte - den er ganske enkelt gal!", tordner fysikeren fra Fermi-laboratoriet i Chicago. "Men forklaringen lever sitt eget liv, slik at man finner den på web-sidene til NASA og i fysikkbøkene." Derfor har Anderson nå startet en kamp mot dumheten. Sammen med aeronautikeren Scott Eberhardt har han gitt ut boken Understandig Flight på forlaget McGrawHill. Også Eberhardt har stadig lagt merke til at studentene hans ikke har utviklet noen ekte forståelse av fysikken for fly. "De kan forklare det matematisk, men det er ikke det samme som å forstå."

Vanligvis blir kraften oppover på et fly forklart med det såkalte bernoulliprinsippet. Det har fått navn etter den sveitsiske matematikeren Daniel Bernoulli, som i det 18. århundret utforsket strømmende væsker. Bernoulli oppdaget en grunnleggende sammenheng mellom hastigheten for en strømmende væske og det trykk som den utøver, men han hadde ikke noen drøm om flygende maskiner, Kort sagt lyder Bernoullis prinsipp: Jo hurtigere strømning (for eksempel i et rør), jo lavere trykk (på veggene i røret). Dermed, slik argumenterer mange skolebøker, lar løftekraften på flyet seg forklare. På den krumme oversiden av flyvingen må luften tilbakelegge en lengre vei enn luften på undersiden. Altså beveger luften på oversiden av bæreflaten seg raskere. Da oppstår det et lavere trykk på over flaten og denne trykkforskjellen hever flyet.

 

 

 
Hvorfor i himmelen navn, spør Anderson, skulle begge luftstrømmene komme samtidig fram der vingen slutter? Det er åpenbart tull. Ikke noe som helst tvinger luftmolekylene til å nå målet samtidtidig. Dessuten, etter denne logikken, burde kunstflyging over hodet ikke være mulig. For med omvendt vingeprofil, måtte ifølge skoleboklogikken, trykkforholdene bli motsatte og flyet styrte. Av den grunn favoriserer Anderson og Eberhardt en annen forklaring, den såkalte Coanda-effekten. Den beskriver tendensen for luft (eller andre lettflytende medier) til å henge fast og følge krumningen når den strømmer forbi. Av det følger at luften på oversiden av vingen blir suget ned . Gjennom det oppstår et undertrykk. Utslagsgivende for løftekraften er ganske visst ikke vingeprofilen men vinkelen [vingen danner med luftstrømmen]. En skrått innstilt vinge trykker luften ned, idet den øver en kraft på luften. Det fremkaller straks en like stor motkraft (Newtons berømte lov actio [=] reactio). Med det blir vingen presset oppover. Voilá.

At Anderson og Eberhardt har gjennomgående rett med sin kritikk av den gjengse skolebokforklaring, innrømmer andre eksperter uten forbehold. Dog understreker likevel at de vil tenke over om løftekraften også lar seg forklare med bernoulliprinsippet. Dette må bare bli tolket på en annen måte: Når luften treffer forkant av vingen blir den fortettet som i en flaskehals og med det tvunget til å flyte raskere. Resultatet blir det samme: En trykkforskjell frambringer løftekraften.

 

Så er i teorien gåten med flygning løst dobbelt. Når enden er god, er all ting godt? Ja, var det bare så vel. "En helt eksakt forklaring er dessverre ikke så enkel", sier Rudolf Voit-Nitschmann, leder av Institutt for bygging av fly ved Universitetet i Stuttgart. For bygging av fly i praksis er så vel Newtons lov som bernoulliformelen for enkel. Den faktiske løftekraften for en flyvinge kan man i siste omgang bare finne i en vindtunnel. Riktig nok finnes det anvendbare dataprogrammer for beregning av kompliserte strømningsforhold, men heller ikke de kan levere noen eksakte resultater. Og så leverer professor Rudolf Voit-Nitschmann en setning som etter 100 år med luftfart lyder forbausende fra munnen til en profesjonell flykonstruktør: "Flyving hører vel til de fenomener som vi kan iakta i naturen og ganske enkelt må akseptere."

Og så sier noen at fysikken ikke møter noen hemmeligheter lenger.

Kritian Fossheim:
Eit problem som er gripe ut av lause lufta!

Eg har nyleg lese den originale artikkelen om flyging som ligg bak oppslaget frå Tyskland. Intervjuet stod i New Scientist nyleg. Det kan sikkert finnast på nettet om ein tar seg tid til å leite.

Eg vil berre kort kommentere: Å påstå at den klassiske framstillinga i lærebøkene er feilaktig, er ein misvisande påstand. Å bruke Bernoullis prinsipp er sjølvsagt rett. Men ordbruken knytt til målingane av trykkvariasjonane rundt flyvengen kan vere misvisande dersom ein forklarar løfteevna som eit undertykksfenomen på oversida av vengen. Det å seie at eit "undertrykk" faktisk utgjer den fysiske krafta som løfter, er sjølvsagt aldeles feil.

For å forstå kraftverknaden og fjerne mystikken, er det berre å spørje seg kva for verkelege fysiske krefter som er operative. Då vil ein innsjå at kraftverknaden på flyvengen består i molekylære støyt mot vengen, både mot oversida og undersida. Det som ber flyet oppe er kort og godt at der er eit overskot av molekylære impulsar mot undersida samanlikna med tilsvarande molekylære impulsar mot oversida. Totaliteten av molekylære støyt mot flyvengen frå undersida utgjer den totale krafta oppover, tilsvarande gir støyt mot oversida den totale krafta nedover. Flyvengen har ei form og ein vinkel som gjer at når propellen eller jetkrafta driv flyet framover, blir det ei større vertikalt verkande kraft frå molekylære støt i positiv retning (oppover), mot undersida, og ei mindre verikalt verkande kraft i negativ retning (nedover) mot oversida. Den positive differansen mellom desse totale kraftene gir dermed løftet som kan bere ei viss last: fly med innhald.

I neste omgang kan ein så gjere dette argumentet om til eit spørsmål om trykk der ein måler den gjennomsnittlege effekten av dei indiviuelle molekylære støt. Trykkmålinga er difor ein direkte representasjon av dei molekyløre støt, og sjølvsagt heilt korrekt. Likeeins, sidan Bernoullis likning uttykker korleis trykkrefter varierer, er denne analysemetoden korrekt.

Den store misforståinga er ofte at mange forestiller seg at eit undertykk på oversida i seg sjølv representerer eit kraft (oppover). Dette er sjølvsagt meiningslaust. Det er den intergrerte kraftverknaden rundt heile overflata av vengene som gjev netto berekraft, og det har nok lærebøkene til vanleg rett framstilling av.

Påstanden om at flygingas fysikk generelt sett er feil framstilt i fysikklitteraturen - med det atterhaldet eg nemnde- kan vi difor ta med stor ro. Konklusjon: Eit problem som er gripe ut av lause lufta!

Med helsing
Kristian Fossheim
Professor