Como os aviões de papel criam sustentação se suas asas são planas?

Aviões de papel criam sustentação como qualquer outro avião. Não deixe a seção transversal da asa confundir você; o que o ar "vê" é uma forma diferente.

Quando uma placa plana flui através do ar em um ângulo de ataque positivo, o ponto de estagnação do fluxo (onde o ar se divide em um caminho de fluxo superior e inferior) fica ligeiramente abaixo da borda anterior da asa. Agora, o aerodinâmica logo acima daquele que atinge o ponto de estagnação tem que negociar o canto afiado da borda de ataque, o que fará com que ele se separe da superfície. Isso cria uma pequena bolha de separação, que para as linhas de fluxo mais acima parece uma borda de ataque redonda, e como o resto da asa não tem curvatura, o fluxo se ligará novamente em breve. Quanto maior o ângulo de ataque, mais distante será o ponto de estagnação e maior será a bolha de separação. Em algum momento, o que é promovido pela varredura de ponta, o fluxo separado não irá recolocar, mas produzir um vórtice, como o vórtice que fornece sustentação em asas delta.

A foto acima é de uma simulação; veja o vídeo completo aqui . Observe a cor vermelha na parte frontal do lado superior: Isso indica baixa pressão local, necessária para fazer com que o ar externo negocie a borda de ataque mais a bolha de separação (consulte aqui para uma explicação no nível molecular). Na bolha de separação, a baixa pressão é não acompanhada de alta velocidade de fluxo, uma vez que a turbulência de separação consumiu a maior parte da energia cinética.

O raio real da asa de papel não importa, e pode até ser zero (como quando você ajusta lâminas de barbear à borda de ataque): O ar criará sua própria forma de aerofólio preenchendo com ar separado o que não pode ser alcançado com fluxo anexado.

Aviões de papel têm uma carga de asa baixa o suficiente para que seu ângulo de ataque seja baixo e a separação não se torne muito grande. Tudo o que precisa é de um centro de gravidade no quarto de acorde da ala; é por isso que você precisa dobrar o pedaço de papel primeiro.

É interessante observar uma mosca de avião em forma de delta, ligeiramente pesada em sua cauda: ela reduzirá gradualmente a velocidade e começará a balançar suas asas quando se aproximar da tenda. Uma vez que uma asa está descendo, o aumento súbito em seu AoA local aumentará tanto o movimento reverso, sem guinada perceptível. A placa plana em forma de delta tem um amortecimento efetivo da bobina diretamente na cabine. A falta de guinada é principalmente devido à alta inércia da guinada, mas indica também que o acúmulo de arrasto é moderado na melhor das hipóteses.

Claro, depois de alguns períodos de balanço, o nariz vai cair e ele vai pegar velocidade como qualquer avião bem comportado.

How does a flat wing generate any lift if both sides have the same air pressure?

Os dois lados não têm a mesma pressão.

Um avião plano ainda pode produzir sustentação (pense em colocar um prato para fora da janela de um carro em movimento, se você o apontar levemente para cima, ele vai empurrar para cima, isso é levantar). A principal razão é a condição de Kutta que deve ser satisfeita no bordo de fuga: isso criará circulação ao redor da placa plana, gerará uma diferença de pressão e, assim, gerar elevação.

Porque leva o caminho de menor resistência. Há muito menos arrasto em deslizar para a frente através da massa de ar quando ela cai do que caindo em direção à terra.

Pense sobre isso: se você colocou uma espátula em um bloco de gelatina em um ângulo de 45 graus, então puxou-a em sua direção, ela virá diretamente em sua direção, ou a lâmina tenderá a inclinar para um lado ou de outros? (dependendo de qual direção a borda mais próxima estava ...)

Você diria que esse fenômeno se deve a um diferencial na pressão gelatinosa, ou que a espátula produziu sustentação? Eu não faria. Eu não sou engenheiro, mas eu diria que a faca simplesmente tomou o caminho da menor resistência.

É verdade que uma asa plana pode produzir sustentação, mas as asas de um avião de papel não são planas no topo. Eles têm um pedaço dobrado no topo que se curva ligeiramente para cima. O ar tem que fluir por uma distância maior sobre aquela curva ligeira em comparação com a parte inferior da asa, exatamente como um avião. O ar mais rápido causa uma queda de pressão em relação à parte inferior da asa, portanto, levante.