Podstawowe teorie dotyczące siły nośnej zostały opracowane w pierwszych dziesięcioleciach XX wieku i wraz z szybko rozwijającymi się metodami badawczymi oraz danych doświadczalnych umożliwiających weryfikowanie teorii, stały się podstawą obliczeń i konstrukcji samolotów jako urządzeń technicznych.

Jednocześnie jednak od początku istnienia lotnictwa fascynowało ono nie tylko szerokie rzesze ludzi, ale również angażowało uwagę popularyzatorów nauki. Powstało w związku z tym wiele nieprawidłowych objaśnień powstawania siły nośnej.

Dwa najpopularniejsze opisano poniżej.

Model "puszczania kaczki po wodzie"

Rys.11 W przypadku opływu płynem błędny model - cząsteczki uderzając w dolną część płata powodują powstawanie siły nośnej

Nazwa tej teorii wzięła się od wyrzucanego, płaskiego kamienia, który rzucony pod odpowiednim kątem i z odpowiednią siłą, wielokrotnie odbija się od tafli wody (tzw. puszczanie kaczek). Taki model poprawnie przypisuje powstawanie siły nośnej zmianie pędu ośrodka w kierunku prostopadłym do kierunku ruchu, ale pomija oddziaływanie płynu z górną częścią płata. To założenie jest słuszne przy ruchu ciała w płynie z prędkością znacznie większą od prędkości dźwięku (np. podczas pierwszej fazy powrotu statku kosmicznego na ziemię) oraz przy opływie profilu przez medium nieciągłe - strumień piłeczek pingpongowych, piasku. Przy opływie ośrodkiem ciągłym i dla prędkości porównywalnych lub mniejszych od prędkości dźwięku założenie to jest zupełnie niesłuszne i obliczana w ten sposób siła nośna jest kilkakrotnie niższa od rzeczywistej.

Niepoprawne szacowanie siły nośnej było nawet przyczyną pewnego opóźnienia w podejmowaniu prób tworzenia aparatów latających cięższych od powietrza, poglądy z końca XIX wieku nie dawały szans na lot przy użyciu ciężkich i słabych wtedy silników. Jeden z zasłużonych polskich uczonych wycofywał swój artykuł na ten temat, który ukazał się w tym samym czasie, kiedy bracia Wright dokonali pierwszego udanego lotu (14 lub 17 grudnia 1903).

Teoria ta dobrze sprawdza się w kosmosie, przy ruchu promu kosmicznego wchodzącego w atmosferę Ziemi (mała gęstość, prędkości rzędu 16 000 km/h).

Model "dłuższej drogi i konieczności spotkania się cząstek"

Usiłuje się tu posłużyć elementami mechaniki płynów, ale przyjmuje błędne założenie, że odpowiednie cząsteczki poruszające się powyżej płata oraz poniżej muszą spotkać się za płatem (rys.12). Ponieważ na skutek wypukłości górnej części płata mają one do przebycia dłuższą drogę - prędkość przepływu nad górną częścią płata jest większa niż nad dolną. Większej prędkości musi odpowiadać mniejsze ciśnienie – zgodnie z prawem Bernoulliego. Różnica ciśnień powoduje powstanie siły nośnej.

W rzeczywistości cząsteczki będące obok siebie przed płatem nie spotykają się za płatem jak na rysunku. Próby obliczenia siły nośnej na podstawie takiego przebiegu prowadzą do rezultatów niezgodnych z rzeczywistością. Według tej teorii siła nośna zależy tylko od kształtu skrzydła, a nie od kąta natarcia, co jest niezgodne z doświadczeniem. Nie próbuje nawet wyjaśnić tego, że samolot może lecieć lotem odwróconym, gdy siła nośna działa w przeciwnym niż „normalnie” kierunku.

Zobacz też