马格努斯效应

马格努斯效应的科学定义 : 当一个旋转物体的旋转角速度矢量与物体飞行速度矢量不重合时,在与旋转角速度矢量和平动速度矢量组成的平面相垂直的方向上将产生一个横向力。在这个横向力的作用下物体飞行轨迹发生偏转的现象称作马格努斯效应。

马格努斯效应的内容(关于马格努斯效应)(1)

简单地说,就是一个圆柱体在顺时针旋转着向前运动时会带动周围的气体流动,使圆柱体上侧气体速度增加,下侧气体速度减小,然后根据伯努利定律:流体速度大的地方压强小,速度小的地方压强大,因此这时会产生向上的升力,马格努斯效应飞行器也就是利用这一原理进行飞行的。

最为我们熟知的就是足球中的香蕉球

马格努斯效应的内容(关于马格努斯效应)(2)

马格努斯效应的内容(关于马格努斯效应)(3)

飞行并旋转着的乒乓球,不管是上旋、下旋,还是侧旋,其运动弧线都遵循伯努利定律。

马格努斯效应的内容(关于马格努斯效应)(4)

乒乓球带着上旋飞行时,同时也带着其周围的空气一起旋转,但是由于球体上沿周围空气旋转方向和对面空气方向相反,因而受到阻力,导致其流速降低。而球体下沿的气流与迎面空气阻力方向相同,因而流速加快。最后的结果是,本来球体上下沿的压力相等,现在变成上沿的增大,而下沿的减小。这样由于球体受力不均衡,总的合力方向是向下,给击球者的感觉就是上旋球的下落速度加快。因此,在相同的条件下,上旋球的飞行弧线比不转球的飞行弧线要低、要短。

马格努斯效应的内容(关于马格努斯效应)(5)

如果是下旋球,其受力情况跟上旋球恰好相反,球体上沿的空气流速快,压强小,下沿的空气流速慢,压强大,所以气流给球体一个浮举力。这样,在其他条件相同的情况下,下旋球比不转或上旋球的弧线要高,要长。

马格努斯效应的内容(关于马格努斯效应)(6)

当右旋(顺时针)子弹遭遇左侧风时,子弹上半部分运行方向与风相同,旋转带来的摩擦力会增加气流速度,下半部分则相反。根据伯努利弹丸会受到一个向上的升力。风向或者弹丸旋转方定律,流体速度大的地方压强小,流体速度小的地方压强大,这时就会对子弹产生向下的负升力,进而对对其飞行轨迹产生影响。

马格努斯效应的内容(关于马格努斯效应)(7)

相对于风偏,马格努斯效应引起弹丸偏移不算太大,在近距离射击时完全可以忽略。但远距离狙击时不能忽略不计。马格努斯效应与子弹自旋速度、表面积、和风速有关。VLD超低阻弹丸细长,表面积大,受到马格努斯效应影响更大,对于军用狙击标准而言(1MOA),当风速大于4m/s,射程超过400m以上,马格努斯效应影响就会比较明显,在超长距离狙击时,子弹会因此马格努斯效应偏移1、2米甚至更远。

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