Raahata

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 4. huhtikuuta 2019 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 12 muokkausta .

Etuvastus on voima , joka estää kappaleiden liikkumisen nesteissä ja kaasuissa. Etuvastus koostuu kahden tyyppisistä voimista: tangentiaalisista (tangentiaalisista) kitkavoimista , jotka on suunnattu pitkin kehon pintaa, ja painevoimista , jotka suuntautuvat pitkin normaalia pintaan. Vastusvoima on dissipatiivinen voima ja se kohdistuu aina kehon nopeusvektoria vastaan väliaineessa. Yhdessä nostovoiman kanssa se on osa aerodynaamista kokonaisvoimaa.

Vastusvoima esitetään yleensä kahden komponentin summana: veto nollanostossa ja indusoitu vastus. Jokaiselle komponentille on ominaista oma mittaton ilmanvastuskerroin ja tietty riippuvuus liikenopeudesta.

Etuvastus voi edistää sekä lentokoneiden jäätymistä (alhaisissa ilmanlämpötiloissa) että lentokoneiden etupintojen kuumenemista yliäänenopeuksilla iskuionisaation avulla .

Virtaus ja esteen muoto	Muodon kestävyys	Vaikutus kitkaviskositeetti
	0 %	~100 %
	~10 %	~90 %
	~90 %	~10 %
	100 %	0 %

Vedä nollakohdassa

Tämä vastuskomponentti ei riipu luodun nostovoiman suuruudesta ja koostuu siiven profiilivastuksesta, nostovoimaan vaikuttamattomien lentokoneen rakenneosien vastustuksesta ja aaltovastusta . Jälkimmäinen on merkittävä liikkuessa lähes- ja yliäänenopeuksilla, ja sen aiheuttaa iskuaallon muodostuminen, joka kuljettaa pois merkittävän osan liikeenergiasta. Aaltovastus tapahtuu, kun lentokone saavuttaa kriittistä Mach-lukua vastaavan nopeuden , kun osa ilma-aluksen siiven ympärillä olevasta virtauksesta saavuttaa yliääninopeuden . Kriittinen luku M on sitä suurempi, mitä suurempi siiven pyyhkäisykulma , sitä terävämpi siiven etureuna ja sitä ohuempi se on.

Vastusvoima on suunnattu liikenopeutta vastaan, sen arvo on verrannollinen ominaisalueeseen S, väliaineen tiheyteen ρ ja nopeuden neliöön:

F=C_{F}{\frac {\rho V^{2}}{2}}S

C_{F}

- dimensioton aerodynaaminen vastuskerroin , joka saadaan samankaltaisuuskriteereistä , esimerkiksi Reynoldsin ja Frouden luvuista aerodynamiikassa.

Tunnusomaisen alueen määritelmä riippuu kehon muodosta:

yksinkertaisimmassa tapauksessa (pallo) - poikkileikkausala;
siivet ja empennage - siiven / empennage-alue suunnitelmassa;
helikopterien potkureille ja roottoreille - joko siipien pinta-ala tai potkurin pyyhkäisyalue;
virtaviivaistetuille vedenalaisille kohteille kostutetun pinnan pinta-ala;
pitkänomaisille pyörimiskappaleille, jotka on suunnattu pitkin virtausta ( runko , ilmalaivan kuori ) - pienennetty tilavuusalue, joka on yhtä suuri kuin V 2/3 , missä V on rungon tilavuus.

Teho, joka vaaditaan vastusvoiman tietyn komponentin voittamiseksi, on verrannollinen nopeuden kuutioon ( ). $P=F\cdot V=C_{F}{\dfrac {\rho V^{3}}{2}}S$

Induktiivinen vastus aerodynamiikassa

Induktiivinen vastus ( englanniksi lift-induced drag ) on seurausta noston muodostumisesta rajallisen jännevälin siivelle. Epäsymmetrinen virtaus siiven ympärillä johtaa siihen, että ilmavirta poistuu siivestä kulmassa siiven virtaukseen nähden (ns. virtauskulma). Siiven liikkeen aikana tapahtuu siis jatkuva sisääntulevan ilman massan kiihtyvyys lentosuuntaan nähden kohtisuorassa ja alaspäin suunnatussa suunnassa. Tähän kiihtyvyyteen liittyy ensinnäkin nostovoiman muodostuminen, ja toiseksi se johtaa tarpeeseen siirtää kineettistä energiaa kiihtyvään virtaukseen . Kineettisen energian määrä, joka tarvitaan nopeuden välittämiseen virtaukseen, kohtisuoraan lentosuuntaan nähden, määrittää induktiivisen vastuksen arvon. Induktiivisen vastuksen suuruuteen ei vaikuta vain noston suuruus (esim. noston negatiivisen työn tapauksessa induktiivisen vastuksen vektorin suunta on päinvastainen kuin voiman vektori, joka johtuu tangentiaalinen kitka), mutta myös sen jakautuminen siiven jännevälille. Induktiivisen reaktanssin minimiarvo saavutetaan nostovoiman elliptisellä jakautumisella jänneväliä pitkin. Siiven suunnittelussa tämä saavutetaan seuraavilla menetelmillä:

järkevän siiven muodon valinta suunnitelmassa;
geometrisen ja aerodynaamisen kierteen käyttö;
apupintojen asennus - pystysuorat siipien kärjet .

Induktiivinen vastus on verrannollinen nostovoiman Y neliöön ja kääntäen verrannollinen siiven S pinta-alaan, sen kuvasuhteeseen , väliaineen tiheyteen ρ ja nopeuden V neliöön : $\lambda$

F_{i}=C_{F_{i}}{\frac {\rho V^{2}}{2}}S={\frac {C_{y}^{2}}{\pi \ lambda }}{\frac {\rho V^{2}}{2}}S={\frac {1}{\pi \lambda }}{\frac {Y^{2}}{{\frac {\ rho V^{2}}{2}}S}}

Siten induktiivinen vastus vaikuttaa merkittävästi lentäessä alhaisella nopeudella (ja sen seurauksena korkeissa hyökkäyskulmissa ). Se myös kasvaa lentokoneen painon kasvaessa.

Kokonaisvastus

Se on kaikentyyppisten vastusvoimien summa:

{\displaystyle F=F_{0}+F_{i))

Koska vastus nollanostossa on verrannollinen nopeuden neliöön ja induktiivinen on kääntäen verrannollinen nopeuden neliöön, ne vaikuttavat eri tavoin eri nopeuksilla. Nopeuden kasvaessa a pienenee, ja kokonaisvastuksen riippuvuuden nopeudesta kuvaajalla ("tarvittava työntövoimakäyrä") on käyrien leikkauspisteessä minimi minimi , jossa molemmat vastusvoimat ovat suuruudeltaan yhtä suuret. . Tällä nopeudella lentokoneella on pienin vastus annetulla nostolla (vastaa painoa) ja siten paras aerodynaaminen laatu . $F_{0}$ $F_{i}$ $F_{0}$ ${\näyttötyyli F_{i))$ $F$ $F_{0}$ $F_{i}$

Loisvastusvoiman voittamiseksi tarvittava teho on verrannollinen nopeuden kuutioon ja induktiivisen vastuksen voittamiseksi tarvittava teho on kääntäen verrannollinen nopeuteen, joten kokonaisteholla on myös epälineaarinen riippuvuus nopeudesta. Tietyllä nopeudella teho (ja siten polttoaineenkulutus) tulee minimaaliseksi - tämä on pisimmän lennon nopeus. Nopeus, jolla tehon (polttoaineenkulutuksen) vähimmäissuhde lentonopeuteen saavutetaan, on suurin kantaman nopeus tai matkalentonopeus .

Katso myös

Kirjallisuus

Yuriev BN Kokeellinen aerodynamiikka . Osa II Induktiivinen vastus, NKOP USSR, 1938, 275 s.

Linkit

Aerodynaaminen veto - artikkeli Great Soviet Encyclopediasta .
Aerodynaaminen vastus - Encyclopedia of Physics -artikkeli

Lentokoneessa vaikuttavat voimat
nostovoima Painovoima työntövoima Raahata