Trage

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 4 aprilie 2019; verificările necesită 12 modificări .

Rezistența frontală este o forță care împiedică mișcarea corpurilor în lichide și gaze. Rezistența frontală constă din două tipuri de forțe: forțele de frecare tangenţială (tangențială) direcționate de-a lungul suprafeței corpului și forțele de presiune direcționate de-a lungul normalei la suprafață. Forța de rezistență este o forță disipativă și este întotdeauna îndreptată împotriva vectorului viteză al corpului în mediu. Alături de forța de ridicare , este o componentă a forței aerodinamice totale.

Forța de rezistență este de obicei reprezentată ca suma a două componente: forța de rezistență la portanță zero și rezistența indusă. Fiecare componentă este caracterizată de propriul coeficient de rezistență adimensional și de o anumită dependență de viteza de mișcare.

Frecvența frontală poate contribui atât la înghețarea aeronavei (la temperaturi scăzute ale aerului), cât și la încălzirea suprafețelor frontale a aeronavei la viteze supersonice prin ionizare prin impact .

Curgerea și forma obstacolului	Rezistenta la forma	Influență vâscozitatea de frecare
	0%	~100%
	~10%	~90%
	~90%	~10%
	100%	0%

Trageți la lift zero

Această componentă de rezistență nu depinde de mărimea forței de sustentație creată și constă din rezistența de profil a aripii, rezistența elementelor structurale ale aeronavei care nu contribuie la forța de sustentație și rezistența la val . Acesta din urmă este semnificativ atunci când se deplasează la viteze apropiate și supersonice și este cauzat de formarea unei unde de șoc care transportă o parte semnificativă a energiei de mișcare. Antrenarea valurilor apare atunci când aeronava atinge o viteză corespunzătoare numărului critic Mach , când o parte din fluxul din jurul aripii aeronavei capătă viteză supersonică . Numărul critic M este cu atât mai mare, cu cât unghiul de mișcare al aripii este mai mare, cu atât marginea anterioară a aripii este mai ascuțită și cu atât este mai subțire.

Forța de rezistență este îndreptată împotriva vitezei de mișcare, valoarea ei este proporțională cu aria caracteristică S, densitatea mediului ρ și pătratul vitezei V:

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

C_{F}

- coeficientul de rezistență aerodinamic adimensional , obținut din criterii de similaritate , de exemplu, numerele Reynolds și Froude în aerodinamică.

Definiția zonei caracteristice depinde de forma corpului:

în cel mai simplu caz (minge) - aria secțiunii transversale;
pentru aripi și empenaj - aria aripii / empenaj în plan;
pentru elice și rotoare de elicoptere - fie zona palelor, fie zona măturată a elicei;
pentru obiecte subacvatice raționalizate, zona suprafeței umede;
pentru corpuri alungite de revoluție orientate de-a lungul fluxului ( fuselaj , carcasă de dirijabil ) - suprafață volumetrică redusă egală cu V 2/3 , unde V este volumul corpului.

Puterea necesară pentru a depăși o anumită componentă a forței de rezistență este proporțională cu cubul vitezei ( ). $P=F\cdot V=C_{F}{\dfrac {\rho V^{3}}{2}}S$

Drag inductiv în aerodinamică

Dragul inductiv ( în engleză lift-induced drag ) este o consecință a formării portanței pe o aripă cu deschidere finită. Curgerea asimetrică în jurul aripii duce la faptul că fluxul de aer iese din aripă într-un unghi față de fluxul de pe aripă (așa-numita teșire a curgerii). Astfel, în timpul mișcării aripii, are loc o accelerare constantă a masei de aer care intră într-o direcție perpendiculară pe direcția de zbor și îndreptată în jos. Această accelerație, în primul rând, este însoțită de formarea unei forțe de ridicare și, în al doilea rând, duce la necesitatea de a conferi energie cinetică fluxului de accelerare . Cantitatea de energie cinetică necesară pentru a comunica viteza fluxului, perpendicular pe direcția de zbor, va determina valoarea rezistenței inductive. Mărimea forței inductive este influențată nu numai de mărimea portanței (de exemplu, în cazul unei lucrări negative a portanței, direcția vectorului forței inductive este opusă vectorului forței datorate frecarea tangenţială), dar şi prin distribuţia sa pe anvergura aripii. Valoarea minimă a reactanței inductive se realizează cu o distribuție eliptică a forței de ridicare de-a lungul intervalului. Atunci când proiectați o aripă, acest lucru se realizează prin următoarele metode:

alegerea unei forme raționale a aripii în plan;
utilizarea răsucirii geometrice și aerodinamice;
instalarea suprafetelor auxiliare - varfurile aripilor verticale .

Dragul inductiv este proporțional cu pătratul forței de susținere Y și invers proporțional cu aria aripii S, raportul său de aspect , densitatea mediului ρ și pătratul vitezei V: $\lambda$

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}}

Astfel, rezistența inductivă are o contribuție semnificativă atunci când zboară la viteză mică (și, ca urmare, la unghiuri mari de atac ). De asemenea, crește pe măsură ce greutatea aeronavei crește.

Rezistență totală

Este suma tuturor tipurilor de forțe de rezistență:

F=F_{0}+F_{i)

Deoarece rezistența la ridicarea zero este proporțională cu pătratul vitezei, iar inductiv este invers proporțional cu pătratul vitezei, acestea au contribuții diferite la viteze diferite. Pe măsură ce viteza crește, a scade, iar graficul dependenței rezistenței totale de viteză („curba de tracțiune necesară”) are un minim în punctul de intersecție al curbelor și , la care ambele forțe de rezistență sunt egale ca mărime . La această viteză, aeronava are cea mai mică rezistență pentru o susținere dată (egal cu greutatea) și, prin urmare, cea mai înaltă calitate aerodinamică . $F_{0}$ $F_{i}$ $F_{0}$ $F_{i)$ $F$ $F_{0}$ $F_{i}$

Puterea necesară pentru a depăși forța de rezistență parazită este proporțională cu cubul vitezei, iar puterea necesară pentru a depăși rezistența inductivă este invers proporțională cu viteza, astfel încât puterea totală are și o dependență neliniară de viteză. La o anumită viteză, puterea (și, prin urmare, consumul de combustibil) devine minimă - aceasta este viteza celui mai lung zbor (loiting). Viteza la care este atins raportul minim dintre putere (consum de combustibil) și viteza de zbor este viteza maximă din interval sau viteza de croazieră .

Vezi și

Literatură

Yuriev BN Aerodinamică experimentală . Partea a II-a Rezistența inductivă, NKOP URSS, 1938, 275 p.

Link -uri

Drag aerodinamic - articol din Marea Enciclopedie Sovietică .
Drag aerodinamic - articol Encyclopedia of Physics

Forțele care acționează asupra avionului
forta de ridicare Gravitatie împingere Trage