Forta de ridicare

forta de ridicare

Fișiere media la Wikimedia Commons

Forța de ridicare este o componentă a forței aerodinamice totale, perpendiculară pe vectorul viteză al corpului într-un flux lichid sau gazos, rezultată din asimetria fluxului în jurul corpului. Forța aerodinamică totală este integrala presiunii din jurul conturului profilului aripii .

${\mathbf {Y}}+{\mathbf {P}}=\oint \limits _({\partial \Omega }}p{\mathbf {n}}\;d\partial \Omega$

Unde:

Y este forța de ridicare,
P - împingere ,
$\partial \Omega$ — limita profilului,
p este valoarea presiunii,
n - profil normal

Conform teoremei lui Jukovski , mărimea forței de ridicare este proporțională cu densitatea mediului, viteza curgerii și viteza fluxului de circulație .

Aproximativ, apariția portanței poate fi explicată prin faptul că, datorită prezenței inerției și vâscozității în gazul care curge în jurul aripii la un unghi de atac diferit de zero , gazul din partea unghiului pozitiv de atac trebuie accelerați, depășind inerția, pentru a ajunge din urmă cu suprafața „fugată” a aripii și, pe de altă parte, să se micșoreze sub influența suprafeței de rulare. Ca rezultat, avem următoarele componente ale forței de ridicare:

o schimbare a direcției fluxului de gaz și accelerația acestuia pe de o parte, decelerația pe de altă parte și sunt echilibrate de forța de ridicare conform legii conservării impulsului .
diferența de presiune corespunzătoare rarefării pe o parte a aripii și compresiei pe cealaltă, determină apariția unei forțe îndreptate spre un unghi pozitiv de atac.

Puteți citi mai multe despre legătura dintre câmpurile de viteze, presiune, inerție și vâscozitate ale mediului în descrierea ecuațiilor Bernoulli și a ecuației Navier-Stokes .

Dacă viteza fluxului de aer deasupra aripii este mai mare decât viteza fluxului de aer sub aripă, atunci, conform ecuației Bernoulli, aceasta corespunde unei căderi de presiune . Forța de ridicare poate fi calculată folosind formula , unde este densitatea aerului și este aria aripii. Indicând viteza fluxului de aer în raport cu aripa prin , și viteza fluxului de circulație prin , obținem , , — formula lui Jukovski [2] . $v_{1)$ $v_{2)$ $\Delta p=p_{2}-p_{1)$ $F_{p}=(p_{2}-p_{1})S={\frac {\rho }{2))(v_{1}^{2}-v_{2}^{2} )S$ $\rho$ $S$ $u$ $v$ $v_{1}=u+v$ $v_{2}=uv$ $F_{p}={\frac {\rho }{2}}(v_{1}^{2}-v_{2}^{2}) S={\frac {\rho }{2} }(v_{1}+v_{2})(v_{1}-v_{2})S={\frac {\rho }{2}}2u2vS=2{\rho }Svu$

Coeficient de ridicare

Coeficientul de portanță este o mărime adimensională care caracterizează forța de portanță a unei aripi de un anumit profil la un unghi de atac cunoscut . Coeficientul este determinat experimental într-un tunel de vânt sau conform teoremei lui Jukovski .

John Smeaton a calculat deja în secolul al XVIII-lea factorul de corecție a portanței (denumit în continuare coeficientul lui Smeaton, neindicat în formulă) pentru formula de calcul al forței de ridicare. Formula arată ca [3] :

Y=C_{y}{\frac {\rho V^{2}}{2}}S

Unde:

Y

- forta de ridicare (N),

C_{y}

- coeficient de portanță în funcție de unghiul de atac (obținut empiric pentru diferite profiluri de aripă),

\rho

— densitatea aerului la altitudinea de zbor (kg/m³);

V

— viteza fluxului care se apropie (m/s);

S

este suprafața caracteristică (m²).

Formula pentru calcularea rezistenței este similară cu cea de mai sus, cu excepția faptului că se folosește coeficientul de rezistență în locul coeficientului de ridicare . $C_{x}$ $C_{y}$

Factorul de corecție, a cărui valoare, conform calculelor lui Smeaton, a fost de 1.005, a fost folosit de mai bine de 100 de ani, iar doar experimentele fraților Wright , în timpul cărora au constatat că forța de ridicare care acționează asupra planoarelor era mai slabă decât cea calculată, au făcut este posibilă rafinarea „coeficientului Smeaton” la o valoare de 1, 0033.

Note

↑ Flux de aer peste o aripă . Preluat la 15 aprilie 2021. Arhivat din original la 27 aprilie 2021.
↑ Kabardin O. F., Orlov V. A., Ponomareva A. V. Curs opțional de fizică. clasa a 8-a. - M .: Educaţie , 1985. - Tiraj 143.500 exemplare. - S. 151-152.
↑ Clancy LJ Aerodynamics, Secțiunea 4.15

Link -uri

Forțele care acționează asupra avionului
forta de ridicare Gravitatie împingere Trage