In de vorige lezing besloot ik de liftvorm. Deze lezing gaat over de drag. Ik hoop dat u de formula voor de liftvorm herinnert.
Deze vorm is het gelijk aan het product van een aantal parametres. Deze parametres zijn de liftcoëfficiënt, de luchtdensiteit, de luchtstroom en de luchtvorming. We hebben ook gezien dat de liftcoëfficiënt ondimensionaal is. Voor de drag hebben we een simpele formula.
De enige verschillen zijn dat de liftstroom L wordt vervangen door de dragstroom D en dat de liftcoëfficiënt wordt vervangen door de dragcoëfficiënt. De structuur van de formula is hetzelfde, ook deze coefficiënt is ondimensionaal en de andere variabelen hebben dezelfde betekenis als in de equatie voor de lift. De drak is gecomposeerd door verschillende contributies. Een manier om de drak te splitsen is om naar de profieldrak en de parasitische drak te kijken. De profieldrak is geïnteresseerd bij de vliegtuigen en de parasitische drak bij de andere secties van het aankledingstekst, zoals de fuselage, onderkruis, etc.
In de tweede manier kan de profieldraad verder gesplitst worden in drukdraad en frictie-draad. De drukdraad is de resultantvorm als we de integrale druk over het profiel van de wagen nemen. De frictie-draad gebeurt als het licht contact heeft met de lichaamsvorm van de wagen.
In deze slide kun je verschillende types draad zien. Eerst hebben we de huidsfriksie, als de lucht over de vliegtuigslijm glijdt. We hebben ook de drukwacht, die verschillende drukwachten creëert en een turbulent vlucht en vortessen veroorzaakt. Dan is er de wavendruk, die wordt door schokwachten van een aardvuur veroorzaakt.
Kijk naar de schokwachten van deze fighterjetten, die voor de condensatie van het luchtgeweer te zien worden. Deze type drukwacht is specifiek voor transsonische en supersonische vluchten. Uiteindelijk hebben we de parasitische draag van alle componenten die niet bij de lift van het aardrijven betrekken.
Vaak wordt de draagcoëfficiënt gespliterd in een component die op de liftcoëfficiënt bepaalt, de zogenoemde indukte draag, en de component die afhankelijk is van de liftcoëfficiënt, de CD0. Om de verschil te uitleggen tussen de frictie- en de drukstroom, kijk ik naar de volgende foto's. Van links naar rechts zie je een vergroting in drukstroom en een vergroting in frictie-stroom.
Drukstroom is een stroom die perpendicular acteert aan de bovenkant van een vrachtwiel. De frictie-stroom acteert in parallel aan de bovenkant van de vrachtwiel. Tot nu toe hebben we twee-dimensionale beelden van wingen of cross-sectionen van wingen gezocht. We hebben de oplossing gezocht dat de wingen een infiniete lengte hadden. In de realiteit hebben de wingen een beperkt grootte en er is een gevolg van een scherp scherp.
als we kijken naar drie-dimensionale wingen. Over de wang is de luchtversterking vermindert. Onder de wang is de druk een beetje vergroten. Bij de wangtip kan de hoge druk van de lage vlakte rond de wangtip om te matchen met de lage druk op de bovenste schijn van de wang. Dit genereren vortices die ook belangrijke drukkrachten kunnen veroorzaken.
Om deze vortessen te verminderen, worden nu wingen op de wingtips geïnstalleerd. Deze wingen kunnen de draad van een vliegtuig van 3 tot 6% verminderen en resulteren in een belangrijke vermindering in brandstofverbruik. Deze vermindering kan gebruikt worden om de afstand van het vliegtuig te vergroten. Als we de lift-curve en de simpele drag-curve in één plot brengen, zien we de lift-curve die bijna lineair is tot zijn maximaal.
De drag-curve is een exponentiële curve, omdat de vervangende drag vervolgens de lift-coëfficiënt van de 2e is. Besef dat elke curve zijn eigen verticale akses heeft en dat de lift-coëfficiënt ongeveer 5 keer groter is dan de drag-coëfficiënt. Als we de CL en CD-koefen gebruiken, kunnen we een zogezegde lift-dragpola ontwikkelen. In deze koef is de liftcoëfficiënt geplotseerd als functie van de dragcoëfficiënt.
Van deze plot kan de meest efficiënte vluchtvorm worden vervangen, dat is de punt met de hoogste CL-CD-ratio. Deze ratio kan gevonden worden door de tangent naar de koef te draaien. De maximum CLCD ratio is de Glide ratio.
Waarom is deze waarde belangrijk? Deze ratio is interessant voor het ontwerp van een vliegtuig. Voor optimum vlieg zou men het liefst blijven als het mogelijk is, omdat op dat moment de draag minimaal is voor een bepaalde vliegtuig.
Dus de brandstofverbruik is het laagst in dat geval. Om je een idee te geven over de glijdratio's van sommige vliegtuigen en beelden, kijk naar deze lijst. Zelfde vliegtuigen en vliegtuigen met slende vliegen, zoals de U-2-verstuiging, hebben erg hoge glijdratio's. Ook de glijdratio voor een Boeing 747 is nog steeds hoog.
Aan de andere kant vliegt de Space Shuttle zoals een brug. Het heeft een erg laag glijdratio. Noter ook de glijdratio's voor de buren, in het bijzonder de albatross, die een superbe glijder is.
Deze buren hebben ook een lage gewicht, wat de buren excellente vluchtvaardigheden geeft over lange tijdsperken. Om het einde te doen, hebben we in deze lezing gekeken naar de drukvormen die op een aardrijven werken. Deze moeten zo klein mogelijk zijn.
De druk komt uit veel bronnen, sommige van die, zoals de tipfortessen, kunnen worden vermindert. In de laatste lezing over vormen op aardrijven gaan we kijken naar de gewicht- en vrachtvormen.