Peso e geometria | aerodinamica degli aerei per gli studenti

Coefficiente dell’ascensore e dell’ascensore

L’aereo genera l’ascensore muovendosi rapidamente attraverso l’aria. Le ali del veicolo hanno sezioni trasversali a forma di profilo alare. Per una velocità di flusso data con il profilo impostato ad un angolo di attacco al flusso d’aria in arrivo, verrà creata una differenza di pressione tra superfici superiori e inferiori. Ci sarà una regione di alta pressione sotto e una regione di pressione molto bassa in cima. La differenza in queste forze di pressione crea ascensore sull’ala. L’ascensore prodotto sarà proporzionale alla dimensione dell’aircaft; il quadrato della sua velocità; la densità dell’aria circostante e l’angolo di attacco dell’ala al flusso in arrivo.

Per semplificare il problema, il sollevamento viene in genere misurato come coefficiente anon-dimensionale.

$$C_L={\text”Ascensore”}/{1/2pV^2}$$

Nella normale gamma di operazioni di variazione di ascensore coefficentwith angolo di attacco del veicolo sarà approssimativamente lineare,

$$ C_L=aa+C_{S0}= a(α-α_{0})$$

dove

$$a = {∂C_L}/{∂α}=C_{La}$$

coefficiente di portanza aumenta fino ad un valore massimo a cui pointthe ala flusso di bancarelle e ascensore riduce.

I valori del gradiente della curva di sollevamento e del coefficiente di sollevamento massimo sono influenzati dalla forma dell’ala, dalla sua distribuzione della torsione, dal tipo di sezione del profilo utilizzato, dalla configurazione del flap e soprattutto dalla quantità di flusso di down-wash indotto sull’ala dai vortici di punta dell’ala posteriore.

Una semplice approssimazione per i rapporti di aspetto rettilineo, da moderato ad alto è quella di assumere una distribuzione di carico ellittica che dà il seguente risultato,

C C_{La}= {a_0}/{(1 + a_0/{nARe})}$$

dove a0 è il risultato della pendenza della curva di sezionamento 2D ed e è il fattore di efficienza della planform dell’ala. In molti casi la sezione 2D ascensore pendenza della curva $a_0≈2π$ radianti e il fattore di efficienza $e≈1$ in modo che una semplice approssimazione è

$$C_{La}={2π}/{1+2/{AR}}$$

Calcolo di zero angolo coefficiente di portanza $C_{S0}$ o zero ascensore angolo $α_0$ può essere fatto dal presupposto che zero ascensore angolo per l’aereo equalsthe zero ascensore angolo del 2D profilo alare sezione regolato per il wingincidence impostazione. Le proprietà della sezione 2D come l’angolo di sollevamento zero possono essere calcolate dall’analisi della geometria del profilo aerodinamico utilizzando un metodo come l’analisi thin-aerofoiltheory o panelmethod. Un’approssimazione approssimativa è che il liftangle zero per la sezione si trova tra-3o e -1.5 o.

Il calcolo del coefficiente di sollevamento massimo può essere nuovamente considerato approssimativamente uguale al valore della sezione bidimensionale. Un grafico tipico del profilo e dell’ala CL contro α è mostrato nella figura seguente. Vengono mostrati i risultati per la sezione bidimensionale e anaspect ratio 7 rectangular wing utilizzando questa sezione.

Per gli sweptwings, le ali con la conicità complessa o le ali con le falde, un più accuratecalculation deve essere intrapreso facendo uso della teoria di liftingline o del metodo di vortexlattice.

Velocità di volo minima

Dal grafico tipico del coefficiente di sollevamento, si può vedere che esiste un coefficiente di sollevamento massimo ( CL(max) ) per l’aeromobile. Questo imposta il limite di velocità inferiore assoluto per il volo. Se l’aeromobile tenta il volo livellato al di sotto di questa velocità minima, il coefficiente di sollevamento richiesto supererebbe il massimo disponibile, quindi il sollevamento sarebbe inferiore al peso e l’aeromobile inizierebbe a cadere.

L’utilizzo di angoli di attacco che superano il coefficiente di sollevamento massimocausa la separazione del flusso dell’ala e lo stallo dell’aeromobile. Quindi, la velocità minima in cui l’aereo è un coefficiente di sollevamento massimo è chiamata velocità di stallo.

Applicando l’equazione di equilibrio a questa velocità, è possibile calcolare le condizioni di stallo.

$ $ L=W\text” “W=C_L1/2pV^2S $ $

quindi la velocità di stallo sarà

V V_{stall}=√{W/{1/2C_{L(max)}pS}}$$



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