Dragkraft beror på hastighet och typ av motor. För att förenkla saker kan vi säga att tryckkraften förändras över hastigheten i proportion till uttrycket $ v ^ {n_v} $ där $ n_v $ är en konstant som beror på motortyp. Kolvflygplan har konstant effekt och trycket är invers med hastighet över hastighetsområdet för acceptabla propellervektiviteter, varför $ n_v $ blir -1 för kolvflygplan. Turbopropar gör lite användning av ramtrycket, så de tjänar lite från att flyga snabbare, men inte mycket. Deras $ n_v $ är -0,8 till -0,6. Turbofans är bättre med att utnyttja ramtrycket, och deras $ n_v $ är -0,5 till -0,2. Ju högre bypass-förhållandet desto mer negativt blir deras $ n_v $. Jets (tänk J-79 eller till och med den gamla Jumo-004) har konstant tryck över hastigheten, åtminstone i subsoniskt flöde. Deras $ n_v $ är ungefär 0. Positiva värden på $ n_v $ kan hittas med ramjets - de utvecklar mer kraft desto snabbare rör de sig genom luften.
Drag beror också på hastighet, och dessutom på hissen. Under startrullen växer det dynamiska trycket med hastigheten, och draget är nästan proportionellt mot det dynamiska trycket. Eftersom flödet Reynolds nummer också ökar med hastighet minskar nolllyftens dragkoefficient (aka friktion plus tryckdragningskoefficienten) med fart. Beroende på flygplanets grundinställning kommer det att skapa en del hiss under rullningsfasen, men hissen ökar väsentligt under rotationen när den lyfts upp för att lyfta flygplanet från marken. När flygplanet accelererar längre efter lyft, går den lyftberoende delen av drag ned med hastighet medan nollhissdelen fortsätter att öka med dynamiskt tryck.
För de flesta flygplan är trycket högst när flygplanet är i vila (konstant stigningspropeller kan ha en elak effektivitet vid start när de är optimerade för snabb flygning, så här kan du ha högre drivkraft vid viss positiv hastighet) och minskar Ju snabbare flyget flyger genom luften. Eftersom drag är också lägst med flygplanet i vila är den högsta accelerationen möjlig direkt efter bromsutlösningen. Så snart flygplanet roterar, kommer den nya lyftberoende dragkomponenten att orsaka en markant minskning av accelerationen, och när flygplanet klättrar, måste en del av överskjutande tryck klättra, så accelerationen minskar igen.
Newtons första lag ger en formel för acceleration a: $$ a = \ frac {T - D} {m} $$ där T är dragkraft, D är dra och m är flygplanets massa. Integrationen av acceleration över tid ger hastighet.
Det finns ingen enda formel för hastighetskurvan, och min rekommendation är att dela upp starten i tre sektioner: Jordrull, rotation och första klättring. I alla faser måste du beräkna med hastighetsdämpande drag och tryck, så det är bäst att integrera parametrarna stegvis i små steg.
Kommentarerna uppmanade mig att ge en mer detaljerad lista över dragkomponenter. Dessa här måste beaktas under startrutan:
- Flygelens nacklyftdragning (på grund av friktion och tryck)
- Inducerad (lyftrelaterad) dragning för flygplanet i horisontell inställning, inklusive minskning på grund av mark effekt
- Fördröjning på grund av flikar i startposition
- Dragredskapet dra
- Hjulfriktion (0,025 * vikt på en hård banan, men mycket mer på mjuk mark)
- Kinetisk energiförlust eller vinst på grund av banans sluttning
Med rotationspåverkan måste dessa dragkomponenter läggas till:
- Trim dra på grund av hissböjning för att lyfta näsan
- Inducerad dra vid den faktiska pitchvinkeln
När flygplanet lyfts av måste dessa ändringar övervägas:
- Minskad kraft för acceleration på grund av effektbehov för klättring
- Inget mer hjulfriktion
- När kugghjulet drags in drar ökningen när dörrarna öppnas och minskas kraftigt när alla hjul är stuvade.
- Jordverkan minskar när flygplanet klättrar bort från marken
Glöm inte att inkludera vindhastighet i din beräkning!