Vill denna enkla ekvation (bild bifogad) ger en grov uppskattning av topphastigheten hos ett stötfångat flygplan?

2

Beräkning av ungefärlig topphastighet för ett fordon är okomplicerat.

$ v = \ sqrt [3] {\ frac {2P} {c \ cdot D \ cdot A}} $

där

  • v = fordonets hastighet
  • P = motorens kraft
  • c = friktionskoefficient
  • D = luftens täthet
  • A = fordonets framsida

Med hjälp av denna ekvation kan du få en grov uppfattning om topphastigheten hos en bil om du känner till sin motorkraft, kroppens friktionskoefficient och dess främre profil.

Är det möjligt att använda samma ekvation för att bestämma en ungefärlig topphastighet för subsoniska flygplan? Utan tvekan ingenjörer på Boeing måste redogöra för 100 ytterligare variabler, men är det tillräckligt bra att producera en anständig approximation för rekvisita som flyger mindre än 500mph?

Den bild som jag bifogade nedan visar också det korrekta sättet att ta hänsyn till variablerna $ A $ och $ c $?

Om $ c $ representerar friktionen längs hela ytan av flygplanet, tyder det på att allt som är lika med att ett flygplan med dubbelt ytan skulle ha dubbelt friktionskoefficienten? Eller tittar jag på $ c $ felaktigt?

    
uppsättning DR01D 12.04.2018 03:47

3 svar

3

Det korta svaret är nej, det kommer inte ge dig en väldigt noggrann uppskattning. Som sagt, inkluderar din ekvation inte hiss. Med tanke på vissa grundläggande motorspecifikationer och aerodynamiska egenskaper kan topphastigheten för flygplan uppskattas genom att bestämma skärningspunkten för nödvändig effekt och tillgänglig effekt. Tillgänglig effekt är baserad på valda motorer och propellrar, och den önskade effekten är baserad på vingebelastningen, höjningskoefficienten och andra parametrar som beskriver mängden kraft som krävs för att bibehålla minsta lyft.

    
svaret ges 15.04.2018 07:43
3

Will this simple equation produce a rough estimate of the top speed of a prop driven aircraft?

Ja, men bara med rätt referensområde .

Du är på rätt spår, men måste överväga vad en friktion koefficient är. En koefficient är ett dimensionslösa värde som, vid friktion, måste multipliceras med ett område och ett dynamiskt tryck för att ge en kraft. Att jämföra denna kraft till den tillgängliga kraften ger verkligen en bra uppskattning av maxhastigheten.

Det är emellertid inte tillräckligt att applicera en viss friktionskoefficient. Du behöver veta hur mycket ytan har ett laminärt gränslag, vilken lokal ruhet och Reynolds-talet för flödet är och du måste lägga till korrigeringsfaktorer för Mach och relativ tjocklek, vilket visas i detta svar . Och metoden fungerar bara för snygga former - en trubbig bas som på pendeln kommer att lägga till mycket tryckdrag som försummas med denna metod.

Om du har gjort allt, använd den fulla fuktiga ytan på hela flygplanet (inte bara dess vingeyta!) för dragberäkningen. Frontprofilen hjälper dig inte - nu behöver du topp och sidovy för att komma fram till ett användbart resultat. För god åtgärd bör du också lägga till en korrigeringsfaktor för att ta hänsyn till ytfelektioner (luckor, nitarhuvuden, antenner ...).

Men hiss är inte övervägd, du kanske säger. Ja, men dra på grund av att hissen är obetydlig med högsta hastighet för välmotoriserade flygplan . Om du önskar ett mer exakt resultat, bör du naturligtvis inkludera inducerad dra.

If c represent the friction along the entire surface of the aircraft does this suggest that all things being equal an aircraft with twice the surface area would have twice the coefficient of friction?

Nej . Koefficienten blir densamma, men referensområdet kommer att fördubblas, så kraften kommer att fördubblas också.

    
svaret ges 22.04.2018 20:58
1

Den viktigaste aspekten av flygningen är hiss och dina bilekvationer har inte det så nej, du kan inte uppskatta någon hastighet för ämnesflygplanet. Det finns ingen vikt, lyftkoefficient, vinge eller vingeområde. En friktionskoefficient gäller för ytarea, inte vid frontytan, där du behöver en dragkoefficient. Koefficienterna ändras inte när de tillämpas på ett större referensområde.

Här är en NASA-sida som handlar om lyft:

länk

    
svaret ges 14.04.2018 05:17