är kompressibiliteten hos luften, orsaken till höga aspektförhållande vingar är effektivare

3

Som sagt många gånger här 1 , 2 , 3 vingar generera lift genom att flytta luften nedåt. Denna nedåtgående luft skapar en lika och motsatt kraft som skjuter upp flygplanet.

Höga bildförhållande vingar har ett större lift-drag-förhållande eftersom de flytta stora mängder luft lite, jämfört med lägre bildförhållande vingar som flytta lite luft mycket.

Nu är min fråga varför gör det här?

När du använder "solida" objekt för att generera "lyfta" spelar det ingen roll så länge det fasta objektet är tillräckligt starkt för att inte bryta. Till exempel visar bilden nedan 2 olika polstor (olika bildförhållanden) som motstår samma mängd kraft.

Luftärinteensolid,ochsånärhögttryckutövasmotdet,kommerluftenattkomprimeraattabsorberanågotavdettrycketochomvandladettillvärmeochpotentiellenergi.

Detfinnsocksåfickormedlågttrycksomkommerattbildasomkanförsöka"suga" aircaft tillbaka i det skapa drag. I vissa fall orsakar dessa lågtrycksfickor att vattenångan i luften fördjupar till och med:

Ärdethärskäletattdetärmereffektivtattflyttamycketluftlångsamt,motliteluftmycket?Förattförhindraattenergingårförloradförattvärmakonvertering/lagringavpotentiellenergisomdittflygplanintekommerattgynnasav,eftersomduredanflögutursläppområdet?

Omdetärsantskullesammagällerförvattensomärenicke-komprimerbarvätska?Ärdethärvarförviinteoftaserbåtarmedförskjutningaravvatteni"high aspect ratio"?

    
uppsättning YAHsaves 03.09.2018 23:45

1 svar

10

Nej. Faktum är att komprimerbarheten verkligen inte kommer till spel förrän du kommer i mark-effekt eller höga Mach-nummer.

Låt oss överväga att placera ett objekt (varför försöker du inte din (tomma) kaffekopp?) i luften. När du släpper det, kommer det snabbt att accelerera nedåt och så småningom demontera spontant. Detta beror på att luften kan röra sig ur kaffekoppens sätt. Den enda anledningen till att koppen upplever något motstånd beror på viskositeten i luften (mycket liten effekt) och trögheten i luften som är i vägen.

Lyft generation bygger nästan uteslutande på luftens tröghet. Du accelererar luften nedåt, och på grund av luftmassans treghet känner du en kraft motsatt detta, det vill säga uppåt.

Anledningen till att höga AR-vingar är effektivare vid denna process har att göra med att reducera inducerad dragning. Specifikt är det mer effektivt att accelerera en stor massa luft lite, än lite luft mycket. Kopiering från en tidigare svar på min ,

The force to keep the object aloft is $$F=m_{object}g$$ The force generated by downwards momentum transfer is $$F=\dot{m}v$$ with $\dot{m}$ indicating mass flow (kilogram per second) of the air (not the mass of the object). The energy flow (power) required to impart this momentum on the airflow is $$ P=\frac{1}{2}\dot{m}v^2$$ Here we can draw an important conclusion. The power requirement is arbitrarily small, by increasing the mass flow and decreasing the downwards velocity.

Detta är huvudorsaken till höga AR-vingar: genom att öka vingspanelen (så för motsvarande yta ökar vi AR), ökar vi massflödet $ \ dot {m} $ som påverkas av vingen.

    
svaret ges 04.09.2018 11:42