Does lift-to-drag variera med något utanför geometri?

3

De grundläggande ekvationerna för både lyft och drag visar beroendet på $ v ^ 2 $, lufttäthet och några konstanter . Vid ett ögonblick, Lift to Drag-förhållandet bör bero på inget annat än plangeometri. Trots att jag inser i aerodynamiken är det sällan så enkelt - och så undrar jag hur konstant dessa konstanter faktiskt är?

Särskilt - låt oss säga att vi använder en mycket effektiv luftförstärkt raketmotor (så kraften inte försämras med lufttryck) med en måttlig kraft, tillräcklig för att uppnå start och en blygsam stigningshastighet. Vi lyckas också att skydda flygplanet från överhettning. När den klättrar, sjunker lufttätheten, hastigheten stiger - kan den nå orbitalhastighet så småningom? Eller kommer det att stöta på villkor där det inte kan accelerera för att få mer hiss eller klättra för att minska dra?

    
uppsättning SF. 09.03.2017 17:51

1 svar

4

Ja, det är helt möjligt att flygplanet träffar en vägg där ingen acceleration är möjlig vid klättring. Detta kallas ljudbarriären. Förutom geometrin, både Reynolds nummer och Mach-talet inflytande L / D.

Som en tommelfingerregel ökar nolllyftdragningskoefficienten åtminstone dubblerar när accelerationen till Mach 1. Slankhet och svephjälp hjälper till att hålla denna uppgång nere, men vissa är oundvikliga. Nedan är en plot med testdata från det länkade NACA Research Memorandum A55F06 för vingar med olika bildförhållanden.


Figur9frånNACA-forskningsnotatA55F06(bild källa )

Bara så att du inte tror att detta kan övervinnas med smart design, nedan är en undersökning av dragupphöjningen av supersoniska flygplan, taget från en kort kurs på stridsdesign av Ray Whitford. Medan ingenjörer kan sänka draguppgången med ökad erfarenhet visar Sears-Haack-kroppen att det finns en teoretisk nedre gräns som inte kan undvikas.

Supersonisk draguppgång undersökning av Ray Whitford. Observera att här är den absoluta ökningen av övergripande drag ritad. Detta diagram innehåller alla effekter som trim dra som bidrar till supersonisk drastegring.

Detta kan dock övervinnas genom att införa ett kort dyk som hjälper till att få tillräckligt med kinetisk energi till övervinna dragbulten kort tid före Mach 1. Men du måste börja med tillräckligt överskottstryck så att eventuella netto dragkraft finns kvar i supersoniska regionen.

Förstärkningen av din idealraket kommer för övrigt att öka på vägen eftersom det atmosfäriska trycket sjunker. Detta kommer att resultera i en ökning av tryckskillnaden mellan tryckkammaren och utryckstrycket.

    
svaret ges 09.03.2017 19:17