Beste svaret
Profildrag forstås vanligvis å være sammensatt av to typer dra…. trykk (eller skjema) dra og hudfriksjon dra. Hvis du tenker på dette grafisk, hjelper det å forstå de forskjellige typer drag. Som navnet antyder, er formen på objektet en stor avgjørende faktor i beregningen av denne typen drag. Så profilen, eller området som er utsatt for luftstrømmen, er hvilke faktorer som påvirker mengden drag som faller inn i denne kategorien. Hvis du på en eller annen måte reduserer eksponeringen for luftstrømmen, reduserer du denne typen drag.
De to typer dra som utgjør profildrag:
Hudfriksjonsdrag er forårsaket av friksjon av en væske når den passerer over kroppen på kroppen. Som du kan forestille deg, øker dette med hastighet og overflate som utsettes for luftstrømmen … overflaten blir noen ganger referert til som «fuktet overflate».
Trykkmotstand , eller som det en gang blir referert til, Formmotstand, er den integrerte effekten av statisk trykk på den gjenfuktede overflaten til et objekt.
Håper det hjelper.
Svar
Hvis grenselaget skiller seg fra bæreprofilen, øker eller reduseres løftekoeffisienten? Hvorfor? Øker eller reduserer dragkraften? Hvorfor?
For å hjelpe deg med å svare på dette spørsmålet, hentet jeg et par bilder fra denne videopresentasjonen av min venn og kollega, Dr. Patrick Hanley.
Analyser, eksporter og skriv ut NACA 4, 5 og 6-sifrede flyplater .
Dette viser løftekoeffisient versus angrepsvinkel. Et slikt tomt kalles en heiskurve. Her er løftekurver for tre forskjellige bunner.
De når alle sin maksimale løftekoeffisient i omtrent 15 ° angrepsvinkel. Heisekoeffisienten synker etter det punktet. Denne reduksjonen i heisekoeffisient kalles stall, og det er på grunn av separasjonen i grenselaget du spurte om.
Her er et plott av heisekoeffisient versus dragkoeffisient. Dette kalles en drapolar.
De fleste drapolar viser ikke hva som skjer med drakoeffisienten utover punktet der vingen boder. Denne gjør det, og det er derfor jeg bruker den.
Hvis du følger kurvene opp og over toppen, vil du se at løftekoeffisientene når et maksimum (ved stall) og deretter begynner å synke igjen . Men du kan også se at dragkoeffisientene fortsetter å stige. Det svarer på en annen del av spørsmålet ditt. Drag fortsetter å øke når vingen stanser.
De vanskeligere delene av spørsmålene dine er hvorfor. Men jeg gir det et skudd. Et vanskelig aspekt er å finne bilder som skal illustreres. Jeg fant noen på denne lenken:
The problemet er at bildene illustrerer noe forfatteren viser, har å gjøre med å kontrollere separasjonen ved å bruke elektriske strømmer. Det er det kommentaren om anode og katode handler om. Jeg skal bruke bildene og late som om den elektriske strømbiten ikke skjer. Det vil fremdeles illustrere konseptuelt ideene jeg ønsker å beskrive.
Først er her et bilde av ganske normal (ikke-separert strømning) over en bane:
Jeg har ikke lest papiret som følger med dette, så jeg gjetter delvis. Skyggeregionen tror jeg er en region som ikke ble opplyst av et lys som skinner ned ovenfra. Dette får meg til å tro at dette er faktiske eksperimentelle målinger i stedet for beregnet strømlinjeforming. Jeg tror også at strømmen holdes festet av den elektriske effekten fordi notasjonen sier at anoden er pulserende. Denne vingen er i en ganske stor angrepsvinkel, og uten den elektriske effekten ville strømmen bli skilt. Men jeg vil bare at du skal forestille deg at dette representerer normal flyt over en vinge. Men det ville skje i en lavere angrepsvinkel.
Hva skjer nå når vi får noe separert flyt?
Du kan se et område over den bakre delen av vingen der strømmen er atskilt. I denne regionen er trykket på den bakre delen lavere enn det hadde vært uten separasjonen. Det er et område med resirkulerende strøm, og det er et område med lavt trykk. Det lave trykket er det som øker luftmotstanden. Det suger på overflaten og det har en komponent bakover og det er en dragkraft.
Her er den vanskelige delen. Hvis det er et område med lavt trykk og det suger opp på baksiden av vingen, hvorfor øker ikke heisen ? Det er litt vanskeligere å forklare. I den regionen er heisen større . Men flyten over den fremre delen av vingen påvirkes når flyten over den bakre delen endres.Hvis du sammenligner flyten over den fremre delen av vingen i de to bildene ovenfor, vil du se at linjene er nærmere hverandre i det første bildet og lenger fra hverandre i det andre bildet. Her er de side om side til samme skala:
Den røde boksen jeg la til viser hvordan strømmen er konsentrert i en mindre område for strømningen til venstre (ingen flyt separasjon) kontra strømmen til høyre som er stoppet. Dette betyr at strømmen til venstre er raskere enn strømmen til høyre. Så over den øverste delen av vingen er det mer sug på venstre ving og mindre sug på høyre ving. Det vil si at når vingen stanser (til høyre) bremser strømmen ned over den fremre delen av vingen. Det fører til en stor reduksjon i løft foran og den reduksjonen oppveier økningen av heisen på baksiden av vingen i den adskilte regionen. Derfor avtar nettoliften med separasjon av grenselaget.
Bevæpnet med den forståelsen, kan vi også forutsi at det vil være et nese-ned øyeblikk når strømmen skiller seg. Mer løft på baksiden og mindre løft foran vil vippe nesen ned. Vi må finne et annet plot for å sjekke det.
Her er en. Jeg kopierte dette fra et sted på nettet, men jeg er veldig trygg på at dette bildet kom fra boken «Theory of Wing Sections», av Abbott og von Doenhoff, så jeg vil gi det som henvisning.
Til venstre har vi den kjente løftekurven og til høyre har vi drapolen. Legg forresten merke til hvordan dragpolen stopper ved stall. Det viser ikke at motstanden øker etter det punktet. Jeg vet ikke hvorfor de avkortet dataene på den måten.
Men vi ser også et plot av momentkoeffisient, C\_m. på samme graf som heiskurven. Etter konvensjon definerer vi en nese opp øyeblikkskoeffisient til å være positiv . Vi ser at øyeblikkskoeffisienten faller av raskt i angrepsvinkler større enn ca. 15 °, det er der denne vingen stanser. Det er akkurat det vi spådde ville skje. Det er et nese-ned øyeblikk. Det skjer også i motsatt retning over på venstre side av grafen når vingen er opp ned og stanser på den siden.
Vel, det var et langt og komplisert svar. Jeg er overrasket over at jeg klarte å finne nok informasjon på nettet for å illustrere alt dette. Jeg forventet egentlig ikke å oppnå det da jeg startet dette svaret. Men det ble bra til slutt.