11

Winda wytwarzana przez skrzydło samolotu jest związana z prędkością lotu - to jasne. samolot poruszający się zbyt wolno zgaśnie. Ale czym jest ta relacja? Liniowy? Kwadratowy? Wykładniczy? Nie potrzebuję dokładnego równania, które z pewnością jest dość skomplikowane, tylko charakter relacji.

fluid-mechanics aerospace-engineering

— SF.
źródło

Fakt, że równanie siły nośnej wcale nie jest tak skomplikowane, jest jedną z rzeczy, które najbardziej lubiłem w badaniu aerodynamiki. To kiedy patrzysz na ten „współczynnik podnoszenia” i jak go znaleźć, robi się dziwnie…

— anaximander

10

Kwadratowo.

Na stronie NASA nr 1 podano, że w przybliżeniu gdzie jest prędkością lotu.

Winda \propto v^{2)}

$\text{Lift}\propto v^2$

v

$v$

Na stronie NASA nr 2 podano, że dla lepszego obliczenia gdzie , i są stałymi. Jest to dziwne, ponieważ implikuje to, że wzrost nie jest jedynie proporcjonalny do , ponieważ jest tam zarówno wartość , jak i wartość .

Winda = za v^{2)} + b v + do

$\text{Lift}=av^2+bv+c$

a

$a$

b

$b$

c

$c$

v^{2}

$v^2$

b v

$bv$

c

$c$

Ale istnieje lepsze równanie, podane tutaj (i tutaj ), między innymi: gdzie to gęstość powietrza.

Winda = \frac{1}{2)} ρ v^{2)} \times współczynnik podnoszenia \times powierzchnia

$\text{Lift}=\frac{1}{2}\rho v^2 \times \text{lift coefficient} \times \text{area}$

ρ

$\rho$

Jest to podobne do formuły przeciągania.

— HDE 226868
źródło

7

Jak już wspomniano, podstawową zależnością jest to, że winda porusza się z kwadratem prędkości.

Aby dać ci intuicję, dlaczego tak jest, zastanów się, co robi skrzydło. Gdy się porusza, odchyla powietrze w dół. Podnoszenie to siła skierowana w górę od nadawania pędu w dół powietrzu, przez które przechodzi skrzydło.

Pęd to masa razy prędkość, a siła to pęd na czas. Wraz ze wzrostem prędkości powietrza, zarówno więcej powietrza na jednostkę czasu jest popychane w dół, a ono jest popychane szybciej w dół. Innymi słowy, siła jest (masa / czas) (prędkość), przy czym zarówno masa / czas, jak i prędkość są w przybliżeniu proporcjonalne do prędkości, więc siła jest proporcjonalna do kwadratu prędkości.

— Olin Lathrop
źródło

3

$L = CL * 0.5 * \rho * V^2 * \text{Ref Area}$ $CL$ $CL$

— Gürkan Çetin
źródło

Jak zmieniłby się przy ekstremalnych prędkościach (i niskiej średniej gęstości)? W szczególności interesuje mnie, co by się stało z podniesieniem samolotu kosmicznego po ponownym wejściu z LEO; zamiast nurkować w gęstej atmosferze, wystawiając się na ekstremalne wysokie temperatury, byłby w stanie przesuwać się po górnych partiach atmosfery, pozwalając, by jej opór stopniowo ją spowalniał i tylko „opadał” tak szybko, jak traci prędkość (i przywracał) gdy atmosfera staje się wystarczająco gęsta, aby zapewnić więcej siły nośnej)

— SF.

Och, to bardzo nietypowy temat. Myślę, że to samo w sobie zasługuje na pytanie, prawdopodobnie również wzbudzi większe zainteresowanie.

— Gürkan Çetin

1

Wszystko opiera się na ciśnieniu powietrza. Podnoszenie wymaga prędkości, ponieważ musi tworzyć gradienty ciśnienia między profilem skrzydła, aby powietrze o niższym ciśnieniu w dolnej części skrzydła miało tendencję do wyrównania się z ciśnieniem w górnej części. Kiedy przeciągasz, oznacza to, że nie wywierasz już nacisku między górną i dolną częścią profilu skrzydła.

Dlatego masz różne geometrie profilu skrzydła, dzięki czemu możesz tworzyć różne zakresy ciśnienia w różnych skalach prędkości.

— Alessandro Nardinelli
źródło

-1

Wzrost jest proporcjonalny do kwadratu prędkości.

Schemat relacji siły wznoszenia i prędkości

— Sayan
źródło

W jaki sposób wzrost odnosi się do prędkości lotu?

Kwadratowo.