Emelőerő

emelőerő

Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon

Az emelőerő a teljes aerodinamikai erőnek a folyadék- vagy gázáramban a test sebességvektorára merőleges összetevője, amely a test körüli áramlás aszimmetriájából adódik. A teljes aerodinamikai erő a szárny légszárnyának körvonala körüli nyomás integrálja .

${\mathbf {Y}}+{\mathbf {P}}=\oint \limits _({\partial \Omega }}p{\mathbf {n}}\;d\partial \Omega$

ahol:

Y az emelőerő,
P - tolóerő ,
$\részleges \Omega$ — profilhatár,
p a nyomásérték,
n - profil normál

Zsukovszkij tétele szerint az emelőerő nagysága arányos a közeg sűrűségével, az áramlási sebességgel és a keringési áramlási sebességgel.

Az emelés kialakulása hozzávetőlegesen azzal magyarázható, hogy a szárny körül nem nulla támadási szögben áramló gáz tehetetlensége és viszkozitása miatt a pozitív támadási szög felől érkező gáznak a tehetetlenséget leküzdve felgyorsul, hogy utolérje a szárny „kifutó” felületét, másrészt a futófelület hatására zsugorodik. Ennek eredményeként az emelőerő következő összetevői vannak:

a gázáramlás irányának változása és gyorsulása egyrészt, másrészt lassulás, és az impulzusmegmaradás törvénye szerint kiegyenlíti az emelőerőt .
a szárny egyik oldalán a ritkításnak, a másik oldalon az összenyomásnak megfelelő nyomáskülönbség pozitív támadási szög felé irányuló erő megjelenését idézi elő.

A közeg sebesség-, nyomás-, tehetetlenségi és viszkozitási mezőinek kapcsolatáról a Bernoulli -egyenlet és a Navier-Stokes egyenlet leírásában olvashat bővebben .

Ha a légáramlás sebessége a szárny felett nagyobb, mint a szárny alatti légáramlás sebessége , akkor ez a Bernoulli-egyenlet szerint nyomásesésnek felel meg . Az emelőerő a következő képlettel számítható ki , ahol a levegő sűrűsége és a szárny területe. Jelölve a légáramlás sebességét az átmenő szárnyhoz viszonyítva és a keringés sebességét , , , - Zsukovszkij képletét kapjuk [2] . ${\displaystyle v_{1))$ ${\displaystyle v_{2))$ ${\displaystyle \Delta p=p_{2}-p_{1))$ $F_{p}=(p_{2}-p_{1})S={\frac {\rho }{2))(v_{1}^{2}-v_{2}^{2} )S$ $\rho$ $S$ $u$ $v$ $v_{1}=u+v$ $v_{2}=uv$ $F_{p}={\frac {\rho }{2}}(v_{1}^{2}-v_{2}^{2})S={\frac {\rho }{2} }(v_{1}+v_{2})(v_{1}-v_{2})S={\frac {\rho }{2}}2u2vS=2{\rho }Svu$

Emelési együttható

Az emelési együttható egy méret nélküli mennyiség, amely egy bizonyos profilú szárny emelő erejét jellemzi ismert támadási szög mellett . Az együtthatót kísérleti úton határozzuk meg szélcsatornában , vagy Zsukovszkij tétele szerint .

John Smeaton már a 18. században kiszámította az emelőerő-számítási képlet emelőkorrekciós tényezőjét (továbbiakban Smeaton-együttható , nem szerepel a képletben). A képlet így néz ki [3] :

Y=C_{y}{\frac {\rho V^{2}}{2}}S

ahol:

Y

- emelőerő (N),

C_{y}

- a támadási szögtől függő emelési együttható (különböző szárnyprofilokhoz tapasztalati úton meghatározva),

\rho

— levegő sűrűsége repülési magasságban (kg/m³),

V

— a szembejövő áramlás sebessége (m/s),

S

a jellemző terület (m²).

A légellenállás kiszámításának képlete hasonló a fentihez, azzal a különbséggel, hogy a légellenállási együtthatót használják az emelési együttható helyett . $C_{x}$ $C_{y}$

A korrekciós tényezőt, amelynek értéke Smeaton számításai szerint 1,005 volt, több mint 100 éve alkalmazzák, és csak a Wright fivérek kísérletei , amelyek során megállapították, hogy a vitorlázórepülőkre ható emelőerő gyengébb a számítottnál a "Smeaton-együttható" 1 0033-ra finomítható.

Jegyzetek

↑ Légáramlás a szárnyon keresztül . Letöltve: 2021. április 15. Az eredetiből archiválva : 2021. április 27..
↑ Kabardin O. F., Orlov V. A., Ponomareva A. V. Választható fizika kurzus. 8. évfolyam. - M .: Oktatás , 1985. - Példányszám 143 500 példány. - S. 151-152.
↑ Clancy LJ Aerodynamics, 4.15. szakasz

Linkek

Emelje ki a másolatot az internetes archívumból
A REPÜLÉS FIZIKÁJÁRÓL
Véges méretű testre ható emelőerő számítása folytonos közeg áramlásában. A klasszikus térbeli megoldás technikája.

A repülőgépen ható erők
emelőerő Gravitáció tolóerő Húzza