Waarom vermindert een kraam de lift in plaats van deze te vergroten?

14

Een overtrekken treedt op wanneer de aanvalshoek van een vleugel of ander aërodynamisch vlak zo hoog wordt dat de luchtstroom boven het bovenste oppervlak van de vleugel scheidt zich van de vleugel, in plaats van eraan vast te zitten; dit zorgt ervoor dat de vleugel minder lift produceert en meer sleept, waardoor het moeilijker wordt om een vlakke vlucht te handhaven en trager reageert op stuuringangen.

Moet de luchtstroming die zich scheidt van het bovenoppervlak van de vleugel echter niet leiden tot een groot lagedrukgebied boven de vleugel, en dus enorm stijgen ? Wat mis ik?

    
reeks Sean 18.09.2018 / 05:30

5 antwoord

21

Om een pakket lucht een hefkracht te laten genereren terwijl het over de vleugel stroomt, moet de vleugel de momentumvector van dat luchtdeeltje enigszins naar beneden kantelen; de reactiekracht die de vleugel ervaart als ze dit doet, is wat we meten als lift.

In het geval dat de luchtstroom over de bovenkant van de vleugel hiervan scheidt, krijgen de pakketten lucht die er door stromen hun momentumvectoren niet meer naar beneden omgeleid en de vleugel dus "stopt met vliegen".

Intussen vormt het gebied met gescheiden stroming een zone met turbulente lucht die een geroerde wake vormt in de naar achteren gerichte 'schaduw' van de vleugel bij de hoge aanvalshoek en het enige werk dat door de vleugel wordt uitgevoerd in deze het geval is om dat kielzog aan te wakkeren - en dat vormt veel weerstand.

    
antwoord gegeven 18.09.2018 / 08:05
11

Shouldn't the airflow separating from the wing's upper surface result in a large area of low pressure above the wing?

Intuïtief zou je dat denken, maar het is onjuist. Bij subsonische vloeistofdynamica, langzame lucht = hoge statische druk en snelle lucht = lage statische druk.

Dus de manier waarop lage druk boven de vleugel wordt gecreëerd, is door een snelle stroomsnelheid te hebben, want om dat te laten werken moet het soepel stromen, maar zodra de stroom niet langer is bevestigd, stroomt het niet langer snel boven de vleugel.

    
antwoord gegeven 18.09.2018 / 14:14
5

Wanneer een vliegtuig klimt, doet het dat tegen de luchtstroom door de vleugel en het verandert van hoogte terwijl het door verschillende luchtdrukken en lucht in verschillende richtingen gaat, waardoor vliegtuigen tijdens de lift (relatief) afnemen.

Je vergeet ook de lucht die de romp weerstaat te overwegen.

Zoals @MichaelHall hieronder vermeldt, treedt een blokkering alleen op als de kritieke aanvalshoek wordt overschreden. Dit kan tijdens een klim optreden, maar het kan ook recht en horizontaal, in een bocht of tijdens het afdalen voorkomen.

Een blokkering betekent over het algemeen dat de vleugels van het vliegtuig minder luchtstroom krijgen om de stabiliteit in snelheden te behouden. Het kan ook voorkomen wanneer het te steil klimt, waarbij de vleugel tijdens het heffen meer weerstand krijgt. Op dit moment verliest het vliegtuig de lift of verliest het het vermogen om het vliegtuig in de lucht te houden:


Bron , aangepast door mij


Bron

    
antwoord gegeven 18.09.2018 / 12:22
1

However, shouldn't the airflow separating from the wing's upper surface result in a large area of low pressure above the wing, and, thus, greatly increase lift? What am I missing?

Nou, de totale aerodynamische kracht neemt inderdaad toe, maar omdat deze nu bijna naar achteren wijst, wordt het meeste ervan als luchtweerstand afgebroken en wordt er vrijwel niets meer als lift achtergelaten.

Per def. het achterste onderdeel van de totale aerodynamische kracht is slepen.

    
antwoord gegeven 19.09.2018 / 14:25
-1

Beginnen met een beetje natuurkunde: een vleugelprofiel (vleugel) genereert lift als gevolg van drukvariaties die worden gecreëerd door de vorm van de vleugel. Bernoulli's vergelijking, die de laminaatstroom van een vloeistof (of in dit geval een gas) modelleert door een beperking, is: P + (rho * V ^ 2) / 2 = n (Druk + (dichtheid x Velocity kwadraat) gedeeld door 2 = enige constante Ik zal je de volledige afleiding besparen, maar het eindresultaat is de vergelijking voor de lift die is:

Lift = CI * (rho * V ^ 2) / 2 * A Waar: CI = liftcoëfficiënt rho = Luchtdichtheid V = luchtsnelheid A = Vakgebied

In essentie laat dit zien dat hoe sneller lucht over de bovenkant van de vleugel wordt gedwongen, hoe lager de luchtdruk boven de vleugel komt. Omdat de luchtdruk onder de vleugel hoog blijft vanwege een relatief vlak oppervlak en de natuur er uitziet om een leegte te vullen, wordt de vleugel omhooggezogen in de lage druk (of, als het gemakkelijker is om je hoofd rond de hoge druk te wikkelen) onder de vleugel duwt het omhoog in de lage druk boven de vleugel (Newtoniaanse weergave)) dus we hebben lift. (Trouwens, de Newtoniaanse visie en de visie van de Bernoulli sluiten elkaar niet uit, het zijn twee verschillende benaderingen die hetzelfde laten zien ... maar ik dwaal af en dat is een hele andere wasbol)

Nu, op het puntje van je vraag: als we de aanvalshoek (AOA) vergroten, neemt de lift toe als gevolg van een hogere liftcoëfficiënt. Dit lijkt te suggereren dat je eerste veronderstelling juist klopt, hogere AOA betekent hogere liftcoëfficiënt, maar als we terugkijken naar onze vergelijking, zien we dat de snelheid van de luchtstroom over de vleugel van cruciaal belang is om op te heffen. Als we een geïdealiseerde blik op de luchtstroom nemen als deze van de vleugel scheidt (kritieke aanvalshoek), daalt de luchtsnelheid over de vleugel naar nul, wat betekent dat we hebben: Lift = CI ((rho * 0.0) / 2) * A = 0,0, geen lift die een stal veroorzaakt.

Wat betreft het tweede deel van uw vraag, waarom neemt de weerstand toe? Een redelijk eenvoudige toepassing van de wetten van Newton vertelt ons wat er aan de hand is. Naarmate de AOA toeneemt en het grote oppervlak van de vleugel toeneemt, wordt deze blootgesteld aan de relatieve wind. Combineer dat met toenemende vorticiteiten achter de achterrand van je vleugel, maak een lagedrukgebied en je hebt een toenemende weerstand.

Ik hoop dat dit helpt en veel succes heeft met het vliegen.

    
antwoord gegeven 19.09.2018 / 09:16