în aerodinamică, drag aerodinamic este forța de tracțiune a fluidului care acționează asupra oricărui corp solid în mișcare în direcția fluxului liber de fluid. Din organism perspectiva (near-field abordare), drag rezultate din forțele datorate presiunii distribuții pe suprafața corpului, simbolizat D p r {\displaystyle D_{pr}} , și forțele din cauza frecării, care este un rezultat al vâscozității, notată D f {\displaystyle D_{f}} ., În mod alternativ, calculată din perspectiva flowfield (abordarea câmpului îndepărtat), forța de tracțiune rezultă din trei fenomene naturale: unde de șoc, foaie de vortex și vâscozitate.distribuția presiunii care acționează pe suprafața unui corp exercită forțe normale asupra corpului. Aceste forțe pot fi însumate și componenta forței care acționează în aval reprezintă forța de frecare, D p r {\displaystyle D_{pr}} , datorită distribuție de presiune care acționează asupra corpului., Natura acestor forțe normale combină efectele undelor de șoc, efectele generării sistemului vortex și mecanismele vâscoase de trezire.vâscozitatea fluidului are un efect major asupra tracțiunii. În absența vâscozității, forțele de presiune care acționează pentru a întârzia vehiculul sunt anulate de o forță de presiune suplimentară care acționează pentru a împinge vehiculul înainte; aceasta se numește recuperare de presiune și rezultatul este că tracțiunea este zero. Adică, munca pe care corpul o face asupra fluxului de aer este reversibilă și este recuperată, deoarece nu există efecte de frecare care să transforme energia fluxului în căldură., Recuperarea presiunii acționează chiar și în cazul fluxului vâscos. Vâscozitatea, cu toate acestea, are ca rezultat rezistența la presiune și este componenta dominantă a tracțiunii în cazul vehiculelor cu regiuni cu flux separat, în care recuperarea presiunii este destul de ineficientă.forța de tracțiune prin frecare, care este o forță tangențială pe suprafața aeronavei, depinde substanțial de configurația stratului limită și de vâscozitate. Rezistența de frecare netă, D f {\displaystyle D_{F}}, este calculată ca proiecția în aval a forțelor vâscoase evaluate pe suprafața corpului.,

suma tragerii de frecare și a presiunii (formă) se numește tragere vâscoasă. Această componentă de tracțiune se datorează vâscozității. Într-o perspectivă termodinamică, efectele vâscoase reprezintă fenomene ireversibile și, prin urmare, ele creează entropie. Calculat vâscos drag D v {\displaystyle D_{v}} utilizare ale entropiei de a prezice cu exactitate forța de frecare.când avionul produce ridicare, rezultă o altă componentă de tragere., Tragerea indusă, simbolizată D i {\displaystyle D_{i}}, se datorează unei modificări a distribuției presiunii datorită sistemului vortex care însoțește producția de ridicare. O perspectivă alternativă asupra ridicării și tragerii este obținută din luarea în considerare a schimbării impulsului fluxului de aer. Aripa interceptează fluxul de aer și forțează fluxul să se deplaseze în jos. Aceasta are ca rezultat o forță egală și opusă care acționează în sus pe aripa care este forța de ridicare., Schimbarea impulsului fluxului de aer în jos are ca rezultat o reducere a impulsului înapoi al fluxului, care este rezultatul unei forțe care acționează înainte asupra fluxului de aer și aplicată de aripă fluxului de aer; o forță egală, dar opusă, acționează asupra aripii înapoi, care este rezistența indusă. Rezistența indusă tinde să fie cea mai importantă componentă pentru avioane în timpul zborului de decolare sau aterizare. O altă componentă de tragere, și anume Wave drag , D W {\displaystyle D_{w}}, rezultă din undele de șoc în viteze de zbor transonice și supersonice., Undele de șoc induc modificări în stratul limită și distribuția presiunii pe suprafața corpului.

HistoryEdit

ideea că un corp în mișcare care trece prin aer sau un alt fluid întâlnește rezistență a fost cunoscută încă de pe vremea lui Aristotel. Lucrarea lui Louis Charles Breguet din 1922 a început eforturile de reducere a dragului prin raționalizare. Breguet a continuat să-și pună ideile în practică prin proiectarea mai multor aeronave record în anii 1920 și 1930. teoria stratului limită a lui Ludwig Prandtl din anii 1920 a oferit impulsul de a minimiza frecarea pielii., Un alt apel major pentru raționalizare a fost făcut de Sir Melvill Jones, care a furnizat conceptele teoretice pentru a demonstra în mod explicit importanța raționalizării în proiectarea aeronavelor. În 1929, lucrarea sa „the Streamline Airplane” prezentată societății Aeronautice Regale a fost seminală. El a propus o aeronavă ideală care ar avea o tracțiune minimă, ceea ce a dus la conceptele de monoplan „curat” și șasiu retractabil. Aspectul lucrării lui Jones care i-a șocat cel mai mult pe designerii vremii a fost complotul său despre puterea calului necesară față de viteză, pentru un plan real și ideal., Privind la un punct de date pentru o anumită aeronavă și extrapolând-o orizontal la curba ideală, se poate observa câștigul de viteză pentru aceeași putere. Când Jones și-a terminat prezentarea, un membru al publicului a descris rezultatele ca fiind de același nivel de importanță ca ciclul Carnot în termodinamică.

Ridicați-a indus dragEdit

drag induse de ridicare (de asemenea, numit induse drag) este drag care apare ca urmare a creării de ridicare pe un corp de ridicare tridimensional, cum ar fi aripa sau fuselajul unui avion. Induse drag constă în principal din două componente: drag ca urmare a creării de final vartejuri (vortex drag); și prezența altor vâscos drag (lift-induse vâscos drag) care nu este prezent atunci când ascensorul este zero., Vârtejurile din câmpul de curgere, prezente în urma unui corp de ridicare, derivă din amestecarea turbulentă a aerului de deasupra și dedesubtul corpului, care curge în direcții ușor diferite ca o consecință a creării ascensorului.cu alți parametri rămași aceiași, pe măsură ce ascensorul generat de un corp crește, la fel și tracțiunea indusă de ridicare. Aceasta înseamnă că, pe măsură ce unghiul de atac al aripii crește (până la un maxim numit unghiul de blocare), crește și coeficientul de ridicare, la fel și tracțiunea indusă de ridicare., La debutul standului, ascensorul este scăzut brusc, la fel ca și tracțiunea indusă de ridicare, dar presiunea vâscoasă, o componentă a tracțiunii parazite, crește datorită formării unui flux turbulent neatașat în urma din spatele corpului.

Dragedit parazitare

drag parazitare este drag cauzate de mutarea unui obiect solid printr-un fluid. Parazitare drag este alcătuit din mai multe componente, inclusiv vâscos trageți presiune (formularul drag), și trageți din cauza rugozitatea suprafeței (frecarea pielii drag)., În plus, prezența mai multor corpuri în proximitate relativă poate suporta așa-numita tragere de interferență, care este uneori descrisă ca o componentă a tragerii parazitare.în aviație, tracțiunea indusă tinde să fie mai mare la viteze mai mici, deoarece este necesar un unghi mare de atac pentru a menține ascensorul, creând mai multă tracțiune. Cu toate acestea, pe măsură ce viteza crește, unghiul de atac poate fi redus și rezistența indusă scade. Cu toate acestea, tracțiunea parazitară crește, deoarece fluidul curge mai repede în jurul obiectelor proeminente, crescând frecarea sau tracțiunea., La viteze și mai mari (transonice), tragerea valurilor intră în imagine. Fiecare dintre aceste forme de tragere se modifică proporțional cu celelalte în funcție de viteză. Prin urmare, curba de tracțiune globală combinată arată un minim la o anumită viteză a aerului – o aeronavă care zboară cu această viteză va fi la sau aproape de eficiența sa optimă. Piloții vor folosi această viteză pentru a maximiza rezistența (consumul minim de combustibil) sau pentru a maximiza raza de alunecare în cazul unei defecțiuni a motorului.

curba de Putere în aviationEdit

interacțiunea dintre tracțiunea parazitară și indusă față de viteza aerului poate fi reprezentată ca o curbă caracteristică, ilustrată aici. În aviație, aceasta este adesea menționată ca curba de putere și este importantă pentru piloți, deoarece arată că, sub o anumită viteză a aerului, menținerea contraintuitiv a vitezei aerului necesită mai multă forță pe măsură ce viteza scade, mai degrabă decât mai puțin. Consecințele de a fi „în spatele curbei” în zbor sunt importante și sunt predate ca parte a pregătirii pilotului., La subsonic airspeeds în cazul în care forma de „U” de această curbă este semnificativă, trageți val nu a devenit încă un factor, și astfel că nu este indicat în curbă.

Val trageți în transonic și supersonic flowEdit

trageți Val (de asemenea, numit de compresibilitate drag) este drag, care este creat atunci când un corp se deplasează într-un fluid compresibil și la viteze apropiate de viteza sunetului în acel lichid., În aerodinamică, tracțiunea valurilor constă din mai multe componente în funcție de regimul de viteză al zborului.în zborul transonic (numere Mach mai mari de aproximativ 0,8 și mai mici de aproximativ 1,4), tracțiunea valurilor este rezultatul formării undelor de șoc în fluid, formate atunci când sunt create zone locale de flux supersonic (numărul Mach mai mare de 1,0). În practică, fluxul supersonic are loc pe corpurile care călătoresc cu mult sub viteza sunetului, deoarece viteza locală a aerului crește pe măsură ce accelerează peste corp până la viteze peste Mach 1.0., Cu toate acestea, fluxul supersonic complet asupra vehiculului nu se va dezvolta până la Mach 1.0. Aeronavele care zboară la viteză transonică suportă adesea tragerea valurilor prin cursul normal de funcționare. În zborul transonic, tragerea valurilor este denumită în mod obișnuit tracțiune de compresibilitate transonică. Compresibilitatea transonică crește semnificativ pe măsură ce viteza de zbor crește spre Mach 1.0, dominând alte forme de tracțiune la aceste viteze.

în zbor supersonic (numere Mach mai mari de 1.,0), tragerea valurilor este rezultatul undelor de șoc prezente în fluid și atașate corpului, de obicei unde de șoc oblice formate la marginile conducătoare și posterioare ale corpului. În fluxuri extrem de supersonice, sau în corpuri cu unghiuri de cotitură suficient de mari, undele de șoc neatașate, sau undele de arc se vor forma în schimb. În plus, zonele locale de flux transonic din spatele undei de șoc inițiale pot apărea la viteze supersonice mai mici și pot duce la dezvoltarea unor unde de șoc suplimentare, mai mici, prezente pe suprafețele altor corpuri de ridicare, similare cu cele găsite în fluxurile transonice., În regimurile de flux supersonic, tragerea valurilor este în mod obișnuit separată în două componente, tragerea valurilor dependente de ridicare supersonică și tragerea valurilor dependente de volum supersonic.

soluția de formă închisă pentru tragerea minimă a undelor unui corp de revoluție cu o lungime fixă a fost găsită de Sears și Haack și este cunoscută sub numele de distribuția Sears-Haack. În mod similar, pentru un volum fix, forma pentru tragerea minimă a undelor este Ogivul Von Karman.

biplanul Busemann nu este, în principiu, supus tracțiunii prin undă atunci când este acționat la viteza sa de proiectare, dar este incapabil să genereze ridicare în această stare.