Angesichts der Ähnlichkeiten zwischen Auftrieb und Luftwiderstand und ihren sehr ähnlichen Beziehungen zu Dichte, Oberfläche und Luftströmungsgeschwindigkeit könnte man den aerodynamischen Auftrieb theoretisch als eine Art Luftwiderstand beschreiben, bei dem der größte Teil der Auftriebskraft nur in die Vertikale gerichtet ist Richtung, in der diese vertikale Komponente der Kraft der Schwerkraft entgegenwirkt?
Eine 'aerodynamische Kraft' (nur eine Kraft...) tritt auf, wenn ein Körper in einen Flüssigkeitsstrom eingetaucht wird. Konventionell werden zwei Komponenten gewählt, eine davon parallel zur Strömungsrichtung, genannt „Widerstand“, und die andere, senkrecht zu diesem „Widerstand“, wird als „Auftrieb“ bezeichnet.
Zumindest so, wie die Begriffe normalerweise verwendet werden, ist Auftrieb nicht Widerstand und Widerstand nicht Auftrieb.
Ich vermute, wonach Sie suchen, ist: "induzierter Widerstand", der Teil des Widerstands ist, der durch ein Tragflächenprofil verursacht wird, das Auftrieb erzeugt.
Der induzierte Widerstand steht im Gegensatz zum "parasitären Widerstand", der Dinge wie Reibungswiderstand (Reibung zwischen der Haut des Tragflügels und der Luft) und Interferenzwiderstand (z. B. gibt es etwas zusätzlichen Widerstand, wo der Flügel am Rumpf montiert ist) und so weiter umfasst.
Unter Verwendung des Flügels als Bezugsrahmen hängt die aerodynamische Kraft mit der Umleitung (Richtungsänderung) der relativen Strömung zusammen. In einer normalen Situation ist die relative Strömung vor dem Flügel horizontal, und der Flügel krümmt die Strömung etwas nach unten. Unter der Annahme eines Idealfalls, in dem die Strömungsgeschwindigkeit nicht geändert wird, wird die horizontale Komponente der Anfangsgeschwindigkeit etwas verringert (induzierter Widerstand) und die vertikale Komponente von Null auf einen Wert ungleich Null erhöht (Auftrieb). In einer realen Situation wird die Strömungsgeschwindigkeit aufgrund von Reibung, Viskosität, Profilwiderstand usw. reduziert, was die horizontale Komponente der Anfangsgeschwindigkeit (andere Widerstandskomponenten) weiter reduziert.
Unter Verwendung der Luft als Bezugsrahmen bezieht sich der Luftwiderstand auf die Vorwärtsbeschleunigung der Luft, während der Auftrieb mit der vertikalen Beschleunigung der Luft zusammenhängt. Stellen Sie sich den Fall eines Busses auf einer Autobahn vor, die Luft wird nach vorne beschleunigt, das meiste davon aufgrund des Niederdruckbereichs hinter dem Bus, einiges davon, weil die Luft nach vorne und um die Vorderseite des Busses gedrückt wird, während es keinen Auftrieb gibt .
Nebenbei bemerkt sind Auftriebsberechnungen einfacher als Widerstandsberechnungen, da Auftriebsberechnungen auf Strömungsfeldberechnungen basieren können, die Geschwindigkeiten (relativ zum Flügel) und die mit diesen Geschwindigkeiten verbundenen koexistenten Drücke berechnen. Widerstandsberechnungen sind komplizierter, da sie Turbulenz- und Grenzschichteffekte berücksichtigen müssen.
Die vielleicht beste Antwort hier ist, dass Auftrieb und Widerstand zwar getrennte Größen sind, ihr Verhalten jedoch von derselben Physik bestimmt wird, dh von der Impulserhaltung und dem dritten Newtonschen Bewegungsgesetz.
Man könnte sich fragen, welche Anwendung die Betrachtung des Auftriebs als eine Art Luftwiderstand haben würde? Sie werden als L/D-Verhältnis als Parameter der Konstruktionsleistung verglichen, jedoch kann das Wissen um die Unterscheidung, insbesondere für Piloten, äußerst wichtig sein, da sie für den Flug gelten.
Die Menge an Auftrieb, die man erzeugen kann, hängt von der Geschwindigkeit ab (für ein bestimmtes Flugzeug). Warum dies von entscheidender Bedeutung ist, ist, dass die Geschwindigkeit der kinetische Energiezustand ist, der erzeugt wird, indem dem System durch den Schub Energie zugeführt wird. Ein bisschen wie das Füllen eines Fasses. Ein Zapfen ist Höhe (potenzielle Energie), die Sie bei Bedarf wieder einfüllen können. Das andere ist ziehen. Der Schub füllt das Fass weiter, aber es muss bis zu einem bestimmten Mindeststand gefüllt werden, oder das Flugzeug hat nicht genug Geschwindigkeit, um zu fliegen.
Entleeren Sie das Fass zu schnell (steiler Aufstieg), Sie können Ihre potenzielle Energie (Höhe) greifen und sie wieder einfüllen, um die Fluggeschwindigkeit wiederherzustellen. Der Schub kann nur mit einer bestimmten Rate hinzugefügt werden, wie wir bei unserem Startlauf wissen.
Der Luftwiderstand findet Anwendung, wie viel Energie entnommen wird (in Bezug auf den Kraftstoffverbrauch oder die maximale Geschwindigkeit) und kann mit dem Auftrieb für eine bestimmte Konfiguration, AoA, Tragflächentyp usw. in der Ingenieurtheorie verglichen werden, aber in Bezug auf die Pilotierung nicht verwandt IMHO.
Bob
Ich denke, das ist der falsche Weg, es zu sehen. Die Auftriebskraft ist 90 Grad zum Fahrtwind. Wenn Sie gleiten, erzeugt die Auftriebskraft Schub, keinen Luftwiderstand, sonst würden Sie tot stehen bleiben und vom Himmel fallen.
Ich denke an die auftriebsbezogene Widerstandskomponente als die Energie, die verbraucht wird, um die Luft dazu zu bringen, sich von Punkt A nach Punkt B zu bewegen, wodurch die Druckunterschiede und der Abwärtsschub durch Aktion / Reaktion erzeugt werden, wenn der Flügel sie passiert.
0xdd
Phil Frost
Harper - Wiedereinsetzung von Monica
Ryan Mortensen