Kräfte auf einem Tragflügel

Ich baue ein Flugzeug (Super Baby Great Lakes) und frage mich etwas über Tragflächen . Insbesondere (dieses Flugzeug ist mit Stoff bedeckt) wundere ich mich über die Auftriebskräfte an den Hauptflügeln. Ich habe etwas darüber gelesen, dass es sehr wichtig ist, dass der Stoff auf der Oberseite des Flügels sehr gut an den Rippen haftet, damit sich der Stoff nicht trennt, wenn Auftrieb erzeugt wird.

Meine Frage lautet: Wie viel Auftrieb wird durch direkten Druck des Windschattens gegen die Unterseite des Flügels aufgrund des hohen Anstellwinkels erzeugt, im Vergleich zu wie viel "Saug" -Kraft wird aufgrund des niedrigen Drucks auf der Oberseite des Flügels erzeugt? Ist das Vakuum auf der Oberseite des Flügels einfach ein Mangel an atmosphärischem Druck oder ist es eine echte Saugkraft, wie ein starker Staubsauger, der beispielsweise das Blatt aus einem Notizbuch herausreißen könnte?

Danke, Jay

@Pygmalion es ist gültig. Warum nicht? Können Sie ein exaktes Duplikat finden?
Nur in den letzten zwei Tagen haben wir dieses Zeug zweimal diskutiert: physical.stackexchange.com/questions/24201 , physical.stackexchange.com/questions/24221 , und da ich seit zwei Wochen hier bin, mindestens noch zweimal. Außerdem ist dies eine so komplexe Frage, dass niemand die genaue Frage wirklich kennt. Nicht einmal Luftfahrtingenieure. Deshalb bauen sie immer noch Windkanäle und machen Experimente. Und wen interessiert es schließlich, ich habe sowieso nicht das Privileg, für die Schließung zu stimmen.
Selbst wenn ich das Privileg hätte , für die Schließung zu stimmen, würde ich vielleicht nicht so stimmen. Immerhin gibt es noch viel mehr naheliegende Fragen, die offen geblieben sind, na und? Ich habe einfach die Schnauze voll von Fluchtfragen, und wenn ich dieses Gefühl ausdrücke, bedeutet es, ein Arschloch zu sein, entschuldige ich mich.
@Pygmalion "niemand kennt wirklich die genaue Antwort" Nun, wir wissen, dass Luft an der Hinterkante stark nach unten abgelenkt wird und dass dies teilweise auf den positiven Anstellwinkel und teilweise auf Unterschiede in der Trennung der Grenzschichten von der folgt Ober- und Unterseite. Natürlich ist die Grenzschichtablösung eines dieser Themen in allgemeinen Fluidströmungen, die nur teilweise verstanden und auch besonders gut simulierbar sind. Seufzen.
@Pygmalion Sie können jederzeit Tags zu Ihren "ignorierten Tags" hinzufügen, wenn Sie bestimmte Arten von Fragen nicht sehen möchten. Ich glaube, dass dies die empfohlene Vorgehensweise ist (im Gegensatz dazu, sich über Fragen in den Kommentaren zu beschweren).
@tmac: Es wird empfohlen, sich über Duplikate (oder vernünftigerweise mögliche Duplikate) zu beschweren, unabhängig davon, welche Tags sie tragen.
Wenn ich darf, würde ich das ändern: Das Markieren von Duplikaten wird dringend empfohlen und ist die empfohlene Vorgehensweise. Sie können sich bei uns Moderatoren im Markierungstextfeld beschweren. Sich in den Kommentaren zu beschweren ist dagegen nicht besonders sinnvoll.

Antworten (2)

Ich habe nie tatsächliche Zahlen gesehen, aber im Allgemeinen besagen Artikel, die ich über den Flug gesehen habe, dass "der meiste" Auftrieb vom Anstellwinkel und relativ wenig vom Bernoulli-Effekt erzeugt wird. Ich vermute, dass die genauen Zahlen ziemlich variabel sind und wahrscheinlich davon abhängen, ob das Flugzeug steigt, absteigt, sich neigt usw. und auch von Flugzeug zu Flugzeug variieren. Vielleicht scheinen deshalb genaue Zahlen nicht genannt zu werden.

Der Druckunterschied zwischen der Ober- und Unterseite des Flügels ist ziemlich real, beachten Sie jedoch, dass es auf der Oberseite des Flügels kein Vakuum gibt, da der Druck nicht so stark abnimmt. Der verringerte Druck über dem Flügel wird tatsächlich dazu neigen, die Haut vom Flügel abzuziehen, oder genauer gesagt, die Luft innerhalb des Flügels, die sich auf normalem atmosphärischem Druck befindet, versucht, die Haut abzudrücken. Wieder einmal kann ich Ihnen keine genauen Zahlen nennen - ich muss zugeben, dass ich dachte, dass ungefähre Zahlen einfach zu berechnen wären, aber Google hat mich im Stich gelassen.

Zu diesem Thema gibt es übrigens einen guten NASA-Artikel unter http://www.grc.nasa.gov/WWW/k-12/airplane/wrong1.html , der sogar ein Java-Applet enthält, mit dem Sie mit den Details spielen können Flügel. Ein längerer, etwas seriöserer Artikel ist unter http://www.free-online-private-pilot-ground-school.com/aerodynamics.html zu finden

Später:

Wenn eine ungefähre Antwort in Ordnung wäre, könnten Sie die Bernoulli-Gleichung verwenden, wie in http://en.wikipedia.org/wiki/Bernoulli%27s_equation#Incompressible_flow_equation beschrieben . Obwohl dies wirklich nur für inkompressible Flüssigkeiten gilt und Luft offensichtlich komprimierbar ist, schlägt der Artikel vor, dass dies eine vernünftige Annäherung für niedrige Geschwindigkeiten wäre.

Das Umschreiben der Gleichung, um sie für unsere Zwecke nützlicher zu machen, ergibt:

P = ρ A − ρ v 2 2 − G H

Wo A ist etwas konstantes und H ist die Höhe. Wir kennen die Konstante nicht, aber lassen P B Ö T der Druck unter dem Flügel sein und P T Ö P der Druck über dem Flügel sein, dann können wir die Differenz zwischen ihnen nehmen, dh den Druckabfall zwischen der Unterseite und der Oberseite des Flügels. Wenn wir davon ausgehen, dass die Höhe konstant ist, dh wir können die Dicke des Flügels ignorieren, erhalten wir:

Δ P = P B Ö T − P T Ö P = 0,5 ρ ( v T Ö P 2 − v B Ö T 2 )

Ich weiß nicht, mit welcher Geschwindigkeit Ihr Flugzeug fliegt, aber raten wir mal bei 30 m/s und raten wir mal, dass es einen Unterschied von 10 m/s zwischen der Luftgeschwindigkeit am oberen und unteren Rand des Flügels gibt, also das war's v B Ö T = 30 Und v T Ö P = 40. Google gibt die Luftdichte in Bodennähe mit 1,225 kg/m3 an.

Δ P = 0,5 × 1.225 × ( 40 2 − 30 2 ) = 429 P A

429 Pa sind 4,29 Gramm pro Quadratzentimeter oder 0,06 Pfund pro Quadratzoll, also völlig unbedeutend.

Ich möchte immer noch etwas Konkretes darüber, mit welcher Kraft die Natur versuchen wird, die Hülle von den Spitzen meiner Flügel zu reißen. Abgesehen davon, John, haben mir Ihr Text und die von Ihnen bereitgestellten Links geholfen, ein bisschen besser zu verstehen, was vor sich geht. Danke.
Nun, OK, ich habe meine Antwort aktualisiert und versucht, eine Berechnung durchzuführen, aber ehrlich gesagt bin ich mir nicht sicher, ob ich ein Wort davon glaube, bis jemand den Druckunterschied tatsächlich misst!
Man kann Anstellwinkel und Bernoulli nicht wirklich unterscheiden. Der Anstellwinkel bewirkt, dass Luft in einen Abwind abgelenkt wird, und das kann nicht ohne einen Druckunterschied passieren, und Bernoulli ist nur eine Möglichkeit zu erklären, wie dieser Druckunterschied entsteht. Wenn der Anstellwinkel hoch genug ist, löst sich die Strömung von der Oberseite des Flügels & Bernoulli funktioniert nicht mehr, also viel weniger Abwind, und das wird als Abwürgen des Flügels bezeichnet . Der kritische Anstellwinkel liegt typischerweise bei etwa 19 Grad.
Hier gibt es ein nettes Video , das mit Garnstückchen zeigt, was passiert, wenn ein Flügel abreißt. Der Pilot reduziert die Leistung und zieht die Nase nach oben, um die Höhe zu halten. Wenn der kritische Anstellwinkel erreicht ist, liegt das Garn nicht mehr plan an der Flügeloberseite an.

John Rennie hat eine ziemlich gute Schätzung gemacht, 0,06 Pfund pro Quadratzoll sind 8,6 Pfund pro Quadratfuß. Das Great Lakes Super Baby hat eine Flächenbelastung von 9,6 Pfund pro Quadratfuß bei maximalem Bruttogewicht. Im schlimmsten Fall, wo der gesamte Auftrieb durch Saugen an der oberen Oberfläche bereitgestellt wird, würde die Saugkraft daher 9,6 lb/sq ft im Horizontalflug betragen. während eines 3G-Manövers wären es 29 lb / sq ft. Das ist also eine Obergrenze. Ihr typischer Staubsauger saugt etwa 20 kPa oder etwa 400 Pfund pro Quadratfuß.

Bitte sagen Sie in diesem Zusammenhang nicht „saugen“. Es ist einfach schmerzlich falsch.
Du hast komische Probleme mit dem Wort Saugen.
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