Luftfahrtphysik induzierte Widerstandsrichtung

Ich bin ein Neuntklässler, der an meiner örtlichen High School ein Science Fair-Projekt durchführt. Ich mache ein wissenschaftliches Experiment an verschiedenen Flugzeugflügeln und wie sich der Anstellwinkel auf den Luftwiderstand auswirkt. Ich muss ein Rig erstellen, um den durch den Auftrieb erzeugten Widerstand (induzierten Widerstand) zu messen. Ich weiß nicht, ob die Federwaage (das Werkzeug zum Messen des Widerstands) mit der Vorderseite des Modellflugzeugs verbunden sein sollte und mit zunehmendem Anstellwinkel auf gleicher Höhe mit dem Flugzeug bleiben sollte oder ob die Federwaage mit dem Horizont auf gleicher Höhe bleiben sollte da das Flugzeug selbst nur seinen Anstellwinkel ändert, um den induzierten Widerstand korrekt zu messen. Bild unten angehängt (Entschuldigung für den erbärmlichen Versuch, die Frage neu zu erstellen).Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Das zweite Bild. Natürlich messen Sie sowohl den induzierten Widerstand (aufgrund des Auftriebs) als auch den parasitären Widerstand (aufgrund von Flügelspitzenwirbeln). Die einzige Möglichkeit, die ich kenne, um den parasitären Luftwiderstand zu reduzieren, besteht darin, dem Flügel ein hohes Seitenverhältnis zu geben (was Segelflugzeuge tun).
@MikeDunlavey: Bei allem Respekt, das größere Seitenverhältnis reduziert den induzierten Luftwiderstand (und verringert die Kräfte insgesamt, sodass relativ mehr Lärm entsteht). Das Beste, was man tun kann, ist, einen konstanten Reibungswiderstand (gemessen, wenn kein Auftrieb erzeugt wird) anzunehmen und diesen Betrag von allen Messungen abzuziehen.

Antworten (1)

Auftrieb und Widerstand werden relativ zur Strömungsrichtung vor dem Flugzeug definiert. Der Auftrieb ist orthogonal und der Widerstand parallel. Daher zeigt das untere Bild mit der parallelen Feder die bessere Anordnung, da es nur den Luftwiderstand misst, sonst nichts. Beachten Sie, dass die Summe aus induziertem und viskosem Widerstand gemessen wird, sodass Sie noch einige Korrekturen benötigen, um den induzierten Widerstand zu isolieren, nachdem Sie die Kraft gemessen haben.

In einer Annäherung erster Ordnung ist der viskose Widerstand über den Anstellwinkel konstant, sodass Sie die minimale Kraft messen, während Sie den Anstellwinkel variieren, und diese Kraft von allen anderen Messungen subtrahieren.

Vielen Dank für die schnelle Antwort, aber ich glaube, ich habe die sich ändernden Variablen vage beschrieben. Der Luftstrom bleibt gleich, aber der Anstellwinkel und das Winglet-Design ändern sich. In meinem Projekt geht es um Winglets und darum, wie sich unterschiedliche vertikale Längen (Winglet-Spannweite) auf den induzierten Widerstand auswirken, der durch die Flügelspitzenwirbel erzeugt wird. Ich verstehe, dass ich das vielleicht falsch interpretiere, Sie haben viel mehr Erfahrung, aber ich fühle, dass es meine Schuld ist, dass ich nicht die Antwort bekommen habe, die ich wirklich wollte.
Teil 2: Ich sehe nicht, wie viskoser Luftwiderstand von Bedeutung sein wird, wenn die Form des Hubflügels gleich bleibt (ich weiß, dass ich dies nicht angegeben habe). Ich denke, es könnte sich auf die kleine Winglet-Oberfläche auswirken, aber es sollte insgesamt konstant bleiben, da verschiedene Winglets zu denselben Auftriebsflügeln hinzugefügt werden. Ich weiß, dass der viskose Widerstand die Winglet-Oberfläche beeinflusst, aber die Dicke und die Gesamtprofilform bleiben für die Winglets mit nur unterschiedlichen Längen gleich. Obwohl ich mich irren könnte, haben Sie die meisten dieser Themen viel mehr studiert als ich.
@Olek410: Deine Frage erwähnte nirgendwo Winglets, also natürlich auch meine Antwort nicht. Mit der Spannweite des Winglets verändern Sie die Oberfläche und damit den viskosen Luftwiderstand. Nicht viel, aber genug, dass es für jede Konfiguration separat gemessen werden sollte. Jetzt muss ich fragen, was Ihre Frage eigentlich ist - bis jetzt dachte ich, Sie wären sich nicht sicher, in welche Richtung Sie den Luftwiderstand messen sollen. Könnten Sie mich bitte klarer machen?
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