Diese Frage mag naiv klingen, aber überraschenderweise verwirrt sie mich.
Ein Flügel hat ein Druckzentrum. Bedeutet dies, dass der Auftrieb punktuell und nicht auf die gesamte Sehne eines Tragflügels wirkt?
Das Druckzentrum ist kein Punkt, „wo der Auftrieb am konzentriertesten ist“. Der Druckmittelpunkt hat sehr wenig mit der Verteilung des Auftriebs entlang des Flügels zu tun (Sie können genau denselben Druckmittelpunkt für unendlich viele verschiedene Auftriebsverteilungen haben).
Das Druckzentrum ist die mathematische Summe aller lokalen Druckvektoren entlang der gesamten Flügeloberfläche. Aber es ist mehr oder weniger nur eine Zusammenfassung der Gedanken, dieser Punkt hat keine besondere Bedeutung in Bezug auf die Spannungsverteilung oder so (zumindest keine einfache).
Sie könnten auch weiterhin alle lokalen Druckpunkte in die Bewegungsgleichung setzen und Sie würden genau das gleiche Ergebnis erhalten. Aber Gleichungen mit vielen kleinen Kraftvektoren wären unnötig kompliziert, und wenn Sie diese Komplexität nicht benötigen, ist es einfacher, alle Kräfte im Voraus zu summieren und stattdessen den summierten Wert zu verwenden.
Beachten Sie, dass Sie, wenn Sie beispielsweise Spannungen innerhalb des Flügels berechnen möchten, dies nicht tun können. Sie wären gezwungen, jeden lokalen Druckpunkt in die Analyse einzubeziehen. Aber solange Sie davon ausgehen können, dass der gesamte Flügel solide ist (was normalerweise eine akzeptable Annäherung für viele einfache Probleme ist), ist die Verwendung eines einzelnen summierten Auftriebsvektors einfacher.
Wenn Sie einfach alle Teildruckvektoren summieren, erhalten Sie den Gesamtvektor der aerodynamischen Kraft. Das reicht, um zu wissen, wie groß die Kraft und in welche Richtung auf das Flugzeug wirkt. Aber um Rotationseffekte analysieren zu können, müssen Sie wissen, an welchem Punkt diese Gesamtkraft wirkt (weil derselbe Kraftvektor, der in einen anderen Punkt des Festkörpers verschoben wird, eine unterschiedliche Rotation verursacht). Und hier kommt der Druckmittelpunkt ins Spiel, da es der Punkt ist, an dem die gedachte summierte aerodynamische Kraft wirken sollte, um das Flugzeug (als Ganzes) durch dieselben Translations- und Rotationseffekte zu beeinflussen wie die tatsächliche Druckverteilung entlang des Flügels.
Die aerodynamische Kraft (ein Teil davon ist der Auftrieb) ist nichts anderes als die Summe aller einzelnen aerodynamischen Kräfte, die auf die Oberfläche der Flugzeugzelle wirken. An jedem winzigen Quadratmikrometer der Flugzeugoberfläche drückt die Luft auf die Flugzeugzelle. Es drückt an diesem Punkt mit einer Kraft, die dem normalen Luftdruck entspricht ( mal die Oberfläche dieses winzigen Abschnitts. All diese winzigen aerodynamischen Kräfte drücken auf die Flugzeugoberfläche in einer Richtung senkrecht (senkrecht) zur Oberfläche.
Um die Dinge einfacher zu machen (für Berechnungen und Erklärungen), summieren Ingenieure und Fluglehrer alle diese winzigen Einzelkräfte künstlich zu einer Gesamtkraft. Dies geschieht, indem alle Einzelkräfte (vektoriell) zu einem einzigen Gesamtkraftvektor addiert werden, der, wenn er die einzige auf die Flugzeugzelle wirkende Kraft wäre, theoretisch genau die gleiche Gesamtkraft und das gleiche Drehmoment erzeugen würde wie alle Winzlinge wenig wirkliche Kräfte produzieren tatsächlich. Diese gesamte künstliche Kraft wird dann, wiederum künstlich, in zwei Komponenten zerlegt, eine, die normal (senkrecht) zum Flugbahnvektor des Flugzeugs ist (das nennen wir Auftrieb ), und eine, die parallel zur Flugbahn ist ( Das nennen wir Drag). Es kann davon ausgegangen werden, dass beide durch den gleichen Punkt wirken, durch den der Gesamtkraftvektor berechnet wurde.
Der Punkt, durch den diese gesamte künstliche Kraft wirken soll, wird Druckzentrum genannt.
Wofür ist das? Dies ist der Punkt in der Flugzeugzelle, wo z. Wenn es an diesem Punkt arretiert wäre, würden die aerodynamischen Kräfte um es herum ausgeglichen und würden kein Drehmoment erzeugen. Das heißt, wie wenn Sie einen Stift durch einen Pfeil oder die Wetterfahne auf Ihr Dach stecken, wenn der Stift durch den Pfeil oder die Achse der Wetterfahne durch das Druckzentrum geht, dann würde der Wind, der auf die Fahne trifft, kein Drehmoment verursachen und Die Wetterfahne drehte sich nicht und richtete sich nicht nach dem Wind aus. Es würde einfach dort sitzen, weil die Kraft (eigentlich das Moment) auf einer Seite des Druckzentrums gleich dem Moment der Kräfte auf der anderen Seite wäre und sie sich gegenseitig aufheben würden.
Warum ist das wichtig? denn im freien Flug gibt es keinen Stift oder keine Achse, die an etwas Unbeweglichem befestigt ist. Ein Flugzeug kann sich uneingeschränkt bewegen. Wenn eine aerodynamische Kraft auf einen Körper ausgeübt wird, der sich uneingeschränkt bewegen kann, dreht er sich um seinen Schwerpunkt. Wenn also der Druckmittelpunkt nicht am selben Ort wie der Schwerpunkt liegt (was er selten genau ist), dann erzeugt jede aerodynamische Kraft auf den Körper ein Drehmoment (ein Drehmoment) um den Schwerpunkt.
Sie haben Recht, der Auftrieb wirkt nicht an einem bestimmten Punkt auf das Tragflächenprofil. Der CP ist der mittlere Punkt, durch den die Gesamtkräfte (=Summe der unausgeglichenen Flächenpressung) des Flügels wirken. Es wird verwendet, um allgemeine Konzepte zu veranschaulichen und zu vereinfachen.
Schlafmann