Wie berechnet man den Luftwiderstand einer flachen rechteckigen Oberfläche bei gegebener Fläche, Luftdichte, Fluggeschwindigkeit und Anstellwinkel?

Ich bin ein absoluter Noob in Aerodynamik und versuche, den Luftwiderstand einer rechteckigen flachen Fläche unter Berücksichtigung von Luftdruck / -dichte, Fläche, Anstellwinkel und Fluggeschwindigkeit zu berechnen. Ich habe diese Frage gelesen , aber es geht darum, den Luftwiderstand für zwei rechteckige Bereiche zu berechnen, während ich ihn für einen Bereich benötige und keine Formel für einen Bereich ableiten konnte. Können Sie mir bitte dabei helfen?

Ich brauche dies, um den Luftwiderstand der Motorhaubenklappen bei einem FlightGear-Modell in einem Winkel zwischen 0 und 20 Grad zu verlängern.

Sie müssen viel mehr berücksichtigen als nur den Luftwiderstand der flachen Platte, wenn Sie die Gesamtänderung des Luftwiderstands aufgrund des Öffnens der Windlaufklappen bestimmen. Der gesamte Luftstrom durch den Motorraum ändert sich. Und weil die Windlaufklappe nicht nur eine flache Platte im freien Strom ist, sondern einige Seiten hat und am Rumpf befestigt ist und Luftstrom aus dem Motorraum über die obere Oberfläche strömt, sind die Widerstandsgleichungen der flachen Platte nur ein kleiner Teil davon .
Es gibt eine ganze Reihe von Motorhaubenklappen, welches Flugzeug modellierst du?
@Koyovis Cessna 182 S/T und Cessna P210N

Antworten (1)

Die einfache Verwendung der generischen Widerstandsgleichung bringt Sie in den Bereich, der für FlightGear erforderlich ist.

D = C D ⋅ 1 2 ρ v 2 ⋅ A
mit C D wobei der Luftwiderstandsbeiwert der flachen Platte und A eine Referenzfläche Ihrer Motorhaubenklappen sind. Die Daten für die richtige Reynolds-Zahl werden am besten mit verwendet
R e = ρ v C ¯ μ
mit C ¯ = mittlere aerodynamische Sehne und μ = kinematische Viskosität von Luft. Der Re verwendet die Flügelgeometrie, um festzustellen, ob die Strömung laminar oder turbulent ist, was einen großen Einfluss auf die Widerstandsberechnung hat.

Berechnen Sie also den zusätzlichen Luftwiderstand für die Luftdichte ρ von 1,1 kg/m 3 (Funktion der Höhe) und einer Fluggeschwindigkeit von 150 m/s erhalten wir: D = C D ⋅ ½ ⋅ 1.1 ⋅ 150 2 ⋅ A = 12 , 375 ⋅ C D ⋅ A [ N ] . Jetzt müssen wir nur noch nachsehen C D und Bezugsfläche A in [ M 2 ], und hier wird es etwas anspruchsvoller.

Beachten Sie, dass wir den zusätzlichen Luftwiderstand berechnen. Wenn die Klappe vollständig eingefahren und mit der Motorhaube ausgerichtet ist, ist der zusätzliche Luftwiderstand null. Wenn Sie die Klappe öffnen, wird ein zusätzlicher Luftwiderstand erzeugt - er ist geringer als der Luftwiderstand, da sich die Motorhaubenklappe öffnet, um Abgase auszustoßen, wodurch verhindert wird, dass ein Teil des Druckwiderstands auftritt.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung einBildquelle

Um die Dinge einfach zu halten, können wir eine Bluff-Body-Aerodynamik mit der vorderen projizierten Fläche als unsere Referenz A verwenden. Zum Beispiel ein Tragflächenprofil C D von 0,045, mit projizierter Fläche von 0,002 * sin a [M 2 ]. a ist der Auslenkwinkel der Klappe.

Das hinter der Motorhaubenklappe ausgestoßene Abgas verhindert, dass ein Großteil des Druckwiderstands entsteht, wie bei einem Tragflügel, bei dem die Strömung sanft in das Achterschiff zurückfließt. Ohne das Abgas die C D wäre höher, eher die einer Kugel. Wie viel mehr, hängt von einer ganzen Reihe von Abgasdruckparametern ab. Es konnten Werte zwischen 0,05 und 0,3 sccm angenommen werden.

Oh, sieht aus, als wären Sie mit Flugzeugen mit Kolbenmotor nicht vertraut! ;) Windlaufklappen befinden sich nicht am Flügel, sondern dienen zum Öffnen / Schließen eines kleinen Lochs in der Motorhaube. In Hochleistungssituationen wie Start oder Steigflug werden sie geöffnet, um den Luftstrom zu erhöhen, der durch die Motorhaube und am Motor vorbei strömt, um eine bessere Kühlung zu erreichen. Im Reise- und Sinkflug sind sie geschlossen, um den Luftwiderstand zu verringern.
Habe bearbeitet, um die stromlinienförmigeren Formen von Tragfläche und Kugel zu verwenden.
Wie berechnet man den Luftwiderstand einer flachen rechteckigen Oberfläche bei gegebener Fläche, Luftdichte, Fluggeschwindigkeit und Anstellwinkel?
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