Warum ist der Schub-/Widerstandsanstieg bei einem niedrigeren FL viel geringer, wobei das Gewicht die einzige Variable ist?

Von und bezogen auf: Wie ist der Zusammenhang zwischen Luftwiderstand und Gewicht?

  • Der Reibungswiderstand wird durch die Änderung des Anstellwinkels nicht beeinflusst.
  • Der [induzierte] Widerstand wird mit dem Quadrat der Massenzunahme zunehmen.

Daran habe ich keinen Zweifel, tatsächlich wollte ich dieselbe Antwort posten, der Grund, warum ich gewartet habe, ist, dass ich die A320-Leistungszahlen mit dieser Methode nicht erklären konnte.

Die Widerstandsaufschlüsselung für einen A320 bei FL 370 und M0,78 ist:

7.900 lbf Widerstand setzen sich aus 4.700 lbf parasitärem Widerstand (...) und 3.200 lbf induziertem Widerstand zusammen.

Betrachten wir eine Gewichtszunahme von 32 % – von 50 auf 66 Tonnen. Die Anwendung von 1,32^2 auf den induzierten Luftwiderstand erhöht den Gesamtwiderstand um 30 %.

Wenn wir den FF (Treibstofffluss) als Maß für Schub (auch Luftwiderstand) verwenden würden – da bei einem gegebenen FL / IAS / TAS der TSFC nicht so stark variieren sollte, wenn N1 ± ein paar Prozent beträgt –

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

... stellen wir fest, dass ΔFF 7 % bei FL 290 und 20 % bei FL 370 beträgt. 20 % liegen näher an der Schätzung von 30 % Schub/Widerstand. Warum ist der Schub-/Widerstandsanstieg bei einem niedrigeren FL viel geringer, wobei das Gewicht die einzige Variable ist?

Antworten (1)

Bei einer niedrigeren Flughöhe ist die Luftdichte höher, sodass ein niedrigerer Auftriebskoeffizient getrimmt werden kann und der induzierte Widerstand einen kleineren Bruchteil des Gesamtwiderstands ausmacht. Daher verursacht die Massenzunahme eine viel geringere Zunahme des Gesamtwiderstands.

In größerer Höhe ist die Reibung und der Druckwiderstand geringer, aber der induzierte Widerstand ist höher, sodass eine Erhöhung der Masse einen viel höheren Widerstandssprung verursacht.

Nun zu den Zahlen: In FL 290 beträgt die angezeigte Geschwindigkeit 155,362 m/s, also der Staudruck Q beträgt 14.784 N/m². Ich benutze Fläche S (124 m²) und Seitenverhältnis A R (b²/S = 10,33) aus Wikipedia und schätze, dass der Oswald-Faktor ϵ ist 0,8. Nun der Auftriebsbeiwert C L bei FL 290 und 50 Tonnen Masse liegt

C L = M ⋅ G Q ⋅ S = 0,2675
Damit können wir den induzierten Widerstand berechnen:
D ich = Q ⋅ S ⋅ C L 2 π ⋅ A R ⋅ ϵ = 5052 N
das ist nur 1136 Pfund Kraft; etwa ein Drittel dessen, was Sie für FL370 geben. Dies passt gut zu dem gegebenen Schubanstieg bei FL290, der etwa 1/3 des Anstiegs bei FL370 beträgt.

Warum ist der Schub-/Widerstandsanstieg bei einem niedrigeren FL viel geringer, wobei das Gewicht die einzige Variable ist?
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