Parasittisk drag - Parasitic drag

Dra kurve for en løfte kropp i jevn flyging

Parasittisk drag , også kjent som profildrag , er en type aerodynamisk drag som virker på ethvert objekt når objektet beveger seg gjennom en væske. Parasittisk drag er en kombinasjon av formdrag og hudfriksjon . Det påvirker alle objekter uansett om de er i stand til å generere heis .

Total drag på et fly består av parasittmotstand og løftindusert drag . Parasittisk drag kalles det fordi det ikke er nyttig, mens løftindusert drag er et resultat av et løfteprofil som genererer løft. Parasittisk drag omfatter alle typer drag unntatt løftindusert drag.

Skjemadrag

Formdrag oppstår på grunn av formen på objektet. Den generelle størrelsen og formen på kroppen er de viktigste faktorene i formmotstand; kropper med et større presentert tverrsnitt vil ha en høyere motstand enn tynnere legemer; slanke ("strømlinjeformede") objekter har lavere formmotstand. Formdrag følger dragligningen , noe som betyr at den øker med hastigheten, og dermed blir viktigere for høyhastighetsfly.

Formmotstand avhenger av kroppens lengdesnitt. Et forsiktig valg av kroppsprofil er avgjørende for lav dragkoeffisient . Strømlinjer bør være kontinuerlige, og separasjon av grenselaget med tilhørende virvler bør unngås.

Formdrag inkluderer interferensmotstand forårsaket av blanding av luftstrømmer. For eksempel, hvor vingen og flykroppen møtes ved vingroten, smelter to luftstrømmer sammen til en. Denne blandingen kan forårsake virvelstrømmer, turbulens eller begrense jevn luftstrøm. Interferensmotstand er større når to overflater møtes i vinkelrett vinkel, og kan minimeres ved bruk av fairings .

Bølgedrag , også kjent som supersonisk bølgedrag eller komprimerbarhet, er en komponent i formmotstand forårsaket av sjokkbølger som genereres når et fly beveger seg i transonisk og supersonisk hastighet.

Formdrag er en type trykkmotstand, et begrep som også inkluderer løftindusert drag. Formmotstand er trykkmotstand på grunn av separasjon.

Hudfriksjon dra

Hudfriksjonsevne oppstår fra væskens friksjon mot "huden" på objektet som beveger seg gjennom det. Hudfriksjon oppstår fra samspillet mellom væsken og hud i kroppen, og er direkte relatert til den fuktede overflaten, området på overflaten av kroppen som er i kontakt med væsken. Luft som kommer i kontakt med et legeme, vil holde seg til kroppens overflate, og det laget vil ha en tendens til å holde seg til det neste luftlaget og det igjen til ytterligere lag, og derfor drar kroppen litt luft med seg. Kraften som kreves for å dra et "festet" luftlag med kroppen kalles hudfriksjonsmotstand. Hudfriksjonsevne gir en viss luftmengde et visst momentum når den passerer gjennom den, og at luften utøver en forsinkende kraft på kroppen. Som med andre komponenter i parasittisk drag, følger hudfriksjon dragligningen og stiger med kvadratet i hastigheten .

Hudfriksjon er forårsaket av tyktflytende drag i grenselaget rundt objektet. Grenselaget på forsiden av objektet er vanligvis laminært og relativt tynt, men blir turbulent og tykkere mot baksiden. Plasseringen av overgangspunktet fra laminær til turbulent strøm avhenger av formen på objektet. Det er to måter å redusere friksjonsmotstand: den første er å forme den bevegelige kroppen slik at laminær strømning er mulig. Den andre metoden er å øke lengden og redusere tverrsnittet av objektet i bevegelse så mye som praktisk mulig. For å gjøre dette kan en designer vurdere finhetsforholdet , som er flyets lengde dividert med dens diameter på det bredeste punktet (L/D). Den holdes for det meste 6: 1 for subsoniske strømninger. Økning i lengde øker Reynolds -tallet. Med Reynolds nr. i nevneren for hudfriksjonskoeffisientens forhold, ettersom verdien økes (i laminært område), reduseres total friksjonsmotstand. Mens nedgang i tverrsnittsareal reduserer dragkraften på kroppen ettersom forstyrrelsen i luftstrømmen er mindre. For et flys vinger vil en reduksjon i lengden (akkord) på vingene imidlertid redusere "indusert" drag, om ikke friksjonsmotstanden.

Hudfriksjonskoeffisienten,, er definert av ${\ displaystyle C_ {f}}$

${\ displaystyle C_ {f} \ equiv {\ frac {\ tau _ {w}} {q}},}$

hvor er den lokale veggens skjærspenning , og q er det dynamiske trykket i fri strøm . For grenselag uten trykkgradient i x -retningen er det relatert til momentumtykkelsen som ${\ displaystyle \ tau _ {w}}$

${\ displaystyle C_ {f} = 2 {\ frac {d \ theta} {dx}}.}$

Til sammenligning er det turbulente empiriske forholdet kjent som den sjuende maktloven (avledet av Theodore von Kármán ):

${\ displaystyle C_ {f, tur} = {\ frac {0.074} {Re^{0.2}}},}$

hvor er Reynolds -nummeret . ${\ displaystyle Re}$

For en laminær strømning over en plate kan hudfriksjonskoeffisienten bestemmes ved hjelp av følgende formel:

${\ displaystyle C_ {f, lam} = {\ frac {1.328} {\ sqrt {Re}}}}$

Se også

• NACA -kanal
• Jet motor ram drag
• Hudfriksjonslinje

Referanser