Kaldırma katsayısı - Lift coefficient

Kaldırma katsayısı ( Cı- _L ) a, boyutsuz katsayısı ile ilgilidir asansör bir tarafından üretilen kaldırıcı cisim için akışkan yoğunluğu gövdenin etrafında, sıvı hızına ve ilgili bir referans alan . Bir kaldırma gövdesi, bir folyo veya sabit kanatlı bir uçak gibi tam bir folyo taşıyan gövdedir . C _L , cismin akışa açısının, Reynolds sayısının ve Mach sayısının bir fonksiyonudur . Bölüm kaldırma katsayısı c _l , iki boyutlu bir folyo bölümünün dinamik kaldırma özelliklerini ifade eder ve referans alanı folyo kiriş ile değiştirilir .

Tanımlar

Kaldırma katsayısı C _L şu şekilde tanımlanır:

${\ displaystyle C _ {\ mathrm {L}} \ equiv {\ frac {L} {q \, S}} = {\ frac {L} {{\ frac {1} {2}} \ rho u ^ {2 } \, S}} = {\ frac {2L} {\ rho u ^ {2} S}}}$ ,

burada bir kaldırma kuvveti , ilgili yüzey alanı ve akışkan dinamik basınç ile bağlantılı da, sıvı yoğunluğu , ve akış hızı . Referans yüzey seçimi isteğe bağlı olduğu için belirtilmelidir. Örneğin, silindirik profiller için (bir kanat profilinin açıklık yönünde 3B ekstrüzyonu) her zaman yayılma yönünde yönlendirilir, ancak aerodinamik ve ince kanat teorisinde yüzeyi oluşturan ikinci eksen genellikle kiriş yönüdür: ${\ displaystyle L \,}$${\ displaystyle S \,}$${\ displaystyle q \,}$ ${\ displaystyle \ rho \,}$ ${\ displaystyle u \,}$

${\ displaystyle S_ {aer} \ equiv c \, s}$

bir katsayı ile sonuçlanır:

${\ displaystyle C _ {\ mathrm {L}, \, aer} \ equiv {\ frac {L} {q \, c \, s}},}$

kalın kanat profilleri ve deniz dinamiklerinde ise ikinci eksen bazen kalınlık yönünde alınır:

${\ displaystyle S_ {mar} = t \, s}$

farklı bir katsayı ile sonuçlanır:

${\ displaystyle C _ {\ mathrm {L}, \, mar} \ equiv {\ frac {L} {q \, t \, s}}}$

Bu iki katsayı arasındaki oran, kalınlık oranıdır:

${\ displaystyle C _ {\ mathrm {L}, \, mar} \ equiv {\ frac {c} {t}} C _ {\ mathrm {L}, \, aer}}$

Kaldırma katsayısı, kaldırma hattı teorisi kullanılarak yaklaşık olarak tahmin edilebilir , sayısal olarak hesaplanabilir veya tam bir uçak konfigürasyonunun bir rüzgar tüneli testinde ölçülebilir .

Bölüm kaldırma katsayısı

Bombeli bir kanat profili için kesit kaldırma katsayısını ve hücum açısını gösteren tipik bir eğri

Kaldırma katsayısı ayrıca bir kanat profilinin belirli bir şeklinin (veya enine kesitinin) bir özelliği olarak kullanılabilir . Bu uygulamada buna kesit kaldırma katsayısı denir . Belirli bir kanat profili için, kesit kaldırma katsayısı ve hücum açısı arasındaki ilişkiyi göstermek yaygındır . Kesit kaldırma katsayısı ile sürükleme katsayısı arasındaki ilişkiyi göstermek de faydalıdır . ${\ displaystyle c _ {\ text {l}}}$

Kesit kaldırma katsayısı, sonsuz açıklığa ve değişken olmayan enine kesite sahip bir kanat üzerindeki iki boyutlu akışa dayanmaktadır, bu nedenle kaldırma, açıklıklı etkilerden bağımsızdır ve kanadın birim açıklığı başına kaldırma kuvveti cinsinden tanımlanır . Tanım olur ${\ displaystyle l}$

${\ displaystyle c _ {\ text {l}} = {\ frac {l} {q \, L}},}$

burada L, her zaman belirtilmesi gereken referans uzunluktur: aerodinamik ve kanat teorisinde genellikle kanat profili kirişi seçilirken, deniz dinamiklerinde ve dikmeler için genellikle kalınlık seçilir. Akor, "birim aralık başına alan" olarak yorumlanabileceğinden, bunun sürükleme katsayısına doğrudan benzer olduğunu unutmayın. ${\ displaystyle c \,}$${\ displaystyle t \,}$

Saldırı belirli bir açı için, C _l yaklaşık kullanılarak hesaplanabilir İnce profil teorisi , üç boyutlu etkileri azaltmak için tasarlanmış uç plakaları ile sayısal olarak hesaplanabilir veya sonlu uzunlukta bir test parçası üzerinde rüzgar tüneli testlerinden tespit edilmiştir. Çizimleri C _l hücum karşı açısı için aynı genel şeklini göstermektedir hava folyoları , fakat özellikle sayıları değişir. Kaldırma eğimi olarak bilinen bir eğimle artan hücum açısı ile kaldırma katsayısında neredeyse doğrusal bir artış gösterirler . Herhangi bir şekle sahip ince bir hava folyosu için asansör eğim π olan ² derece başına / 90 ≃ 0.11. Daha yüksek açılarda maksimum noktaya ulaşılır ve ardından kaldırma katsayısı düşer. Maksimum kaldırma katsayısının oluştuğu açı, kanat profilinin tipik bir kanat üzerinde yaklaşık 10 ila 15 derece olan stall açısıdır.

Belirli bir profil için durma açısı, Reynolds sayısının artan değerleri ile de artmaktadır, daha yüksek hızlarda gerçekten de akış, durma koşulunu daha uzun süre geciktirmek için profile bağlı kalma eğilimindedir. Bu nedenle, bazen simüle edilmiş gerçek yaşam koşulundan daha düşük Reynolds sayılarında gerçekleştirilen rüzgar tüneli testi, bazen profil durmasını olduğundan fazla tahmin eden ihtiyatlı geri bildirim verebilir.

Simetrik kanat profilleri zorunlu olarak c _l ekseni etrafında simetrik hücum açısına karşı c _l grafiklerine sahiptir , ancak pozitif bombeli , yani asimetrik, yukarıdan dışbükey herhangi bir kanat profili için , saldırı açıları sıfırdan küçük olan küçük ama pozitif bir kaldırma katsayısı hala mevcuttur. . Yani, c _l = 0'ın negatif olduğu açı . Sıfır hücum açısındaki bu tür kanat profillerinde, üst yüzeydeki basınçlar alt yüzeydekinden daha düşüktür.

Ayrıca bakınız

• Kaldırma-sürükleme oranı
• Sürükle katsayısı
• Folyo (akışkanlar mekaniği)
• Atış anı
• Sirkülasyon kontrol kanadı
• Sıfır kaldırma ekseni

Notlar

Referanslar

• LJ Clancy (1975): Aerodinamik . Pitman Publishing Limited, Londra, ISBN   0-273-01120-0
• Abbott, Ira H. ve Doenhoff, Albert E. von (1959): Theory of Wing Sections , Dover Publications New York, # 486-60586-8