Parazit sürükleme - Parasitic drag

Sabit uçuşta bir kaldırıcı cisim için sürükleme eğrisi

Profil sürüklemesi olarak da bilinen parazitik sürükleme , nesne bir sıvı içinde hareket ederken herhangi bir nesneye etki eden bir tür aerodinamik sürüklemedir . Parazitik sürükleme, form sürüklemesi ve yüzey sürtünme sürüklemesinin bir birleşimidir . Kaldırma oluşturup oluşturmadıklarına bakılmaksızın tüm nesneleri etkiler .

Bir uçaktaki toplam sürükleme, parazitik sürüklenme ve kaldırma kaynaklı sürüklemeden oluşur . Parazitik sürükleme, yararlı olmadığı için bu şekilde adlandırılır, oysa kaldırma kaynaklı sürükleme, bir hava folyosu üreten kaldırmanın sonucudur . Parazitik sürükleme, kaldırma kaynaklı sürükleme hariç tüm sürükleme türlerini içerir.

Form sürükle

Form sürüklemesi , nesnenin şeklinden dolayı ortaya çıkar . Vücudun genel boyutu ve şekli, form sürüklenmesinde en önemli faktörlerdir; daha büyük bir kesite sahip gövdeler, daha ince gövdelerden daha yüksek bir sürtünmeye sahip olacaktır; şık ("aerodinamik") nesnelerin daha düşük form sürüklemesi vardır. Form sürüklemesi, sürükleme denklemini takip eder , yani hız ile artar ve bu nedenle yüksek hızlı uçaklar için daha önemli hale gelir.

Form sürüklemesi, gövdenin uzunlamasına bölümüne bağlıdır. Düşük sürtünme katsayısı için ihtiyatlı bir gövde profili seçimi esastır . Akım çizgileri sürekli olmalı ve sınır tabakasının eşlik eden girdaplarla ayrılmasından kaçınılmalıdır.

Form sürüklemesi, hava akımı akışlarının karıştırılmasından kaynaklanan girişim sürüklemesini içerir. Örneğin, kanat ve gövdenin kanat kökünde buluştuğu yerde, iki hava akımı birleşir. Bu karıştırma, girdap akımlarına, türbülansa neden olabilir veya düzgün hava akışını kısıtlayabilir. Girişim sürüklemesi, iki yüzey dik açılarda buluştuğunda daha fazladır ve kaporta kullanımıyla en aza indirilebilir .

Dalga sürükleme da ses üstü dalga bulunacağı sürtünme koşulları ve sıkıştırılabilirlik sürükle olarak bilinen, neden olduğu bir şekilde sürükleme bir bileşeni olan şok dalgalarının bir hava aracı hareket ederken üretilen transonik ve süpersonik hızlarda.

Form sürüklemesi, kaldırma kaynaklı sürüklemeyi de içeren bir terim olan bir tür basınç sürüklemesidir. Form sürüklemesi, ayrılma nedeniyle oluşan basınç sürüklemesidir.

Cilt sürtünme sürtünmesi

Cilt sürtünme direnci , sıvının içinden geçen nesnenin "derisine" sürtünmesinden kaynaklanır. Cilt sürtünmesi, sıvı ile vücudun derisi arasındaki etkileşimden kaynaklanır ve vücudun sıvı ile temas eden yüzeyi olan ıslak yüzeyle doğrudan ilişkilidir. Bir vücutla temas halindeki hava, vücudun yüzeyine yapışacak ve bu katman, bir sonraki hava katmanına ve daha sonra diğer katmanlara yapışma eğiliminde olacaktır, dolayısıyla vücut onunla bir miktar havayı sürüklemektedir. Vücut ile "bağlı" bir hava tabakasını sürüklemek için gereken kuvvete cilt sürtünme direnci denir. Deri sürtünme direnci, içinden geçerken bir hava kütlesine bir miktar momentum verir ve bu hava vücuda geciktirici bir kuvvet uygular. Diğer parazitik sürüklenme bileşenlerinde olduğu gibi, deri sürtünmesi sürükleme denklemini takip eder ve hızın karesiyle birlikte yükselir .

Cilt sürtünme kaynaklanır viskoz sürükleme içinde sınır tabakasına nesnenin etrafında. Nesnenin önündeki sınır tabakası genellikle laminer ve nispeten incedir, ancak arkaya doğru türbülanslı ve kalınlaşır. Laminer akıştan türbülanslı akışa geçiş noktasının konumu cismin şekline bağlıdır. Sürtünme direncini azaltmanın iki yolu vardır: birincisi, hareketli gövdeyi laminer akışı mümkün kılacak şekilde şekillendirmektir. İkinci yöntem, mümkün olduğu kadar hareketli nesnenin uzunluğunu artırmak ve enine kesitini azaltmaktır. Bunu yapmak için bir tasarımcı , uçağın uzunluğunun en geniş noktadaki (L/D) çapına bölünmesiyle elde edilen incelik oranını dikkate alabilir . Ses altı akışlar için çoğunlukla 6:1 oranında tutulur. Boydaki artış Reynolds sayısını artırır. Reynolds ile hayır. cilt sürtünme katsayısı ilişkisinin paydasında, değeri arttıkça (laminer aralıkta), toplam sürtünme direnci azalır. Kesit alanı küçülürken, hava akışındaki bozulma daha az olduğu için gövde üzerindeki sürükleme kuvveti azalır. Bir uçağın kanatları için, kanatların uzunluğundaki (kord) bir azalma, sürtünme sürtünmesini olmasa da "indüklenen" sürtünmeyi azaltacaktır.

Cilt sürtünme katsayısı, , ile tanımlanır ${\görüntüleme stili C_{f}}$

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

nerede yerel duvar kesme gerilimi ve q serbest akış dinamik basıncıdır . x yönünde bir basınç gradyanı olmayan sınır tabakalar için, momentum kalınlığı ile şu şekilde ilişkilidir: ${\displaystyle \tau _{w}}$

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

Karşılaştırma için, Yedinci Kuvvet Yasası olarak bilinen çalkantılı ampirik ilişki ( Theodore von Kármán tarafından türetilmiştir ):

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

burada bir Reynolds sayısı . ${\ Displaystyle Yeniden}$

Bir plaka üzerinde laminer bir akış için, yüzey sürtünme katsayısı aşağıdaki formül kullanılarak belirlenebilir:

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

Ayrıca bakınız

• NACA kanalı
• Jet motoru ram sürükle
• Cilt sürtünme hattı

Referanslar