Aerodynamic luag yog lub zog ua tawm tsam qhov sib txheeb ntawm txhua yam khoom. Nws tuaj yeem nyob nruab nrab ntawm ob txheej ntawm cov khoom nto. Tsis zoo li lwm yam kev tiv thaiv, xws li kev sib txhuam qhuav, uas yuav luag tsis muaj kev ywj pheej ntawm kev ceev, cov quab yuam ua raws li tus nqi muab. Txawm hais tias qhov kawg ua rau qhov kev txiav txim yog kev sib txhuam viscous, turbulence yog ywj siab ntawm nws. Tus rub quab yuam yog proportional rau lub laminar ntws tshaj tawm.
Txoj kev xav
Aerodynamic luag yog lub zog uas ua rau txhua lub cev txav mus los ntawm cov kua dej uas yuav los. Nyob rau hauv cov nqe lus ntawm qhov ze thaj tsam approximation, luag yog tshwm sim los ntawm lub zog vim qhov kev faib ntawm lub siab tshaj qhov saum npoo ntawm cov khoom, cim los ntawm D. Vim yog kev sib txhuam ntawm daim tawv nqaij, uas yog tshwm sim ntawm viscosity, yog denoted De. Xwb, xam los ntawm qhov pom ntawm qhov chaw ntws, lub zogKev tiv thaiv tshwm sim los ntawm peb lub ntuj phenomena: poob siab tsis, vortex txheej thiab viscosity. Tag nrho cov no tuaj yeem pom hauv lub rooj ntawm aerodynamic luag.
Kev Qhia
Kev faib tawm ntawm lub siab ua haujlwm ntawm lub cev muaj feem cuam tshuam rau lub zog loj. Lawv, nyob rau hauv lem, yuav summed. Cov khoom hauv qab ntawm cov nqi no yog lub zog rub, Drp, vim qhov kev faib tawm ntawm lub siab uas cuam tshuam rau lub cev. Qhov xwm txheej ntawm cov rog no sib txuas cov teebmeem yoj yoj, vortex system tsim thiab tsim mechanisms.
Lub viscosity ntawm cov kua muaj qhov cuam tshuam loj rau kev rub. Thaum tsis muaj cov khoom siv no, lub zog quab yuam ua kom lub tsheb qeeb yog nruab nrab los ntawm lub zog uas nyob hauv qab thiab thawb lub tsheb mus rau pem hauv ntej. Qhov no yog hu ua repressurization, ua rau xoom aerodynamic luag. Ntawd yog, kev ua haujlwm uas lub cev ua rau ntawm cov cua ntws rov qab thiab rov qab los vim tsis muaj kev sib txhuam los hloov lub zog ntawm cov dej ntws mus rau hauv tshav kub.
Txoj kev rov qab los ua haujlwm txawm tias muaj kev txav mus los. Qhov txiaj ntsig no, txawm li cas los xij, ua rau muaj zog. Nws yog qhov tseem ceeb ntawm kev rub nyob rau hauv cov ntaub ntawv ntawm cov tsheb uas muaj kev sib cais cov cheeb tsam uas lub taub hau rov qab yog suav tias yog qhov tsis zoo.
Lub zog ntawm kev sib txhuam, uas yog lub zog tangential ntawm qhov chawaircraft, nyob ntawm qhov kev teeb tsa ntawm ciam teb txheej thiab viscosity. Aerodynamic luag, Df, yog xam raws li qhov downstream projection ntawm bog teev kwv yees los ntawm lub cev nto.
Cov txiaj ntsig ntawm kev sib txhuam thiab kev ua haujlwm siab yog hu ua viscous resistance. Los ntawm qhov kev xav ntawm thermodynamic, cov teebmeem quagmire yog qhov tshwm sim tsis tuaj yeem rov qab tau thiab yog li lawv tsim entropy. Kev suav cov viscous resistance Dv siv cov kev hloov pauv ntawm tus nqi no kom raug kwv yees lub zog rov qab los.
Ntawm no tseem yuav tsum tau muab cov qauv rau huab cua ntom ntom rau roj: РV=m/MRT.
Thaum lub dav hlau tsim nqa, muaj lwm yam ntawm kev thawb rov qab. Induced kuj, Di. Nws tshwm sim los ntawm qhov kev hloov pauv ntawm lub siab faib ntawm lub vortex system uas nrog rau kev tsim khoom ntawm lub elevator. Lwm qhov kev xav nqa nqa tau ua tiav los ntawm kev xav txog qhov hloov pauv ntawm lub zog ntawm cov cua ntws. Lub tis cuam tshuam cov huab cua thiab yuam kom nws txav mus los. Qhov no ua rau muaj kev sib npaug thiab sib luag sib luag quab yuam ua rau ntawm tis, uas yog nqa.
Hloov lub zog ntawm huab cua ntws mus ua rau txo qis tus nqi rov qab. Tias nws yog qhov tshwm sim ntawm lub zog ua rau pem hauv ntej ntawm lub tis siv. Ib qho sib npaug tab sis opposite pawg ua rau sab nraub qaum, uas yog kev ntxias ntxias. Nws zoo li yog qhov tseem ceeb tshaj plaws rau lub dav hlau thaum lub sij hawm takeoff los yog tsaws. Lwm yam khoom rub, yoj luag (Dw) yog vim muaj kev poob siabntawm transonic thiab supersonic speeds ntawm davhlau mechanics. Cov yob no ua rau muaj kev hloov pauv ntawm cov ciam teb txheej thiab kev faib tawm siab tshaj ntawm lub cev.
History
Lub tswv yim hais tias lub cev txav mus los ntawm huab cua (lub cev ntom ntom) lossis lwm yam kua ntsib kev tiv thaiv tau paub txij li lub sijhawm Aristotle. Ib tsab xov xwm los ntawm Louis Charles Breguet sau rau xyoo 1922 tau pib siv zog los txo qis los ntawm kev ua kom zoo. Tus sau txuas ntxiv coj nws lub tswv yim mus rau lub neej, tsim ntau lub dav hlau tawg hauv xyoo 1920 thiab 1930s. Ludwig Prandtl txoj kev ciam teb txheej txheej hauv xyoo 1920 muab kev txhawb siab kom txo qis kev sib txhuam.
Lwm qhov kev hu xov tooj tseem ceeb rau kev sib sau ua ke tau ua los ntawm Sir Melville Jones, uas tau qhia cov tswv yim theoretical kom ntseeg tau qhia qhov tseem ceeb ntawm kev sib txuas hauv kev tsim dav hlau. Nyob rau hauv 1929, nws txoj hauj lwm The Streamlined Airplane nthuav tawm rau Royal Aeronautical Society yog cov lus qhuab qhia. Nws tau npaj ib lub dav hlau zoo tshaj plaws uas yuav muaj tsawg tsawg, ua rau lub tswv yim ntawm "huv" monoplane thiab thim rov qab hauv qab.
Ib qho ntawm Jones txoj haujlwm uas xav tsis thoob rau cov neeg tsim qauv ntawm lub sijhawm yog nws cov phiaj xwm ntawm lub zog nees piv rau qhov nrawm rau lub dav hlau tiag tiag thiab zoo tagnrho. Yog tias koj saib cov ntaub ntawv taw qhia rau lub dav hlau thiab nthuav tawm nws kab rov tav mus rau qhov nkhaus zoo meej, koj tuaj yeem pom cov nyiaj them sai sai rau tib lub zog. Thaum Jones tau ua tiav nws qhov kev nthuav qhia, ib tug ntawm cov neeg mloogtheem ntawm qhov tseem ceeb raws li lub voj voog Carnot hauv thermodynamics.
Lift-induced resistance
Lub lift-induced backlash tshwm sim los ntawm kev tsim txoj kab nqes ntawm lub cev peb sab xws li lub dav hlau tis lossis lub fuselage. Induced braking feem ntau yog ob yam:
- Nkag vim tsim kev sib tw.
- Muaj ntxiv viscous luag uas tsis nyob ntawd thaum nqa yog xoom.
Lub nraub qaum vortices nyob rau hauv qhov chaw ntws tam sim no los ntawm kev nqa lub cev yog vim muaj cua turbulent sib xyaw ntawm cov huab cua saum toj thiab hauv qab cov khoom, uas ntws los ntawm ntau qhov sib txawv raws li kev tsim ntawm nqa..
Nrog rau lwm qhov tsis zoo uas nyob ib yam li lub tshuab nqa tsim los ntawm lub cev, qhov kev tawm tsam los ntawm txoj kab nqes kuj nce ntxiv. Qhov no txhais tau hais tias thaum lub kaum sab xis ntawm kev tawm tsam ntawm lub tis nce, lub elevator coefficient nce, zoo li lub rebound. Thaum pib ntawm lub rooj muag khoom, lub zog aerodynamic nquag txo qis, zoo li qhov nqa-induced luag. Tab sis tus nqi no nce vim qhov tsim ntawm qhov tsis sib haum xeeb tsis sib haum xeeb tom qab lub cev.
Nyob zoo ib tsoom phooj ywg sawv daws
Qhov no yog qhov kev tawm tsam tshwm sim los ntawm kev txav ntawm cov khoom siv los ntawm cov kua. Parasitic luag muaj ob peb yam, nrog rau kev txav mus los vim lub siab khov thiab vim qhov roughness ntawm daim tawv nqaij (kev sib txhuam ntawm daim tawv nqaij). Tsis tas li ntawd, muaj ob peb lub cev nyob rau hauv cov txheeb ze ze tuaj yeem ua rau lub npe hu uacuam tshuam tsis kam, uas yog qee zaum piav raws li ib feem ntawm lo lus.
Nyob rau hauv aviation, induced backlash zoo li yuav muaj zog nyob rau hauv qis speeds vim hais tias ib tug siab kaum sab xis ntawm kev tawm tsam yuav tsum tau nqa. Txawm li cas los xij, raws li qhov nrawm nrawm, nws tuaj yeem txo qis, nrog rau kev rub tawm. Parasitic luag, txawm li cas los xij, ua ntau dua vim tias cov kua dej ntws nrawm dua nyob ib puag ncig cov khoom protruding, nce kev sib txhuam.
Ntawm qhov nrawm dua (transonic), nthwv dej luag mus txog qib tshiab. Txhua yam ntawm cov ntaub ntawv ntawm repulse txawv proportionally rau lwm tus nyob ntawm seb qhov ceev. Yog li tag nrho cov kab nkhaus qhia qhov tsawg kawg nkaus ntawm qee qhov airspeed - lub dav hlau yuav nyob ntawm lossis ze rau qhov ua tau zoo tshaj plaws. Cov kws tsav dav hlau yuav siv qhov ceev no los ua kom muaj kev ua siab ntev (tsawg kawg siv roj) lossis glide nrug thaum lub cav tsis ua haujlwm.
Aviation Fais fab Curve
Kev sib cuam tshuam ntawm cov kab mob cab thiab ntxias kom ua haujlwm ntawm huab cua nrawm tuaj yeem sawv cev raws li tus yam ntxwv kab. Hauv aviation, qhov no feem ntau hu ua lub zog nkhaus. Nws yog ib qho tseem ceeb rau cov kws tsav dav hlau vim tias nws qhia tau hais tias hauv qab qee qhov airspeed, thiab counterintuitively, yuav tsum muaj thrust ntau los tswj nws raws li airspeed txo, tsis tsawg. Qhov cuam tshuam ntawm kev ua "tom qab qhov chaw" hauv kev ya davhlau yog qhov tseem ceeb thiab tau qhia ua ib feem ntawm kev cob qhia tsav. Hauv subsonicairspeeds qhov twg U-puab ntawm qhov nkhaus no tseem ceeb, nthwv dej luag tseem tsis tau dhau los ua qhov tseem ceeb. Tias yog vim li cas nws tsis qhia ntawm nkhaus.
Braking hauv transonic thiab supersonic flow
Compressive yoj luag yog tus rub uas tsim thaum lub cev txav mus los ntawm cov kua compressible thiab ntawm qhov nrawm ze rau qhov ceev ntawm lub suab hauv dej. Hauv aerodynamics, yoj luag muaj ntau yam nyob ntawm kev tsav tsheb.
Hauv transonic davhlau aerodynamics, nthwv dej luag yog qhov tshwm sim ntawm kev tsim cov kev poob siab hauv cov kua, uas yog tsim thaum tsim cov cheeb tsam hauv zos ntawm supersonic ntws. Hauv kev xyaum, qhov kev txav no tshwm sim ntawm lub cev txav mus zoo hauv qab qhov ceev ntawm lub teeb liab, txij li lub zos ceev ntawm huab cua nce. Txawm li cas los xij, tag nrho supersonic ntws hla lub tsheb yuav tsis txhim kho kom txog thaum tus nqi tau mus ntxiv lawm. Lub dav hlau ya ntawm transonic speeds feem ntau muaj yoj tej yam kev mob thaum lub sij hawm ib txwm lub sij hawm ntawm ya davhlau. Hauv kev ya davhlau transonic, qhov kev tawm tsam no feem ntau hu ua transonic compressibility luag. Nws muaj zog heev thaum nws lub davhlau ceev nce, ua rau lwm cov ntaub ntawv ntawm qhov nrawm.
Nyob rau hauv lub davhlau supersonic, nthwv dej luag yog qhov tshwm sim ntawm kev poob siab tsis muaj nyob hauv cov kua thiab txuas rau lub cev, tsim ntawm cov thawj coj thiab cov npoo ntawm lub cev. Nyob rau hauv supersonic flows, los yog nyob rau hauv lub hulls nrog txaus lub kaum sab xis loj ntawm kev sib hloov, yuav hloov tau.xoob poob siab los yog nkhaus tsis yog tsim. Tsis tas li ntawd, cov cheeb tsam hauv cheeb tsam ntawm transonic ntws tuaj yeem tshwm sim ntawm qis dua supersonic ceev. Qee lub sij hawm lawv ua rau txoj kev loj hlob ntawm kev poob siab ntxiv nyob rau ntawm qhov chaw ntawm lwm lub cev nqa, zoo ib yam li cov uas pom nyob rau hauv transonic ntws. Hauv kev tswj hwm muaj zog, nthwv dej feem ntau muab faib ua ob yam:
- Supersonic nqa nyob ntawm tus nqi.
- Vim, uas kuj nyob ntawm lub tswvyim.
Cov kev daws teeb meem kaw rau qhov tsawg kawg yoj tsis kam ntawm lub cev ntawm kev hloov pauv nrog qhov ntev ruaj khov tau pom los ntawm Sears thiab Haack thiab hu ua "Seers-Haack Distribution". Ib yam li ntawd, rau qhov ntim ruaj khov, daim ntawv rau qhov tsawg kawg nkaus yoj tsis kam yog "Von Karman Ogive".
Busemann's biplane, nyob rau hauv txoj cai, tsis raug rau qhov kev txiav txim siab thaum ua haujlwm ntawm kev tsim nrawm, tab sis kuj tsis muaj peev xwm tsim nqa.
khoom
A cua qhov av yog ib qho cuab yeej siv hauv kev tshawb fawb los kawm txog cov txiaj ntsig ntawm huab cua txav dhau los ntawm cov khoom siv. Qhov kev tsim no muaj ib txoj hauv kev tubular nrog cov khoom nyob rau hauv kev sim muab tso rau hauv nruab nrab. Huab cua yog tsiv dhau ntawm qhov khoom los ntawm lub zog kiv cua los yog lwm txoj kev. Cov khoom kuaj, feem ntau hu ua cov yeeb nkab qauv, yog nruab nrog cov sensors tsim nyog los ntsuas huab cua rog, kev faib tawm siab, lossis lwm yam. Cov yam ntxwv ntawm aerodynamic. Qhov no tseem tsim nyog txhawm rau pom thiab kho qhov teeb meem hauv lub sijhawm.
Dab tsi yog hom dav hlau
Cia peb saib keeb kwm ua ntej. Cov cua tunnels ntxov tshaj plaws tau tsim nyob rau thaum xaus ntawm lub xyoo pua 19th, nyob rau hauv thaum ntxov hnub ntawm kev tshawb fawb aviation. Nws yog thaum ntawd ntau tus tau sim ua kom muaj kev vam meej hnyav dua li huab cua. Cov cua qhov av tau xeeb los ua ib txoj hauv kev ntawm kev thim rov qab cov lus piv txwv. Es tsis txhob sawv ntsug thiab txav ib qho khoom los ntawm nws, cov txiaj ntsig zoo ib yam yuav tau txais yog tias cov khoom nyob twj ywm thiab cov huab cua txav ntawm qhov nrawm dua. Nyob rau hauv txoj kev no, tus neeg soj ntsuam nyob ruaj khov tuaj yeem kawm txog cov khoom ya hauv kev ua haujlwm thiab ntsuas qhov kev ua haujlwm aerodynamics rau nws.
Kev txhim kho cov kav dej nrog kev txhim kho ntawm lub dav hlau. Cov khoom loj aerodynamic tau tsim thaum Ntiaj Teb Tsov Rog II. Kev sim hauv cov raj zoo li no tau suav tias yog qhov tseem ceeb thaum lub sijhawm tsim cov dav hlau supersonic thiab missiles thaum Tsov Rog Txias. Niaj hnub no, aircraft yog dab tsi. Thiab yuav luag txhua qhov kev txhim kho tseem ceeb tshaj plaws twb tau nkag mus rau hauv lub neej txhua hnub.
Tom qab cua qhov kev tshawb fawb tau dhau los ua qhov tseeb. Cov nyhuv ntawm cua ntawm cov neeg tsim cov qauv lossis cov khoom yuav tsum tau kawm thaum cov tsev tau siab txaus los nthuav tawm cov chaw loj rau cov cua, thiab qhov tshwm sim ntawm lub zog yuav tsum tau tawm tsam los ntawm cov khoom sab hauv ntawm lub tsev. Cov ntsiab lus ntawm cov teeb tsa zoo li no yuav tsum tau ua ua ntej cov cai hauv tsev tuaj yeem ua tautxiav txim siab qhov yuav tsum tau muaj zog ntawm cov qauv. Thiab cov kev sim no tseem siv tau rau cov tsev loj lossis txawv txawv rau niaj hnub no.
Txawm tias tom qab ntawd, cov tshev tau siv rau aerodynamic rub ntawm lub tsheb. Tab sis qhov no tsis yog los txiav txim siab lub zog zoo li no, tab sis tsim txoj hauv kev los txo lub zog uas yuav tsum tau txav lub tsheb raws li txoj hauv kev ntawm qhov ceev. Hauv cov kev tshawb fawb no, kev sib cuam tshuam ntawm txoj kev thiab tsheb ua lub luag haujlwm tseem ceeb. Nws yog nws tus uas yuav tsum tau coj mus rau hauv tus account thaum txhais cov qhab nia xeem.
Nyob hauv qhov xwm txheej tiag tiag, txoj kev txav ze ntawm lub tsheb, tab sis huab cua tseem cuam tshuam rau txoj kev. Tab sis nyob rau hauv ib tug cua qhov av, huab cua txav mus rau txoj kev. Thaum tom kawg yog nyob ruaj khov txheeb ze rau lub tsheb. Qee qhov kev sim tsheb cua qhov av muaj xws li siv txoj siv sia nyob hauv qab lub tsheb sim. Qhov no yog kom tau ze rau lub xeev tiag. Cov cuab yeej zoo sib xws yog siv rau hauv cua qhov kev tawm mus thiab kev teeb tsa kev tsaws.
khoom siv
Cov khoom siv kis las kuj tau tshwm sim ntau xyoo. Lawv suav nrog cov koom haum ntaus golf thiab pob, Olympic ncaws pob thiab cov neeg caij tsheb kauj vab, thiab cov kaus mom caij tsheb sib tw. Lub aerodynamics tom kawg yog tshwj xeeb tshaj yog nyob rau hauv lub tsheb nrog ib tug qhib cab (Indycar, Formula One). Kev txhawb nqa ntau dhau ntawm lub kaus mom hlau tuaj yeem ua rau muaj kev ntxhov siab lojntawm lub caj dab ntawm tus neeg tsav tsheb, thiab qhov ntws sib cais ntawm sab nraub qaum yog lub foob pob tawg thiab, vim li ntawd, qhov tsis pom kev ntawm kev kub ceev.
Kev nce qib hauv kev suav cov dej dynamics (CFD) simulations ntawm high-speed digital computers tau txo qhov xav tau rau kev ntsuas cua qhov. Txawm li cas los xij CFD cov txiaj ntsig tseem tsis tuaj yeem ntseeg tau, cov cuab yeej no yog siv los txheeb xyuas CFD kev kwv yees.
