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Der von einem Flugzeugflügel erzeugte Auftrieb hängt mit der Fluggeschwindigkeit zusammen - so viel ist klar; Ein Flugzeug, das sich zu langsam bewegt, bleibt stehen. Aber wie ist diese Beziehung? Linear? Quadratisch? Exponentiell? Ich brauche nicht die genaue Gleichung, die sicherlich ziemlich komplex ist, nur den Charakter der Beziehung.

fluid-mechanics aerospace-engineering SF.
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Die Tatsache, dass die Auftriebsgleichung überhaupt nicht so komplex ist, ist eines der Dinge, die mir am Studium der Aerodynamik am besten gefallen haben. Es ist, wenn Sie in diesen "Auftriebskoeffizienten" schauen und wie man es findet, dass die Dinge seltsam werden ...

Anaximander

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Quadratisch.

Die NASA-Seite Nr. 1 besagt, dass wobei die Fluggeschwindigkeit ist.

Aufzug \propto v^{2}

$\text{Lift}\propto v^2$

v

$v$

Auf der NASA-Seite 2 heißt es, dass zur besseren Berechnung wobei , und Konstanten sind. Dies ist seltsam, weil es impliziert, dass der Auftrieb nicht nur proportional zu , da dort sowohl der Term als auch der Term enthalten sind.

Aufzug = ein v^{2} + b v + c

$\text{Lift}=av^2+bv+c$

a

$a$

b

$b$

c

$c$

v^{2}

$v^2$

b v

$bv$

c

$c$

Aber es gibt eine bessere Gleichung, die hier (und hier ) unter anderem gegeben ist: wobei die Luftdichte ist.

Aufzug = \frac{1}{2} ρ v^{2} \times Auftriebskoeffizient \times Bereich

$\text{Lift}=\frac{1}{2}\rho v^2 \times \text{lift coefficient} \times \text{area}$

ρ

$\rho$

Dies ähnelt der Drag-Formel.

HDE 226868
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Wie bereits erwähnt, besteht die Hauptbeziehung darin, dass der Auftrieb mit dem Quadrat der Fluggeschwindigkeit übereinstimmt.

Überlegen Sie, was ein Flügel tut, um Ihnen eine Vorstellung davon zu geben, warum dies so ist. Während der Bewegung wird die Luft nach unten abgelenkt. Der Auftrieb ist die Kraft nach oben, die der Luft, durch die der Flügel strömt, einen Impuls nach unten verleiht.

Der Impuls ist Masse mal Geschwindigkeit und Kraft ist Impuls pro Zeit. Mit zunehmender Fluggeschwindigkeit wird sowohl mehr Luft pro Zeiteinheit nach unten als auch schneller nach unten gedrückt. Anders ausgedrückt ist die Kraft (Masse / Zeit) (Geschwindigkeit), wobei sowohl Masse / Zeit als auch Geschwindigkeit ungefähr proportional zur Fluggeschwindigkeit sind, sodass die Kraft proportional zum Quadrat der Fluggeschwindigkeit ist.

Olin Lathrop
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$L = CL * 0.5 * \rho * V^2 * \text{Ref Area}$ $CL$ $CL$

Gürkan Çetin
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Und wie würde es sich bei extremen Geschwindigkeiten (und niedriger mittlerer Dichte) ändern? Insbesondere interessiert mich, was mit dem Auftrieb eines Raumflugzeugs beim Wiedereintritt von LEO passieren würde; Anstatt in eine dichte Atmosphäre einzutauchen und sich extremer Wiedereintrittshitze auszusetzen, könnte es über den Oberlauf der Atmosphäre gleiten und sich durch seinen Luftwiderstand allmählich verlangsamen und nur so weit "sinken", wie es mit der Geschwindigkeit an Auftrieb verliert (und wiederherstellt) es, wenn die Atmosphäre dicht genug wird, um mehr Auftrieb zu bieten)

SF.

Oh, das ist ein sehr ungewöhnliches Thema. Ich denke, dies verdient eine eigene Frage, wahrscheinlich wird es auch mehr Interesse wecken.

Gürkan Çetin

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Es basiert alles auf Luftdruck. Das Heben erfordert Geschwindigkeit, da Druckgradienten zwischen dem Flügelprofil erzeugt werden müssen, sodass die Luft, deren Druck im unteren Teil des Flügels niedriger ist, dazu neigt, sich mit dem Druck im oberen Teil auszugleichen. Wenn Sie stehen bleiben, bedeutet dies, dass Sie keinen Druck mehr zwischen dem oberen und unteren Teil des Flügelprofils erzeugen.

Aus diesem Grund haben Sie unterschiedliche Flügelprofilgeometrien, sodass Sie unterschiedliche Druckbereiche in unterschiedlichen Geschwindigkeitsskalen festlegen können.

Alessandro Nardinelli
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-1

Der Auftrieb ist proportional zum Quadrat der Geschwindigkeit.

Diagramm für die Beziehung von Auftrieb und Geschwindigkeit

Sayan
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Wie hängt der Auftrieb mit der Fluggeschwindigkeit zusammen?

Antworten:

Quadratisch.