Parasitisk træk - Parasitic drag

Trækkurve for et løftelegeme i stabil flyvning

Parasitisk træk , også kendt som profiltræk , er en type aerodynamisk træk, der virker på ethvert objekt, når objektet bevæger sig gennem en væske. Parasitisk træk er en kombination af formtræk og hudfriktionstræk . Det påvirker alle objekter, uanset om de er i stand til at generere løft .

Det samlede træk på et fly består af parasitisk træk og løftinduceret træk . Parasitisk træk er så navngivet, fordi det ikke er nyttigt, hvorimod løftinduceret træk er et resultat af et flyveproducerende løft. Parasitisk træk omfatter alle former for træk undtagen løftinduceret træk.

Formtræk

Form træk opstår på grund af formen af objektet. Kroppens generelle størrelse og form er de vigtigste faktorer i formtræk; kroppe med et større præsenteret tværsnit vil have et større træk end tyndere kroppe; slanke ("strømlinede") objekter har lavere formtræk. Formtræk følger trækligningen , hvilket betyder, at den stiger med hastigheden og dermed bliver vigtigere for højhastighedsfly.

Formtræk afhænger af kroppens længdesnit. Et forsigtigt valg af kropsprofil er afgørende for en lav trækkoefficient . Streamlines skal være kontinuerlige, og adskillelse af grænselaget med tilhørende hvirvler bør undgås.

Formtræk inkluderer interferenstræk forårsaget af blanding af luftstrømme. For eksempel, hvor vingen og skroget mødes ved vingens rod, smelter to luftstrømme sammen til en. Denne blanding kan forårsage hvirvelstrømme, turbulens eller begrænse jævn luftstrøm. Interferenstræk er større, når to overflader mødes i vinkelrette vinkler og kan minimeres ved brug af fairings .

Bølgedrag , også kendt som supersonisk bølgetræk eller komprimerbarhedstræk, er en komponent i formtræk forårsaget af stødbølger, der genereres, når et fly bevæger sig med transonisk og supersonisk hastighed.

Formtræk er en form for tryktræk, et begreb, der også omfatter løftinduceret træk. Formtræk er tryktræk på grund af adskillelse.

Hudfriktion træk

Friktionstræk i huden opstår fra væskens friktion mod "huden" på objektet, der bevæger sig gennem det. Hudfriktion opstår fra interaktionen mellem væsken og hud i kroppen og er direkte relateret til den befugtede overflade, området af overfladen af ​​kroppen, der er i kontakt med væsken. Luft, der kommer i kontakt med et legeme, vil klæbe til kroppens overflade, og det lag vil have en tendens til at klæbe til det næste lag af luft, og det igen til yderligere lag, derfor trækker kroppen en vis mængde luft med sig. Den kraft, der kræves for at trække et "fastgjort" lag af luft med kroppen, kaldes hudfriktionstræk. Hudfriktionstræk giver noget momentum til en luftmasse, når den passerer gennem den, og at luften anvender en forsinkende kraft på kroppen. Som med andre komponenter i parasitisk træk følger hudfriktion trækligningen og stiger med kvadratet af hastigheden .

Hudfriktion er forårsaget af tyktflydende træk i grænselaget omkring objektet. Grænselaget foran på objektet er normalt laminært og relativt tyndt, men bliver turbulent og tykkere bagud. Positionen af overgangsstedet fra laminar til turbulent strømning afhænger af formen af objektet. Der er to måder at reducere friktionstræk på: Den første er at forme det bevægelige legeme, så laminær strømning er mulig. Den anden metode er at øge længden og reducere tværsnittet af det bevægelige objekt så meget som praktisk muligt. For at gøre dette kan en designer overveje finhedsforholdet , som er flyets længde divideret med dets diameter på det bredeste punkt (L/D). Det holdes for det meste 6: 1 for subsoniske strømme. Stigning i længden øger Reynolds -tallet. Med Reynolds nr. i nævneren for hudfriktionskoefficientens relation, da dens værdi øges (i laminært område), reduceres den totale friktionstræk. Mens fald i tværsnitsareal reducerer trækkraften på kroppen, da forstyrrelsen i luftstrømmen er mindre. For et flys vinger vil et fald i længden (akkord) af vingerne reducere "induceret" træk dog, hvis ikke friktionsmotstanden.

Hudfriktionskoefficienten,, er defineret af ${\ displaystyle C_ {f}}$

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

hvor er den lokale væg forskydningsspænding , og q er det dynamiske tryk i fri strøm . For grænselag uden trykgradient i x -retningen er det relateret til momentumtykkelsen som ${\ displaystyle \ tau _ {w}}$

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

Til sammenligning er det turbulente empiriske forhold kendt som den syvende magtlov (afledt af 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 plade kan hudfriktionskoefficienten bestemmes ved hjælp af følgende formel:

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

Se også

• NACA kanal
• Jet motor ram træk
• Hudfriktionslinje

Referencer