Aircraft Design Vs. Dra
Hvert fly designer må overvinne to grunnleggende krefter. Den første er vekten, eller tyngdekraften, som trekker luftfartøyet til bakken. Heisen er den kraft som motvirker vekten og er sterkt avhengig av den lufthastighet og luftfartøyet form. Thrust stasjoner flyfart, men drag, den andre kraft en designer må overvinne, hindrer skyvekraft. Flere design faktorer påvirker luftmotstand og designer må vurdere dem alle.
Glidetall
Den Glidetall (L / D) er en av de første tallene en designer trenger når forutsi resultatene av et nytt fly. Heisen er lett å anslå for et fly i level flight. Per definisjon, må den være lik vekten av luftfartøyet. Hvis de var annerledes, kunne flyet ikke opprettholde level flight. Dra vises i to grunnleggende former designeren må vurdere. Den første er "null-lift" drag, som er hovedsakelig en funksjon av overflatefriksjon. Den andre er "indusert" drag, som drar følger av eller å løfte.
Zero-Lift Drag
Når luften strømmer over et luftfartøy, effekter av friksjon, eller viskøse effekter, danner et grensesjikt nær flyets overflate. Dette grenselaget skaper skjærkrefter langs overflaten av luftfartøyet i motsatt retning av strømningen. En annen komponent av luftmotstand på grunn av viskøse effekter er drag forårsaket av strømningsdeling. Hvis du noensinne har sett regn eller snø virvlende på baksiden av et kjøretøy som kjører nedover motorveien, har du sett flyten separasjon. Dette virvlende strøm skaper endringer i trykket som i sin tur legger til drag. De konstruksjonsfaktorer som påvirker viskøse motstand er hovedsakelig overflatejevnhet og total fuktede område, som er det totale overflateareal av hele luftfartøyet. Det er det området som skulle bli vått hvis flyet ble nedsenket i vann.
induced Drag
Når en vinge genererer løft, kan det også skape drag. Først trykkprofilen av en vinge fungerer alltid vinkelrett på vingen overflate. Siden vingene og andre løfteflater kurve, de resulterende krefter som virker primært vertikalt, men komponentene også virke horisontalt, noe som skaper luftmotstand. Virvler også danne fra tuppen av de fleste vinger, og disse skaper en trykkendring, forårsaker mer drag. Designere har dempet virveldannelse ved å legge winglets, eller små vertikale flater, til vingetippene. De fleste regionale rutefly design bruke winglets, som gjør mange større passasjerfly design. Siden indusert drag kommer fra heisen, størrelsen av løfteflaten er den viktigste design komponent. Dette er vanligvis uttrykt som størrelsesforholdet, som er kvadratet av vingespenn delt på vingen referanseområde. Referanseområdet er vanligvis den to-dimensjonale projiserte areal av vingen.
Fuktet Aspect Ratio
Ved beregning L / D, må designeren vurdere både indusert og null-lift drag. For et design beregning første nivå, kan dette være vanskelig og kan føre til vilt varierende verdier avhengig av fuktet området og størrelsesforhold. Av denne grunn, designere opprettet en ny måling, som kalles den "fuktede sideforhold" som normaliserer disse verdiene. Den fuktede aspektet rasjon er kvadratet av vingespenn delt på fuktede området i stedet for vingen referanseområde. Chart er tilgjengelig som viser trender for L / D som en funksjon av fuktet størrelsesforhold. Disse kartene gi designere et godt utgangspunkt for løfte- og dra beregninger.
Aerodynamikk
Når en innledende design er tilgjengelig, tar aerodynamicist over og foredler dra beregninger. Mens de første motiv "størrelser" flyet, foredler den aerodynamiske analyse beregningene til å omfatte selve materialet for hud friksjonsberegninger, grensesjikt og virvel data fra vindtunneler og computational fluid dynamics modeller og fullskala testdata i de siste stadier av utvikling . Nøyaktig plassering av flyten separasjon og grensesjiktet overgang er avgjørende for å forstå dra opptrer på flyet, som er påvirket av sjokkbølger og utvidelses fans for supersoniske fly. Fra første dimensjonering til produksjon, er designere analyserer kontinuerlig vekt og luftmotstand i et forsøk på å minimalisere både under opprettholdelse av flyets konstruksjon ytelse.