Een Project van de Wetenschap op Wind Tunnels : Hoe een Wing beïnvloedt de luchtweerstand

Wetenschap projecten met behulp van windtunnels en modelvliegtuigen kan gebruikt worden om aan te tonen hoe de eigenschappen van een vleugel beïnvloeden de luchtweerstand ervaren door het vliegtuig tijdens de vlucht . Wing textuur , breedte en lengte zijn de belangrijke variabelen die bepalen de weerstand krachten die optreden tijdens de vlucht . Wing Aerodynamica

Er zijn vier belangrijke krachten op een vliegtuigvleugel tijdens de vlucht; gewicht , lift , stuwkracht en weerstand. Gewicht en lift zijn de krachten verantwoordelijk voor de verticale component van de beweging van het vliegtuig terwijl stuwkracht en weerstand bepalen de verticale beweging . Luchtvaart ingenieurs ontwerpen vliegtuigvleugels te slepen , die wordt veroorzaakt door de interactie van de vaste vleugel structuur met vrije , gasmoleculen in de atmosfeer te minimaliseren .
Drag

Als er een voorwerp door een fluïdum , de kracht die zich tegen beweging van het object bekend drag beweegt . In het geval van een vliegtuigvleugel , belemmering is analoog aan wrijving en gegenereerd wordt bij elk punt dat de lucht in contact komt met de vleugel . Als een vector hoeveelheid , worden sleepkrachten samengesteld uit twee componenten : richting en grootte . Terwijl de richting van de luchtweerstand verzet altijd de richting van het vliegtuig , is de grootte van deze kracht op een vliegtuigvleugel bepaald op twee onafhankelijke variabelen : lucht viscositeit en de textuur van de vleugel . Bijvoorbeeld , zal een soepele vleugel met een wasachtige coating minder weerstand ondervinden dan een ruwe , getextureerde vleugeloppervlak zou doen.
Vorm Drag

Er zijn verschillende subtypes luchtweerstand , die kan worden gelijkgesteld met de aerodynamische weerstand van de beweging van een object door een fluïdum . De beweging van luchtmoleculen over het oppervlak van de vleugel een ongelijke drukverdeling lucht , waardoor een kracht van weerstand die de beweging van het object tegenwerkt. " Vorm drag " , dat een component van de totale weerstand, werkt via de vleugel " drukpunt " , die wordt bepaald door de invalshoek , of de mate afwijkt van een vleugel evenwijdig aan de horizon .

Induced drag

Als de vleugel genereert de lift kracht die verantwoordelijk is voor het krijgen van een vliegtuig te vliegen , is een extra weerstand component gemaakt . Bekend als de " geïnduceerde weerstand " , deze kracht is het gevolg van het drukverschil tussen de bovenkant en onderkant van de vleugel . Om het vliegtuig op de grond te krijgen , moet de druk groter onder de vleugel dan erboven zijn . Hierdoor worden luchtwervelingen gevormd bij de uiteinden vleugel induceert een stroom wervelen, turbulentie als beide waarden botsen . De grootte van deze vorm van weerstand wordt bepaald door de vleugelgeometrie , alsmede de hoeveelheid lift door het vaartuig . Bijvoorbeeld , lange en dunne vleugels produceren kleinere hoeveelheid geïnduceerde weerstand tegenover korte , dikke vleugels . Vermindering van de geïnduceerde weerstand kan ook worden bereikt door het verstoren van de wervelende luchtstroom bij de vleugelpunten met winglets of vleugelpunten .
Science Projects

Met behulp van een miniatuur windtunnel en verschillende soorten model vliegtuigvleugels , de beginselen van de vlucht kan worden verkend in een klaslokaal als een boeiende wetenschap project voor kinderen. Door het variëren van de lengte , breedte , structuur en de invalshoek van de vleugel model , de hoeveelheid stuwkracht vereist om boek te produceren zal variëren afhankelijk van de bovengenoemde beginselen . Zo zal de soepelste , langste , dunste vleugels van de minste hoeveelheid luchtweerstand te creëren; deze trend zal duidelijk zijn als je de snelheid van de lucht te vergelijken in de windtunnel die nodig is om het vliegtuig de grond te krijgen .