Aerodynamiska koefficienter

Från Wikipedia
Hoppa till navigering Hoppa till sök

Aerodynamiska koefficienter inom aerodynamiken och flygmekaniken, är en samling dimensionslösa storheter som används för att beskriva krafter och moment som uppkommer av strömningen kring en två eller tredimensionell kropp i en fluid. Även om krafterna och momenten är resultatet av en mer eller mindre komplex tryckfördelning och fördelning av friktionskrafter över ytan på kroppen så kan dom normeras med hjälp av det dynamiska trycket, en referensarea och i fall av momenten med en karakteristisk längd för att göras oberoende av kroppens storlek och hastighet. Detta är användbart för många av de grundläggande aerodyamiska och flygmekaniska analyserna som görs på till exempel ett flygplan, vid mer avancerade analyser så betraktas även partiella derivator på koefficienterna. Även om koefficienterna är direkt oberoende av storlek och hastighet så kan dom ha ett indirekt samband då dom ofta är beroende av Reynoldstal och machtal.[1]

Grundläggande storheter[redigera | redigera wikitext]

  • q = dynamiskt tryck i friströmmen
  • α = anfallsvinkel
  • β = snedanblåsningsvinkel
  • S = Referensarea (för flygplan vanligtvis vingarean)
  • b = Referenslängd (för flygplan vanligtvis spännvidden)
  • cMAC = Den aerodynamiska medelkordan

Dimensionslösa krafter[redigera | redigera wikitext]

Kraftkoefficienterna bestämmer till stor del många prestandamått hos ett flygplan som maxhastighet, maxvikt, räckvidd, startsträcka och minsta flyghastighet.

Lyftkraftskoefficient[redigera | redigera wikitext]

Lyftkraftkoefficienten hos en symmetrisk vingprofil som funktion av anfallsvinkeln, för måttliga anfallsvinklar så är förhållandet linjärt men för större anfallsvinklar då strömningen runt profilen avlöser så upphör det linjära betendet.
[2]

Beskriver lyftkraften hos en helt flygplan eller en del som vingen eller en stabilisator. Har oftast ett kraftigt linjärt beroende av anfallsvinkel. Anordningar som vingklaffar och slots kan markant öka den maximala CL för ett flygplan under start och landning.

Motståndskoefficient[redigera | redigera wikitext]

[2]

Ibland specificerad som luftmotståndskoefficienten beskriver strömningsmotståndet hos en kropp. För mindre kroppar, lägre hastigheter eller högre viskositeter så är den kraftigt beroende av Reynoldstal medan i avseende på flygplan så är Reynoldstal så högt att beroendet upphör. För flygplan är motståndskoefficient kraftigt beroende av machtalet och har vanligtvis ett maximum vid ljudhastigheten vilket ger upphov till ljudvallen. Påverkas även av CL genom det inducerade luftmotståndet.

Sidkraftskoefficient[redigera | redigera wikitext]


Beskriver sidokraften på ett flygplan, något som i normala flygfall är noll. Har ett primärt beroende av snedanblåsningsvinkel.

Dimensionslösa moment[redigera | redigera wikitext]

Momentkoefficienterna beskriver vanligtvis moment på ett flygplan kring en fix punkt i flygkroppen, vanligtvis en konstruktions tyngdpunkt. Momentkoefficienterna beskriver till stor del ett flygplans flygegenskaper som huruvida det är stabilt eller ej.

Rollmomentkoefficient[redigera | redigera wikitext]


Beskriver rollmoment för ett flygplan. Har vanligtvis en komplex koppling till anfallsvinkeln, svepningen hos vingens framkant.[3] Påverkas av skevroderutslaget.

Tippmomentkoefficient[redigera | redigera wikitext]

[2]

Beskriver tippmoment för ett flygplan. Är den viktigaste parametern för att avgör ifall ett flygplan är stabilt eller ej. Har ett primärt beroende på anfallsvinkeln och machtalet. Påverkas av höjdroderutslaget.

Girmomentkoefficient[redigera | redigera wikitext]

[4]

Beskriver girmoment för ett flygplan. Har ett primärt beroende på snedanblåsningsvinkel och fenans utformning samt påverkas av sidoroderutslaget. Påverkas även av skevroderutslaget genom ett fenomen som kallas Skevroderbroms.

Källor[redigera | redigera wikitext]

Referenser[redigera | redigera wikitext]

  1. ^ Anderson 1989, s. 182-185
  2. ^ [a b c] Anderson 1991, s. 20
  3. ^ Etkin 1996, s. 83
  4. ^ Etkin 1996, s. 77

Tryckta källor[redigera | redigera wikitext]

  • Anderson, John David (1989) (på eng). Introduction to flight. McGraw-Hill series in aeronautical and aerospace engineering, 99-0809456-4 (3. ed.). New York: McGraw-Hill. Libris 4495961. ISBN 0-07-001641-0 
  • Anderson, John David (1991) (på eng). Fundamentals of aerodynamics. McGraw-Hill series in aeronautical and aerospace engineering, 99-0809456-4 (2. ed.). New York: McGraw-Hill. Libris 4495976. ISBN 0-07-001679-8 
  • Etkin, Bernard; Reid Lloyd Duff (1996) (på eng). Dynamics of flight: stability and control (3. ed.). Chichester: Wiley. Libris 4964844. ISBN 0-471-03418-5