Por que o vórtice criado pela asa afeta seu próprio ângulo de ataque?

Question

Por que o vórtice criado pela asa afeta seu próprio ângulo de ataque?

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De acordo com a teoria do fluxo potencial, sabemos que o elevador gerado pelas asas é devido ao vórtice que cria. No caso de uma asa 3D finita, há também um fluxo de extensão devido ao vazamento da ponta da superfície inferior para a superior. Então, se a asa estiver se movendo para a esquerda, então a direção do vórtice deve ser no sentido horário, o que por sua vez deve produzir um upwash ao invés de downwash . Isso deve causar um aumento no ângulo de ataque em vez de diminuir.

Assim, o downwash gerado deve ser válido para uma asa viajando atrás da asa original, mas dizemos que há downwash na asa original.

Então, onde é que eu estou cometendo um erro, a direção do vórtice. Se sim, qual é a explicação correta? Por favor explique.

aerodynamics wing-tip-vortex

por Manish 09.10.2015 / 13:09

2 respostas

Perto da asa, a circulação encadernada devido ao levantamento leva a uma lavagem para cima à frente da asa e a uma retração atrás da asa, semelhante ao fluxo produzido por uma asa de levantamento bidimensional de extensão infinita.

Um efeito muito importante é gerado pelo fluxo devido ao par de vórtices que compreende a esteira (nas pontas das asas). A folha semi-infinita de vorticidade distribuída na esteira produz um componente de velocidade descendente no fluxo livre à frente da asa, na asa e a jusante, como ilustrado na Figura.

O downwash pela esteira leva a uma redução no ângulo de ataque da asa em relação ao fluxo livre, reduzindo o levantamento. Além disso, o downwash gira o vetor de fluxo que se aproxima na asa, levando a um componente de arrasto, como mostrado. A mudança no ângulo de ataque devido ao downwash gerado pela sequência é tg (a) = (Uz / U∞)

Fonte:

STANFORD UNIVERSITY, Departamento de Aeronáutica e Astronáutica, AA 200A Aerodinâmica Aplicada, Instrutor: Brian Cantwell, [email protected]

Link: AA200_Ch_12_Wings_of_Finite_Span_Cantwell.pdf

Pasta da Web contendo outras coisas: URL

10.09.2017 / 06:29

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Os vórtices da ponta das asas criam upwash e downwash; O descongelamento fica dentro da envergadura e afeta o ângulo de ataque da asa, enquanto a região de lavagem fica fora da envergadura e pode ser utilizada por outra aeronave (ou pássaro) voando atrás e acima da asa.

O fluxo induzido pelo downwash reduz o ângulo efetivo de ataque da asa (finita) e causa o arrasto induzido.

Veja se esta imagem esclarece sua dúvida.

Fonte: aerospaceweb.org

Considere o upwash antes da asa e o downwash após a asa (seção).

Fonte: theairlinepilots.com

Como pode ser visto, o fluxo de ar na frente da asa é ligeiramente direcionado para cima pelo upwash. Agora, o ângulo que a asa faz com o dado horizontal (isto é, fluxo de ar relativo) é o mesmo.

No entanto, o fluxo de ar é ligeiramente virado para cima e a asa vê o ar vindo para ele em um ângulo diferente comparado ao fluxo de ar relativo. Como resultado, o ângulo de ataque efetivo (definido como o ângulo de ataque entre o acorde de um aerofólio e o fluxo de ar efetivo) é reduzido , de modo que o fluxo aéreo relativo e efetivo se pareça com isso :

Fonte: theairlinepilots.com

Essa diferença entre os fluxos de ar relativos e efetivos é o que causa o arrasto induzido.

Fonte: theairlinepilots.com