Para a asa elíptica, o que é elíptico e por que o arrasto é distribuído regularmente?

É a planura e a distribuição circulação . Observe que a circulação não é um coeficiente de sustentação, mas sim a intensidade do vórtice. Você pode interpretá-lo como o coeficiente de sustentação local vezes o acorde local.

Na asa elíptica sem torção, o coeficiente de sustentação local é constante sobre a extensão, e as mudanças no ângulo de ataque na faixa linear alteram o coeficiente de elevação igualmente em todos os lugares. Isso, quando combinado com a distribuição elíptica de acordes ao longo do tempo, significa que a distribuição de circulação permanecerá elíptica sobre o ângulo linear de alcance de ataque. Esta é a característica especial de uma asa elíptica: enquanto qualquer asa pode ter uma distribuição de circulação elíptica em um ângulo de ataque (dada a distribuição de torção correta), a asa elíptica manterá essa distribuição de circulação elíptica sobre a toda faixa de operação.

Com uma distribuição de circulação elíptica vem também um ângulo de ataque induzido constante e ângulo de downwash em extensão. Eu acho que isso é expresso por alguns autores com o termo "regular".

No entanto, apenas os aerodinâmicos verão isso como uma vantagem. Tanto o peso quanto as características das asas elípticas são menos que ótimas; o baixo O coeficiente de arrasto induzido é comprado com maior massa estrutural e, consequentemente, maior sustentação. Uma distribuição de circulação mais triangular produzirá o menor peso da asa e o arrasto total para uma dada massa sem levantamento (ou seja, toda a massa que não esteja envolvida na geração de sustentação, especialmente na carga útil). Observe que, para essa distribuição triangular, o arrasto será mais alto próximo ao centro.

Quando as pessoas falam sobre a distribuição do elevador elíptico, elas significam elevador por extensão . Eu prefiro usar a circulação do termo mais correta, já que o içamento é uma força como na área de tempos de pressão e só pode ser produzido por uma asa inteira ou pelo menos por uma seção de asa, não por uma estação no sentido do passo.

A forma bonita do planform Spitfire também tornou difícil e caro produzir. O alvo era uma distribuição de elevação elíptica, na época do projeto considerada como resultando na maior razão de sustentação / resistência.

Esta distribuição de sustentação é obtida pela modelagem da geometria da asa, no caso do Spitfire, tornando o acorde uma função elíptica do alcance da asa. A outra maneira de conseguir isso é usar uma combinação de conicidade de asa e de asa: a corda reduz linearmente com o vão, mais a asa é torcida com a ponta da asa tendo um ângulo de ataque menor que a raiz da asa.

Esta forma também cria uma distribuição de elevação elíptica, mas em apenas um AoA da aeronave. A asa elíptica tem um plano elíptico e uma distribuição de sustentação elíptica em todas as aeronaves AoA.

A asa do plano elíptico tem um AoA constante e as alterações de arrasto são apenas uma função do acorde de asa. A asa torcida tem uma raiz de asa com um AoA mais alto, e uma ponta de asa com AoA menor que o AoA de aeronave: a parte gorda da asa tem o arrasto maior, já que o arrasto de asa é uma função do acorde e AoA. Portanto, o arrasto total da asa cônica é mais alto que o da asa elíptica.

As réguas de asa torcidas e cônicas, porque:

• É mais barato e rápido de produzir.
• A ponta da asa pára por último, e é aí que estão os ailerons.

(Editado após comentários de mods. Obrigado por me guiar pelo processo!)

A única coisa que é elíptica é a forma plana de uma asa elíptica.

Muitas pessoas infelizmente confundem uma distribuição de pressão elíptica com o distribuição de pressão sobre uma asa elíptica. Eles não são equivalentes.

Em uma asa elíptica sem torção, o coeficiente de sustentação local não é constante span, como alguns aqui e em muitos outros lugares na internet mantêm.

Argumentos da teoria da linha de elevação não são apropriados para discutir a comportamento do fluxo próximo às pontas das asas. Não é razoável esperar que a linha de elevação teoria para ser válida perto das pontas das asas, porque não é um aspecto grande consistente proporção de expansão assintótica. Veja: Van Dyke, "Métodos de perturbação em mecânica de fluidos", 1964.

O carregamento de span inclui um termo logarítmico, portanto, não é elíptico. Além disso, não pode induzir uma constante downwash, e assim no bordo de fuga a esteira do vórtice não inicia como uma folha plana.

O processo pelo qual a folha de vórtice se acumula é muito mais vigoroso do que se começou como uma folha plana porque o efeito relativamente fraco da viscosidade seria o principal mecanismo que impulsionaria esse processo. Existe um strong upwash no campo de fluxo perto de e em torno das pontas das asas que inicia o processo de enrolar muito mais vigorosamente.

Veja, por exemplo, entre muitos outros artigos:

Peter F. Jordan, "Soluções Exatas para Elevar Superfícies", AIAA Journal, vol. 11, n ° 8, 1973, pp. 1123-1129.

Peter F. Jordan, "On Lifting Wings with Parabolic Tips", ZAMM 54, pp. 463-477, 1974.