As asas de elevação altas são ruins para velocidades mais rápidas

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As asas de elevação altas são ruins para velocidades mais rápidas

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Noto uma tendência em muitos projetos de aeronaves. Se a aeronave foi projetada para ir devagar, mas tem decolagens / aterrissagens mais curtas, ela usa aerofólios com um grande aumento.

No entanto, para vôos de longa duração, eles usam um aerofólio mais plano que produz menos sustentação.

No meu entender, a razão para isso é que você nunca recebe nada de graça. Quando uma asa produz sustentação, ela está trocando o movimento para a frente do avião pelo movimento vertical.

Eu entendo que em velocidades mais altas a asa de levantamento alto lutaria muito contra o movimento horizontal e então eles escolheram o aerofólio mais plano.

No entanto, minha pergunta é e se você mudar o ângulo de ataque para a asa de levantamento alto? Apontando a frente da asa para baixo, fazendo com que o seu elevador seja mais para frente.

Isso de alguma forma ainda seria menos eficiente do que um aerofólio mais plano ou eles apenas escolheram as chapas planas para fins de projeto e razões estruturais?

aircraft-design wing aircraft-performance lift

por YAHsaves 09.07.2018 / 17:20

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Todo aerofólio tem uma faixa de coeficientes de sustentação onde o fluxo ao redor da asa é mais favorável. Os aerofólios com cambagem alta deslocam essa faixa para coeficientes de elevação mais altos. Agora a questão se resume a: Em que coeficiente de sustentação a aeronave operará com mais eficiência?
a eficiência da aeronave de transporte é maximizada quando nenhum dos três parâmetros payload, range e speed podem ser alterados sem reduzir o produto dos três. Como se constata, o peso das asas tem uma grande influência sobre isso, especialmente para grandes aeronaves : Uma asa mais pesada reduzirá a possível carga útil. É melhor limitar o vão da asa de tal forma que a relação entre corda de asa e extensão seja entre 7 e 10: Isso reduzirá o momento de flexão na raiz da asa e permitirá a construção da asa mais leve. Neste formato, o coeficiente de elevação ideal para o melhor desempenho de transporte é de cerca de 0,4 a 0,6, um número no qual o aerofólio de baixa curvatura se sentirá em casa.

Com um coeficiente de elevação tão baixo, no entanto, o aerofólio de alta curvatura, por outro lado, experimentará um strong pico de aspiração no lado inferior do seu nariz. Nos números de Mach em vôo alto, isso levará a um fluxo supersônico local e a um grande aumento no arrasto, bem como a cargas cíclicas na asa ( buffeting ).

Agora você poderia argumentar corretamente que a asa poderia ser muito menor com um aerofólio de alta inclinação para o mesmo levantamento. Sim, mas a asa também precisa se adaptar às condições de decolagem e pouso e precisa ter volume suficiente para conter o combustível de viagem. E para esta condição de pouso, a asa de um avião de passageiros terá ainda mais inclinação do que seu aerofólio de exemplo:

Configuração de pouso típica de uma asa de avião, de um artigo de AMO Smith , McDonnell-Douglas, no Journal of Aircraft, Vol. 12 No 6, 1975.

09.07.2018 / 21:47

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what if you change the angle of attack for the high lift wing? Pointing the front of the wing downward, thus making it's lift more of a forward direction.

O motor da aeronave cria movimento para a frente.

As asas (e o corpo) da aeronave absorvem parte dessa energia de movimento para a frente para criar força de sustentação e .

Se você simplesmente alterar o ângulo de ataque para que o vetor de elevação aponte para uma direção mais para frente (em vez de apenas para cima), você ainda cria o arrasto proporcionalmente ao levantamento. Portanto, se você quiser voar em alta velocidade, é melhor ter uma asa com menos sustentação, resultando em menos arrasto.

Por outro lado, a relação levantar para arrastar também depende do ângulo de ataque. Então, se você mudar o ângulo de ataque para longe do melhor ângulo de relação (em qualquer direção), você terá menos sustentação e mais arrasto. Infelizmente, a proporção piora mais rápido para mudanças negativas (nariz para baixo) do que para mudanças positivas (nariz para cima).