в чем измеряется сопротивление воздуха
аэродинамическое сопротивление воздуха
При больших скоростях движения автомобиля аэродинамическое сопротивление является преобладающим.
На рисунке ниже показано изменение мощностей, необходимых для преодоления сопротивления качению Nf и аэродинамического сопротивления Nv в зависимости от скорости v для автомобиля среднего класса. При скорости 60 км/ч мощности, необходимые для преодоления сопротивления качению и сопротивления воздуха, равны, что характерно для данного вида автомобилей. По сумме потребляемых мощностей можно убедиться в важности сопротивления воздуха. При скорости 80 км/ч мощность, затрачиваемая на его преодоление, в 4 раза больше, чем при скорости 40 км/ч, а при скорости выше, чем 120 км/ч, общая мощность, необходимая для движения, растет почти пропорционально кубу скорости автомобиля.
При определении мощности двигателя, необходимой для достижения максимальной скорости, большей той, которую обеспечивает номинальная мощность установленного на автомобиле двигателя, можно использовать без значительной ошибки следующее соотношение:
где N2 – требуемая мощность, кВт; N1 – достигнутая максимальная мощность, кВт; v2 – требуемая скорость, км/ч; v1 – достигнутая максимальная скорость, км/ч.
Через точку X – максимальная мощность N1 при максимальной скорости v1 – проведена кривая зависимости мощности от куба скорости. Разница между этой кривой и линией мощности, требуемой для движения при максимальной скорости, незначительна.
Показанная сумма мощностей сопротивления качению Nf и аэродинамического сопротивления Nv представляет собой мощность сопротивления равномерному движению автомобиля по горизонтальному участку дороги при безветрии.
Аэродинамическое сопротивление
Полезное
Смотреть что такое «Аэродинамическое сопротивление» в других словарях:
аэродинамическое сопротивление — [Интент] Параллельные тексты EN RU Larger heat exchangers reduce pressure drop on the air side lowering fan motor consumption. [Lennox] Теплообменники большего размера имеют меньшее аэродинамическое сопротивление, что уменьшает потребляемую… … Справочник технического переводчика
АЭРОДИНАМИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ — (лобовое сопротивление) сила, с к рой воздух или др. газ действует на движущееся в нём тело; эта сила направлена всегда в сторону, противоположную направлению скорости тела, и явл. одной из составляющих аэродинамич. силы. Знание А. с. необходимо… … Физическая энциклопедия
АЭРОДИНАМИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ — (лобовое сопротивление) сила, с которой газ (напр., воздух) действует на движущееся в нем тело. Аэродинамическое сопротивление направлено всегда в сторону, противоположную скорости, и является одной из составляющих полной аэродинамической силы … Большой Энциклопедический словарь
аэродинамическое сопротивление — (лобовое сопротивление), составляющая аэродинамической силы, с которой газ (например, воздух) действует на движущееся в нём тело; направлено в сторону, противоположную скорости тела. * * * АЭРОДИНАМИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ АЭРОДИНАМИЧЕСКОЕ… … Энциклопедический словарь
аэродинамическое сопротивление — aerodinaminis pasipriešinimas statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. aerodynamic drag; aerodynamic resistance; air resistance vok. aerodynamischer Widerstand, m; Lufwiderstand, m rus. аэродинамическое сопротивление, n pranc. résistance… … Automatikos terminų žodynas
аэродинамическое сопротивление — aerodinaminis pasipriešinimas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. aerodynamic drag; aerodynamic resistance; air resistance vok. aerodynamischer Widerstand, m; Luftwiderstand, m rus. аэродинамическое сопротивление, n pranc. résistance… … Fizikos terminų žodynas
АЭРОДИНАМИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ — (лобовое сопротивление), составляющая аэродинамической силы, с к рой газ (напр., воздух) действует на движущееся в нём тело; направлено в сторону, противоположную скорости тела … Естествознание. Энциклопедический словарь
Аэродинамическое сопротивление выработки — (a. aerodynamic resistance of mine working; н. aerodynamischer Grubenbauwiderstand; ф. resistance aerodynamique de la galerie; и. resistencia aerodinamica de galerias) противодействие движению воздуха по горн. выработкам; складывается из… … Геологическая энциклопедия
аэродинамическое сопротивление газового тракта — 3.11 аэродинамическое сопротивление газового тракта: Перепад давлений между камерой сгорания и выходом из котла. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Сила сопротивления
Что такое сила сопротивления
При совершенно любом движении будет фиксироваться появление между поверхностями тел или в среде, где оно осуществляется, сил сопротивления. Второе свойственное им название — силы трения.
Сила трения — сила, которая появляется в момент передвижения одного тела вдоль другого либо в какой-то среде, ведущая к замедлению действия.
Препятствие движению объясняется тем, что силы трения имеют противоположное направление, и в момент, когда движущая сила и силы сопротивления уравновесятся, скорость станет равна 0.
Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.
Схематически действие силы трения можно представить на рисунке:
Изображенное здесь тело массой m лежит на ровной поверхности, и на него действуют сила тяжести и уравновешивающая ее сила опоры (N). Направления этих двух сил противоположные, однако, обе — перпендикулярны поверхности.
Сила опоры по своей величине определяется по формуле:
С позиций механики понятно, что для того, чтобы сдвинуть это тело с места, необходимо приложить усилие (P), превосходящее силу трения (F).
Основателем закона трения считается француз Гийом Амонтон. Согласно его постулатам, Fтр пропорциональна давлению, которое тело оказывает на опору либо на другое тело. Кроме этого, она определяется физическими свойствами контактирующих материалов, но не зависит от величины поверхности соприкосновения.
Как любая другая, сила трения измеряется в Ньютонах (Н).
Разновидности сил сопротивления
Причинами возникновения силы трения являются:
В зависимости от этих факторов, а также с учетом характера движения силы сопротивления бывают:
Передняя часть движущегося тела будет всегда испытывать большее сопротивление воздуха. При закруглениях спереди и сзади плоскостенного тела сопротивление уменьшается на 72%.
Существует понятие электрического сопротивления, под которым понимается свойство проводника препятствовать прохождению тока. Величина, с которой это происходит, равняется частному от деления напряжения на концах к силе тока, протекающему в последовательной цепи.
Как определить силу сопротивление воздуха
При движении тела на него действует лобовое сопротивление воздуха (обозначение — Рвл). Для его измерения существует формула:
\(P_<вл>=С_х\times p\times F_в\times V^2\div2\)
где Cx — коэффициент обтекаемости (при лобовом сопротивлении воздуха), p — плотность среды (в данной ситуации — воздуха), Fв — площадь миделевого сечения.
Наибольшая концентрация силы сопротивления наблюдается в точке, которая не совпадает с центром массы тела. Это — центр парусности.
\(P_j=m\times dV\div dt\)
В этой формуле m обозначает массу автомобиля, а частное изменения скорости по истечению времени — ускорение центра инерции (или центра масс).
Изменение силы в зависимости от скоростей
На малых скоростях движения сила сопротивления всегда определяется вязкостью жидкости, физическими характеристиками движения (в частности — скоростью), размерами самого тела.
Движение при больших скоростях имеет свои особенности. Например, в случае жидкой либо воздушной среды закономерности трения вязкости не работают. Даже при скоростях в 1 см/с их можно применить только для тел, размеры которых измеряются в мм.
Медленно движущееся тело по всей своей длине постепенно обтекается жидкостью, а сила сопротивления, действующая на него, называется силой вязкого трения.
При высокоскоростном движении сзади тела в жидкости возникают струйки, вихреобразные потоки различной мощности, кольца. Картинка этих течений постоянно меняется. Развивается турбулентная система, сопротивление внутри которой зависит от вязкости среды и размеров тела совсем по-другому, чем при вязком.
Такое сопротивление находится в пропорциональной зависимости от квадрата скорости и размеров тела. Кроме того, более значимым, чем вязкость, становится плотность среды.
Такое торможение называется силой турбулентного сопротивления. Она определяется по формуле:
\(F=p\times V^2\times L^2\)
где p — плотность среды, L — размеры тела, V — скорость движения.
Основные свойства и законы движения воздуха. Сопротивление воздуха.
Для аэродинамики очень важно следствие из уравнения неразрывности: скорость движения воздуха в струе обратно пропорциональна площади её поперечного сечения. Данное следствие из уравнения неразрывности помогает объяснить процессы движения воздуха при обтекании крыла (лопасти).
Создание подъёмной силы крылом за счет разности скоростей потока.
Физический закон сохранения энергии позволяет сделать заключение, что энергия воздушного потока величина неизменная, лишь её вид переходит из одного состояния в другой. Так, при малых скоростях потока можно считать, что поток обладает только потенциальной (статическое давление) и кинетической энергией (скоростной напор). Скоростной напор (динамическое давление) q- это кинетическая энергия одного кубического метра движущегося воздуха: q =pV 2 /2.
Уравнение Бернулли базируется на законе сохранения энергии и законе неразрывности потока воздуха и формулируется следующим образом: сумма кинетической и потенциальной энергии единицы объёма воздуха есть величина постоянная в любом сечении струи. Иными словами в установившемся потоке сумма статического давления (р) и скоростного напора (pV 2 /2) есть величина постоянная, а значит, уменьшение статического давления приводит к соответствующему увеличению скоростного напора и наоборот: р + pv2l2 = const.
Уравнение Бернулли вместе с уравнением неразрывности объясняет природу возникновения подъёмной силы у крыла. При обтекании крыла плоско-выпуклого профиля воздушным потоком со скоростью V0 на верхней (выпуклой) поверхности крыла в соответствии с уравнением
неразрывности скорость обтекания увеличивается (уменьшается сечение струйки) до скорости V-i и становится больше скорости движения потока под крылом. Далее, в соответствии с законом Бернулли можно сделать вывод, что над крылом давление потока будет меньше, чем под крылом. Разность давлений вызовет образование подъёмной силы (рис. 1).
Вывод: полет самолета в воздушной среде возможен при обеспечении его движения относительно этой среды за счет силы тяги, создаваемой силовой установкой.
При движении предмета в воздушной среде возникают силы сопротивления трения и силы сопротивления давления.
Причиной возникновения сил сопротивления трения является вязкость, которая вызывает взаимное влияние слоев воздуха в потоке. Скорость частиц воздуха на поверхности перемещающегося предмета понижается до ноля, относительно этого предмета. Слой потока, в котором восстанавливается скорость его струй, по мере удаленности от поверхности предмета, называется пограничным слоем. Естественно требуется энергия восстановления скорости струй возмущенного потока.
На неподвижную относительно воздушной среды пластину действуют силы статического давления. На движущуюся пластину, согласно третьему закону механики, помимо статического давления, действуют силы сопротивления воздуха движению пластины.
Создание подъемной силы за счет несимметричного обтекания.
пластиной становится больше, чем в невозмущенном потоке. Над пластиной поток сужается и скорость увеличивается. В пограничном слое происходит срыв потока. Поток из ламинарного состояния переходит в турбулентный. Давление над пластиной будет меньше, чем под ней.
Аэродинамические характеристики крыла и самолета.
Характеристики силовой установки.
Назначение и геометрические параметры крыла.
 |
Величина подъёмной силы и силы сопротивления зависят от схемы крыла, его геометрических характеристик, положения в потоке и других факторов. Аэродинамические характеристики крыла зависят в основном от его геометрических форм: формой профиля; формой в плане; видом крыла спереди.
От формы крыла в плане зависит распределение подъёмной силы вдоль размаха крыла и место зарождения срыва потока на больших углах атаки, величина коэффициента индуктивного сопротивления, которое будет рассматриваться при изучении реального крыла.
Крыло самолета создает подъёмную силу за счет разности скоростей потока над крылом и под крылом и за счет несимметричного обтекания профиля под положительным углом атаки.
Сила лобового сопротивления крыла бесконечного размаха состоит только из профильного сопротивления, которое возникает вследствие разности давлений перед профилем и за ним (сопротивление давления), а так же за счет внутренних сил трения в пограничном слое. Сопротивление давления зависит от относительной толщины и относительной кривизны профиля, с увеличением которых оно увеличивается. Сопротивление трения зависит от характера течения в пограничном слое (шероховатости поверхности крыла и распределения давления по
поверхности профиля). Крыло самолета имеет конечный размах и поэтому лобовое сопротивление самолетного крыла состоит из профильного сопротивления и индуктивного.
Индуктивное сопротивление. Сопротивление крыла конечного размаха зависит и от разности давлений под крылом и над ним. Вследствие разности давлений массы воздуха перетекают из области повышенного давления в область повышенного давления (рис.6.).
Перетекающий воздух образует на концах крыла вихревые жгуты, а на задней кромке крыла вихревую пленку.
По поляре в одинаковых масштабах Суа и Сха дополнительно можно определить значение CRa и угла качества.
Механизация крыла.
Различные устройства на крыле, предназначенные для увеличения
Общая характеристика силовой установки.
Пилот может изменять силу тяги, устанавливая ее равной, большей и меньшей силе лобового сопротивления крыла и вредного сопротивления самолета. Если сила тяги равна силе лобового сопротивления, движение самолета будет установившимся, а скорость постоянной. Если сила тяги больше или меньше лобового сопротивления, движение самолета не установившееся, а скорость будет увеличиваться или уменьшаться.
Скорость и угол атаки элементов лопасти винта.
При работе двигателя в полете все элементы лопасти винта совершают сложное движение, перемещаясь по окружности с окружной скоростью U и поступательно со скоростью V (рис.9.).
Поступательная скорость всех элементов лопасти V равна истиной скорости полета самолета. Окружная скорость U увеличивается с увеличение радиуса элемента лопасти. При этом, если угол установки элемента лопасти оставить неизменным по всей её длине, то угол атаки с увеличением радиуса будет увеличиваться, а это приведет к не эффективному использованию винта. Чтобы заставить все элементы лопасти винта работать с максимальным качеством, необходимо уменьшать их углы установки по мере удаления от оси вращения, то есть произвести геометрическую крутку.
Основные режимы работы элемента лопасти винта.
2. Режим положительной тяги (рис.9.) (пропеллерный). С увеличением поступательной скорости угол атаки элемента лопасти уменьшается, уменьшается элементарная сила тяги. Это основной рабочий режим элемента лопасти, при котором лопасть обтекается потоком с положительными углами
3. Режим нулевой тяги (рис.10.V1 и W1). При дальнейшем увеличении поступательной скорости угол атаки элемента лопасти уменьшится до полного исчезновения подъёмной силы на нём, а значит и тяги винта в целом. Этот режим характерен для планирования с некоторой средней скоростью и малым числом оборотов винта.
4. Режим отрицательной тяги (режим торможения) возникающий при дальнейшем увеличении скорости полета (рисЮ V2 и W2). Угол атаки элемента еще больше уменьшается вплоть до отрицательных значений. Полная элементарная аэродинамическая сила становится направленной против полета. Отрицательная тяга хоть и небольшая, но затрудняет разгон самолета, режим характерен пологому пикированию.
5. Режим авторотации (самовращения). Такой режим отрицательной тяги, при котором сила сопротивления вращению элемента лопасти, как составляющая полной аэродинамической силы, равна нулю. Вращение продолжаться по инерции. Отрицательная тяга небольшая.
6. Режим ветряка. При больших значениях отрицательных углов атаки полная аэродинамическая сила отклоняется еще больше, создается значительная отрицательная тяга элемента, а сила сопротивления вращению элемента лопасти оказывается направленной в сторону вращения и, действуя относительно оси вращения, раскручивает вал двигателя. Этот режим возможет на пикировании.
Все выше рассмотренное показывает работу винта фиксированного шага (ВФШ) (ср = const).
Винт изменяемого шага.
Винт изменяемого шага сохраняет заданную частоту вращения независимо от режима полета с помощью регулятора постоянных оборотов, который, меняя угол установки лопасти, способен самостоятельно сохранить постоянный момент сопротивления вращению.
Правила пользования винтом изменяемого шага.
При запуске, на взлете на самолете Як-18Т рычаг управления винтом находится в положении «Малый шаг». На высоте 50м, после взлета, следует установить первый номинальный режим: штурвалом удерживать скорость 170км/ч, сектором газа установить наддув двигателю 800мм рт
Для увеличения режима работы двигателя необходимо облегчить винт до требуемой частоты вращения, затем рычагом управления двигателем установить требуемый наддув.
Для уменьшения режима работы двигателя необходимо установить рычагом управления двигателем наддув, затем, увеличив шаг винта, уменьшить частоту вращения до заданной.
Соблюдение последовательности действий при переходе с режима на режим обеспечивает работу двигателя без перегрузок.
Более подробно аэродинамические характеристики самолета и силовой установки приводятся в Руководстве по летной эксплуатации.
Дата добавления: 0000-00-00 ; просмотров: 5934 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Лобовое сопротивление (аэродинамика)
Лобовое сопротивление — сила, препятствующая движению тел в жидкостях и газах. Лобовое сопротивления складывается из двух типов сил: сил касательного (тангенциального) трения, направленных вдоль поверхности тела, и сил давления, направленных по нормали к поверхности. Сила сопротивления является диссипативной силой и всегда направлена против вектора скорости тела в среде. Наряду с подъёмной силой является составляющей полной аэродинамической силы.
Сила лобового сопротивления обычно представляется в виде суммы двух составляющих: сопротивления при нулевой подъёмной силе и индуктивного сопротивления. Каждая составляющая характеризуется своим собственным безразмерным коэффициентом сопротивления и определённой зависимостью от скорости движения.
Лобовое сопротивление может способствовать как обледенению летательных аппаратов (при низких температурах воздуха), так и вызывать нагревание лобовых поверхностей ЛА при сверхзвуковых скоростях ударной ионизацией.
