Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Welke krachten werken op een vleugelprofiel terwijl deze door de lucht beweegt?

Een vleugelprofiel die door de lucht beweegt, ervaart verschillende krachten die erop werken:

1. Lift: Dit is de kracht die loodrecht op de bewegingsrichting werkt. Het wordt gegenereerd door het verschil in luchtdruk tussen de bovenste en onderste oppervlakken van het vleugelprofiel. Het gebogen bovenoppervlak dwingt lucht om sneller te reizen, wat resulteert in een lagere druk, terwijl het plattere onderoppervlak een hogere druk creëert. Dit drukverschil creëert een opwaartse kracht.

2. Drag: Deze kracht verzet zich tegen de beweging van het vlinder en werkt parallel aan de bewegingsrichting. Het wordt gegenereerd door wrijving tussen de lucht en het vleugeloppervlak, evenals door de vorming van wervels en wakes achter het vleugelprofiel.

3. Stuwkracht: Deze kracht stuwt de vleugelprofiel naar voren. Het is alleen aanwezig wanneer het vleugelprofiel wordt aangedreven, zoals in een vliegtuigmotor of raket.

4. Gewicht: Dit is de zwaartekracht die op het vleugel werkt en werkt naar beneden.

5. Moment: Dit is een rotatiekracht die op het vleugel werkt en kan ervoor zorgen dat het pitchen, gieren of rollen. Het wordt gegenereerd door de ongelijke verdeling van lift- en sleepkrachten langs de overspanning van het vleugel.

Deze krachten zijn niet constant en variëren afhankelijk van factoren zoals:

* aanvalhoek: De hoek tussen de akkoordlijn van het vleugel en de richting van de luchtstroom.

* Luchtsnelheid: De snelheid waarmee het vleugelprofiel door de lucht beweegt.

* Luchtdichtheid: De dichtheid van de lucht rond het vleugelprofiel.

* Vluchtvorm en ontwerp: De specifieke geometrie van het vleugelprofiel.

Het begrijpen van deze krachten is essentieel voor het ontwerpen en bedienen van vliegtuigen, evenals voor andere toepassingen die airfoils gebruiken, zoals windturbines en vliegers.