Un projet scientifique sur les tunnels de vent: Comment un Wing affecte la traînée aérodynamique

May 12

Un projet scientifique sur les tunnels de vent: Comment un Wing affecte la traînée aérodynamique


Projets scientifiques utilisant des souffleries et des modèles d'avions peuvent être utilisés pour démontrer comment les propriétés d'une aile affectent la traînée aérodynamique subie par l'avion pendant le vol. la texture de l'aile, la largeur et la longueur sont parmi les variables importantes qui déterminent les forces de traînée ont connu pendant le vol.

Wing Aérodynamique

Il y a quatre principales forces qui agissent sur une aile d'avion pendant le vol; poids, levage, poussée et la traînée. Poids et un ascenseur sont les forces responsables de la composante verticale du mouvement de l'avion, alors que la poussée et la traînée déterminent le mouvement horizontal. Aviation ailes conception d'ingénieurs d'avion pour minimiser la traînée, qui est causée par l'interaction de la structure de l'aile solide avec libres, des molécules de gaz dans l'atmosphère.

Traînée

Quand un objet solide se déplace à travers un fluide, la force qui oppose le mouvement de l'objet est connu comme la traînée. Dans le cas d'une aile d'avion, la traînée est analogue à la friction et est généré à chaque point que l'air entre en contact avec l'aile. En tant que grandeur vectorielle, les forces de traînée sont constitués de deux éléments: la direction et l'amplitude. Bien que la direction de la traînée oppose toujours la direction de l'avion, l'ampleur de cette force sur une aile d'avion est déterminée sur deux variables indépendantes: la viscosité de l'air et la texture de l'aile. Par exemple, une aile lisse avec une couche cireuse connaîtra moins de traînée qu'une surface rugueuse, texturée aile ferait.

Formulaire Drag

Il existe plusieurs sous-types de traînée, qui peut être assimilée à la résistance aérodynamique du mouvement d'un objet dans un fluide. Le mouvement des molécules d'air à travers la surface de l'aile crée une différence de répartition de la pression de l'air, créant ainsi une force de traînée qui oppose le mouvement de l'objet. "Drag Form", qui est une composante de la force globale de traînée, agit à travers "le centre de pression" de l'aile, qui est déterminée par l'angle d'attaque, ou le degré d'une aile dévie de courir parallèlement à l'horizon.

Traînée induite

Comme l'aile génère la force responsable de l'obtention d'un avion pour voler un ascenseur, un composant de traînée supplémentaire est créé. Connu comme le "traînée induite", cette force est le résultat de la différence de pression entre le haut et le bas de l'aile. Pour l'avion pour descendre au sol, la pression doit être supérieure sous l'aile qu'au-dessus. En conséquence, les tourbillons d'air sont formés à des conseils de l'aile, ce qui induit un flux de tourbillonnement, air turbulent lorsque les deux pressions entrent en collision. L'ampleur de cette forme de traînée est déterminée par la géométrie de l'aile, ainsi que le montant de la portance produite par l'engin. Par exemple, les ailes longues et fines produisent une quantité plus faible de la traînée induite par rapport à ailes courtes et épaisses. La réduction de la traînée induite peut également être accomplie en perturbant l'écoulement tourbillonnaire de l'air à l'extrémité des ailes en utilisant winglets ou bouts d'aile.

Projets scientifiques

L'utilisation d'un tunnel de vent miniature et plusieurs différents types d'ailes modèle d'avion, les principes de vol peuvent être explorés dans une salle de classe comme un projet scientifique attrayant pour les enfants. En faisant varier la longueur, la largeur, la texture et l'angle d'attaque de l'aile du modèle, la quantité de poussée nécessaire pour produire un vol variera selon les principes mentionnés ci-dessus. Par exemple, les plus doux, les plus longues, les ailes les plus minces vont créer le moins de traînée; cette tendance est évident que l'on compare la vitesse de l'air dans le tunnel du vent nécessaire pour obtenir le plan du sol.