Vetenskap projekt med vindtunnlar och modellflygplan kan användas för att visa hur egenskaperna hos en flygel påverkar luftmotståndet upplevs av planet under flygning . Wing textur , bredd och längd är bland de viktigaste variablerna som avgör dragkrafterna upplevde under flygning . Wing Aerodynamik
Det finns fyra huvudsakliga krafter som verkar på en flygplansvinge under flygning ; vikt, lyft , dragkraft och motstånd . Vikt och hissen är de krafter som är ansvariga för den vertikala komponenten av planets rörelse, medan dragkraft och motstånd bestämma att den horisontella rörelse. Aviation ingenjörer utformning flygplansvingar för att minimera friktion, som orsakas av interaktion av den fasta vingstruktur med fria , gasmolekyler i atmosfären .
Drag
När en fast föremål rör sig genom en vätska, den kraft som motsätter sig objektets rörelse är känd som drag . I fallet med en flygplansvinge , är dra analog med friktion och alstras vid varje punkt att luften kommer i kontakt med vingen. Som en vektorkvantitet , är motståndskrafter som består av två komponenter : riktning och magnitud. Medan riktning dra motsätter alltid riktningen på luftfartyget , är storleken på denna kraft en flygplansvinge bestämmas på två oberoende variabler: luft viskositet och strukturen på vingen . Till exempel kommer en slät vinge med en vaxartad beläggning uppleva mindre motstånd än en grov , texturerat vingytanskulle. Addera Form Dra
Det finns flera subtyper av drag , som kan jämställas med den aerodynamiska motståndet hos ett objekts rörelse genom en vätska . Förflyttningen av luftmolekyler över ytan av vingen skapar en skillnad i fördelning lufttryck , vilket skapar en kraft dra som motsätter sig rörelsen av objektet . ”Form dra” , som är en komponent av den totala dragkraften , verkar genom vingens ” tryckcentrum ” , vilket bestäms av anfallsvinkeln , eller graden en vinge avviker från parallellt med horisonten .
Induced drag
När vingen genererar lyftkraftsom ansvarar för att få ett plan att flyga , är ytterligare ett drag komponent skapas. Känd som ” inducerat drag” , är denna kraft är resultatet av tryckskillnaden mellan den övre och undre delen av vingen. För att planet för att få luft under vingarna , måste trycket vara större under vingen än ovanför. Som ett resultat, är luftvirvlar bildas vid ving tips , inducera ett flöde av virvlande , turbulent luft när de två trycken kolliderar. Storleken av denna form av drag bestäms av vingens geometri , såväl som mängden av hissen produceras av farkosten. Till exempel , långa och smala vingar producera en mindre mängd inducerat motstånd jämfört med korta , tjocka vingar . Reduktion av inducerat motstånd kan också åstadkommas genom att störa det virvlande flödet av luft vid vingspetsarna med hjälp winglets eller vingspetsar .
Science Projects
Med hjälp av en miniatyr vindtunnel och flera olika typer av modellflygplansvingar, kan principerna för flygning undersökas i ett klassrum som en engagerande vetenskapligt projekt för barn . Genom att variera längden, bredden , textur och anfallsvinkel av modellens vinge, den mängd dragkraft som krävs för att producera flygningen kommer att variera i enlighet med ovannämnda principer . Till exempel kommer den jämnaste , längsta , tunnaste vingar skapar minsta drag ; denna trend kommer att märkas när du jämför hastigheten på luften i krävs för att få planet från marken vindtunnel . Addera