Koeficient odporu nulového zdvihu - Zero-lift drag coefficient

v aerodynamika, koeficient odporu nulového zdvihu ${displaystyle C_ {D, 0}}$ je bezrozměrný parametr, který souvisí s nulovým zdvihem letadla táhnout platnost na jeho velikost, rychlost a nadmořskou výšku.

Matematicky nulový zdvih součinitel odporu vzduchu je definován jako ${displaystyle C_ {D, 0} = C_ {D} -C_ {D, i}}$, kde ${displaystyle C_ {D}}$ je celkový koeficient odporu pro danou sílu, rychlost a nadmořskou výšku a ${displaystyle C_ {D, i}}$ je výtahem vyvolaný odpor koeficient za stejných podmínek. Koeficient odporu nulového zdvihu tedy odráží parazitický odpor což je velmi užitečné pro pochopení toho, jak „čistá“ nebo efektivní aerodynamika letadla je. Například a Sopwith Camel dvouplošník z první světová válka který měl mnoho drátů a vzpěrných vzpěr i pevné přistávací zařízení, měl součinitel odporu vzduchu při nulovém zdvihu přibližně 0,0378. Porovnejte a ${displaystyle C_ {D, 0}}$ hodnota 0,0161 pro efektivní P-51 Mustang z druhá světová válka^[1] což se velmi příznivě srovnává is těmi nejlepšími moderními letadly.

Brzdění při nulovém zdvihu lze snáze pojmout jako přetáhnout oblast (${displaystyle f}$), což je jednoduše součin koeficientu odporu vzduchu při nulovém zdvihu a plochy křídla letadla (${displaystyle C_ {D, 0} je S}$ kde ${displaystyle S}$ je plocha křídla). Parazitický odpor, s nímž se setkává letadlo s danou oblastí odporu, je přibližně stejný jako odpor plochého čtvercového disku se stejnou oblastí, která je držena kolmo ke směru letu. Sopwith Camel má odporovou plochu 8,83 čtverečních stop (0,811 m)²), ve srovnání s 0,803 m²) pro P-51 Mustang. Obě letadla mají podobnou plochu křídel, což odráží Mustangovu vynikající aerodynamiku i přes mnohem větší rozměry.^[1] V dalším srovnání s velbloudem, velmi velké, ale efektivní letadlo, jako je Souhvězdí Lockheed má podstatně menší součinitel odporu vzduchu při nulovém zdvihu (0,0211 vs. 0,0378), přestože má mnohem větší plochu odporu (34,82 ft² vs. 8,73 ft²).

Kromě toho je maximální rychlost letadla úměrná rychlosti třetí odmocnina poměru síly a tažené plochy, to je:

${displaystyle V_ {max} propto {sqrt [{3}] {síla / f}}}$.^[1]

Odhad odporu při nulovém zdvihu^[1]

Jak již bylo uvedeno výše, ${displaystyle C_ {D, 0} = C_ {D} -C_ {D, i}}$.

Celkový koeficient odporu lze odhadnout jako:

${displaystyle C_ {D} = {frac {550eta P} {{frac {1} {2}} ho _ {0} [sigma S (1,47V) ^ {3}]}}}$,

kde ${displaystyle eta}$ je hnací účinnost, P je výkon motoru koňská síla, ${displaystyle ho _ {0}}$ hustota vzduchu na úrovni moře v slimáci / kubická stopa, ${displaystyle sigma}$ je poměr hustoty atmosféry pro nadmořskou výšku jinou než mořskou hladinu, S je plocha křídla letadla ve čtverečních stopách a V je rychlost letadla v mílích za hodinu. Dosazením 0,002378 za ${displaystyle ho _ {0}}$, je rovnice zjednodušena na:

${displaystyle C_ {D} = 1,456 obrázků 10 ^ {5} ({frac {eta P} {sigma SV ^ {3}}})}$.

Součinitel indukovaného odporu lze odhadnout jako:

${displaystyle C_ {D, i} = {frac {C_ {L} ^ {2}} {pi Aepsilon}}}$,

kde ${displaystyle C_ {L}}$ je koeficient zdvihu, A je poměr stran, a ${displaystyle epsilon}$ je faktor účinnosti letadla.

Střídání za ${displaystyle C_ {L}}$ dává:

${displaystyle C_ {D, i} = {frac {4,822 obrázek 10 ^ {4}} {Aepsilon sigma ^ {2} V ^ {4}}} (W / S) ^ {2}}$,

kde W / S je zatížení křídla v lb / ft².

Reference