Un projet scientifique sur les tunnels de vent: Comment une aile affecte la traînée aérodynamique

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

Il ya quatre principales forces agissant sur une aile d'avion pendant le vol; poids, ascenseur, poussée et la traînée . Poids et ascenseur sont les forces responsables de la composante verticale du mouvement de l'avion, tout en poussée et la traînée de déterminer le mouvement horizontal . Aviation ailes aux ingénieurs de concevoir 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 .
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Quand un objet solide se déplace dans un fluide , la force qui s'oppose à la requête de l' objet est connue comme la traînée. Dans le cas d' une aile d'avion , la traînée est analogue à friction et est générée à chaque point que l' air entre en contact avec l'aile. Comme une grandeur vectorielle , les forces de traînée sont constitués de deux composants : direction et l'amplitude . Bien que la direction de la traînée s'oppose toujours la direction de l'aéronef, la grandeur de cette force sur une aile d'avion est déterminé sur deux variables indépendantes : la viscosité de l' air et de la texture de l'aile. Par exemple , une aile lisse avec une couche cireuse connaîtra moins de traînée d'une surface rugueuse , texturée aile ferait.
Traînée de forme

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 dans la distribution de pression d'air , créant ainsi une force de traînée qui s'oppose au mouvement de l'objet . " Traînée de forme " , qui est une composante de la force globale de la traînée, agit par " centre de pression " de l' aile , qui est déterminée par l'angle d'attaque , ou le degré d'une aile s'écarte parallèle avec l' horizon .

traînée induite

Comme l'aile génère la force responsable de l'obtention d'un plan pour voler un ascenseur, une composante de traînée supplémentaire est créé . Connue sous le nom " traînée induite " , cette force résulte de la différence de pression entre le haut et le bas de l'aile. Pour que le plan de descendre au sol, la pression doit être supérieure sous l'aile qu'au-dessus . En conséquence , les tourbillons d'air sont formées à des conseils de l'aile , ce qui induit un flux de tourbillon , 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 la quantité produite par la remontée de l'engin. Par exemple, les ailes longues et minces produisent une petite quantité de la traînée induite par rapport à ailes courtes et épaisses . Réduction de la traînée induite peut également être accomplie en perturbant l'écoulement tourbillonnaire de l'air à l'extrémité des ailes à l'aide de winglets ou le bout des ailes .
Projets scientifiques

Utilisation d'un tunnel de vent miniature et différents types d'ailes modèle d'avion , les principes de vol peuvent être explorées dans une salle de classe comme un projet scientifique d'engagement pour les enfants . En faisant varier la longueur, la largeur , la texture et l'angle d'attaque de l'aile du modèle , le montant de la poussée nécessaire pour produire vol variera selon les principes mentionnés ci-dessus . Par exemple , les plus doux , les plus longues , les ailes 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 .