Calcul de la résistance de l'air d'un objet qui tombe. Traînée aérodynamique de la voiture

Au cours du processus de conception et de création, les concepteurs prennent soigneusement en compte l'aérodynamisme de la voiture, car celui-ci a un impact significatif sur les performances techniques du modèle.

Quand la voiture roule la plupart de pouvoir centrale électrique va vaincre la résistance créée par l’air. Et l'aérodynamisme correctement créé de la voiture vous permet de réduire cette résistance, ce qui signifie que vous devrez dépenser moins de puissance et, par conséquent, moins de carburant pour lutter contre la résistance du flux d'air venant en sens inverse.

Des mesures aérodynamiques des véhicules sont effectuées pour étudier les forces créées par le flux d'air et affectant véhicule. Et il existe plusieurs de ces forces - de levage et latérales, ainsi que la traînée.

Traînée et coefficient Cx

Pour l'essentiel, tous les travaux sur la carrosserie visent à surmonter traîner, puisque c'est la force la plus importante.

Mouvement du flux d'air

Les calculs sont basés sur la force de résistance de l'air. Pour calculer le résultat, des données telles que la densité de l'air, la zone de projection transversale de la voiture et le coefficient de traînée aérodynamique (Cx) sont utilisées - c'est l'indicateur le plus important de l'aérodynamique de la voiture. Dans le même temps, la force de résistance est également fortement influencée par la vitesse de déplacement. Ainsi, doubler la vitesse s’accompagnera d’une multiplication par 4 de la résistance. La vitesse est l’un des facteurs les plus puissants d’augmentation de la consommation.

Par exemple, pour une voiture bien profilée avec une surface de projection de 2 m2 et un coefficient de 0,3 lors d'une conduite à une vitesse de 60 km/h, il faut 2,4 ch pour vaincre la résistance de l'air, et à une vitesse de 120 km /h déjà 19,1 litres .Avec. La différence de consommation de carburant dans de telles conditions atteint 30 % aux 100 km.

Si vous, dans ce moment, une économie de carburant maximale est requise, une vitesse constante d'environ 60 km/h doit être maintenue. Dans ce mode de conduite, la consommation sera minime même pour une voiture dotée d'un gros Cx.

Regardons tout d'une manière simple. L'air a sa propre densité, et elle est considérable. Lors du déplacement, la voiture doit traverser les masses d'air existantes, ce qui crée un flux qui circule autour de la carrosserie. Et plus il est facile pour une voiture de « couper » la masse d'air, moins elle y dépensera d'énergie.

Mais ce n'est pas si simple. Pendant la conduite, une zone de pression accrue se crée devant la voiture (la voiture comprime la masse d'air), c'est-à-dire qu'une barrière invisible se forme devant, compliquant la « coupe » masse d'air.

De plus, après avoir parcouru la carrosserie, le flux d’air se sépare de la surface, ce qui provoque des turbulences et un vide derrière la voiture. En combinaison avec une pression accrue, le vide résultant augmente encore la résistance.

Puisqu'il est impossible d'influencer la densité de l'air, les concepteurs ne peuvent ajuster que deux autres composants calculés : la surface de la voiture et le coefficient de traînée aérodynamique.

Mais il ne semble pas particulièrement possible de réduire la projection d'une voiture sans compromettre les espaces utiles de la carrosserie (il est tout simplement impossible de rendre une voiture plus petite qu'elle ne l'est), il ne reste donc plus qu'à modifier le coefficient Cx.

Ce coefficient est établi expérimentalement (en soufflerie) et caractérise le rapport entre la traînée et la pression-vitesse et la section transversale du corps. Sa taille est sans dimension.

Tube aérodynamique

Un corps en forme de goutte a le coefficient de traînée aérodynamique le plus bas. Lorsqu'il se déplace dans une masse d'air, un tel corps répartit doucement le flux devant lui, sans créer de zone de haute pression, et la « queue » existante permet au flux de se refermer derrière lui sans rupture ni turbulence, ce qui c'est-à-dire qu'il n'y a pas non plus de vide. Il s'avère que l'air circule simplement autour du corps, créant une résistance minimale. Pour un tel corps, le coefficient Cx n'est que de 0,05.

Les concepteurs travaillant sur l'aérodynamique de la voiture n'ont pas encore réussi à atteindre de tels indicateurs. Et tout cela parce que lors d'un mouvement, la résistance est créée par plusieurs facteurs :

• Forme du corps;
• Frottement de l'écoulement sur la surface lors de l'écoulement ;
• Flux entrant dans le compartiment moteur et l’intérieur.

Par conséquent, pour les voitures modernes, le coefficient de traînée aérodynamique est considéré comme excellent si sa valeur est inférieure à 0,3. Par exemple, la Peugeot 308 a un coefficient de 0,29, l'Audi A2 a un coefficient de 0,25 et la Toyota Prius a un coefficient de 0,26. Mais il convient de noter qu’il s’agit d’estimations dans des conditions idéales. En pratique, pendant la conduite, une voiture est affectée par de nombreux facteurs différents qui affectent négativement la résistance de la carrosserie.

Il est à noter que le coefficient est affecté par la plus grande influence pas l'avant de la voiture, mais son arrière. Et la raison en est la création de vide et de turbulences résultant de la séparation du flux du corps. Par conséquent, la plupart des concepteurs s’occupent de donner la forme nécessaire à la partie arrière.

Le coefficient de traînée du Volkswagen XL1 n’est que de 0,19

Le coefficient Cx peut également être réduit en réduisant le nombre de pièces saillantes, partout sur la voiture (côtés, toit, bas, avant), et les éléments qui ne peuvent pas être retirés de la surface reçoivent la forme la plus profilée possible.

Portance et force d'appui

En raison d'un flux d'air inégal autour de la voiture de différents côtés, une différence dans la vitesse de son mouvement se produit.

Portance et force d'appui efficaces

La voiture se déplace et coupe le flux d'air, tandis qu'une partie de ce flux passe sous la voiture et passe sous le fond, c'est-à-dire qu'elle se déplace presque en ligne droite. Mais la partie supérieure du flux doit épouser la forme du corps et parcourir une plus grande distance. De ce fait, une différence de vitesse de l'air se produit - la partie supérieure se déplace plus rapidement que la partie inférieure, passant sous la voiture. Et comme une augmentation de la vitesse s'accompagne d'une diminution de la pression, une zone d'augmentation de pression se forme sous le bas, qui soulève la voiture.

La résistance frontale ajoute également des problèmes. La zone de haute pression de la masse d'air devant la voiture presse l'avant de la route, tandis que le vide et les turbulences derrière, au contraire, contribuent à surélever la carrosserie. La portance, comme la traînée, augmente avec l'augmentation de la vitesse.

Un facteur négatif dû à l'impact d'une telle force est la détérioration de la stabilité de la voiture avec l'augmentation de la vitesse et l'augmentation du risque de dérapage.

Mais cette force peut aussi avoir un effet positif. En ajustant la conception de la voiture, il est possible de convertir la force de portance en force d'appui, ce qui offrira une meilleure traction, une meilleure stabilité de la voiture et sa maniabilité à grande vitesse.

Dans le même temps, aucune solution distincte n’est requise pour obtenir une force d’appui. Tous les développements visant à réduire le coefficient Cx affectent également la force de serrage. Par exemple, l'optimisation de la forme de l'arrière entraîne une réduction des turbulences et du vide, ce qui réduit également la force de portance et augmente la force d'appui. L'installation du becquet arrière fonctionne de la même manière.

Réduire les turbulences lors de l'installation d'un spoiler

Lors de l'établissement de l'aérodynamisme d'une voiture, les forces latérales ne sont pas particulièrement prises en compte, car elles ne sont pas constantes et n'ont pas d'impact significatif sur les performances de la voiture.

Mais c’est toute la théorie de l’aérodynamique automobile. En pratique, tout peut être expliqué en une phrase : plus l'aérodynamisme est mauvais, plus la consommation de carburant est élevée.

Qu'est-ce qui affecte l'aérodynamisme ?

Bien entendu, les concepteurs tentent de réduire autant que possible la traînée de la voiture lors de la conduite et d'augmenter l'appui. Mais les caractéristiques du fonctionnement des voitures et les opinions des propriétaires de voitures sur fonctionnalités externes les machines effectuent leurs propres réglages, et parfois importants.

Traînée aérodynamique de différentes voitures en fonction de la vitesse

Par exemple, l'installation d'une galerie de toit, même avec une forme aérodynamique, augmente la projection transversale de la voiture et affecte grandement la rationalisation, ce qui affecte immédiatement la consommation de carburant.

De plus, la consommation augmente lorsque l'on roule avec ouvre les fenêtres et trappe, utilisation de kits de protection et de carrosserie décoratifs, transport de marchandises surdimensionnées dépassant de la voiture, violation de la position éléments structurels situé sous le bas, augmentant la garde au sol.

Mais le propriétaire de la voiture peut également effectuer des ajustements qui affecteront positivement l'aérodynamisme de la voiture. Ceux-ci incluent l'utilisation de kits de carrosserie aérodynamiques, l'installation d'un becquet et la réduction de la garde au sol.

1. Le mouvement du véhicule est associé au mouvement des particules d'air, qui consomment une partie de la puissance du moteur. Ces coûts comprennent les éléments suivants :

2. Résistance frontale, qui apparaît en raison de la différence de pression devant et derrière une voiture en mouvement (résistance de l'air de 55 à 60 %).

3. Résistance créée par les pièces saillantes - rétroviseur, etc. (12-18%).

4. Résistance qui se produit lorsque l'air traverse le radiateur et le compartiment moteur.

5. Résistance due au frottement des surfaces voisines contre les couches d'air (jusqu'à 10 %).

6. Résistance causée par la différence de pression entre le haut et le bas de la voiture (5-8 %).

Pour simplifier les calculs de résistance de l'air, on remplace la résistance répartie sur toute la surface de la voiture par la force de résistance de l'air appliquée en un point, appelée centre de voile voiture.

L'expérience a établi que la force de résistance de l'air dépend des facteurs suivants :

Sur la vitesse du véhicule, et cette dépendance est de nature quadratique ;

Depuis la zone frontale de la voiture F;

Du coefficient de rationalisation Proche, qui est numériquement égale à la force de résistance de l'air créée par un mètre carré zone frontale du véhicule lorsqu'il se déplace à une vitesse de 1 m/s.

Alors la force de résistance de l’air est .

Lors de la détermination F utilisez des formules empiriques pour déterminer la zone de résistance approximative. Pour camions F généralement: F=H×B(produit de la hauteur et de la largeur), similaire pour les bus. Accepté pour les voitures particulières F=0,8H×B. Il existe d'autres formules qui prennent en compte la trajectoire du véhicule, la probabilité de changement de hauteur du véhicule, etc. K en ×F appelé facteur de rationalisation et désigne W.

Pour déterminer le coefficient de rationalisation, des dispositifs spéciaux ou la méthode du cabotage sont utilisés, qui consistent à déterminer le changement de trajectoire d'un véhicule en roulage libre lorsqu'il se déplace avec différents vitesse initiale. Quand la voiture entre flux d'air force de résistance de l'air R dans il est possible de se décomposer en composants le long des axes du véhicule. Dans ce cas, les formules de détermination des projections de forces ne diffèrent que par les coefficients prenant en compte la répartition des forces le long des axes. Le coefficient de rationalisation peut être déterminé à partir de l'expression :

où C X est un coefficient déterminé expérimentalement et prenant en compte la répartition de la force de résistance de l'air le long de l'axe « x ». Ce coefficient est obtenu en soufflant en soufflerie, ;

r - densité de l'air, selon GOST r = 1,225 kg/m 3 à zéro.

On a .

Le produit représente la pression de vitesse égale à énergie cinétique mètre cube d'air se déplaçant à la vitesse de la voiture par rapport à l'air.

Coefficient Proche a une dimension.

Entre Proche Et C X il y a une dépendance : K po =0,61С X.

Une remorque sur un véhicule augmente la force de traînée de 25 % en moyenne.

En raison du freinage devant le corps, la vitesse d'écoulement diminue et la pression augmente. Le degré de son augmentation dépend de la forme de la partie antérieure du corps. Devant la plaque plate, la pression est plus forte que devant le corps en forme de larme. Derrière le corps, en raison de la raréfaction, la pression diminue, tandis que la plaque plate a une plus grande valeur par rapport au corps en forme de goutte.

Ainsi, une différence de pression se forme devant et derrière le corps, entraînant la création d’une force aérodynamique appelée traînée de pression. De plus, en raison du frottement de l'air dans la couche limite, une force aérodynamique apparaît, appelée traînée de friction.

Lorsqu'elle s'écoule symétriquement autour d'un corps, la résistance

la pression et la résistance au frottement sont dirigées dans la direction opposée au mouvement du corps et constituent ensemble la force de traînée. Des expériences ont établi que la force aérodynamique dépend de la vitesse d'écoulement, de la densité de masse de l'air, de la forme et de la taille du corps, de sa position dans l'écoulement et de l'état de la surface. À mesure que la vitesse du flux venant en sens inverse augmente, son énergie cinétique, proportionnelle au carré de la vitesse, augmente. Par conséquent, lors d'un écoulement autour d'une plaque plane dirigée perpendiculairement à l'écoulement, avec une vitesse croissante, la pression dans la partie avant est

Cela augmente car la majeure partie de l'énergie cinétique du flux lors du freinage est convertie en énergie potentielle de pression. Dans ce cas, derrière la plaque, la pression diminue encore plus, car en raison de l'augmentation de l'inertie du jet, l'étendue de la zone de basse pression augmente. Ainsi, avec une augmentation de la vitesse d'écoulement, due à une augmentation de la différence de pression devant et derrière le corps, la force de traînée aérodynamique augmente proportionnellement au carré de la vitesse.

Il a été établi précédemment que la densité de l'air caractérise son inertie : plus la densité est élevée, plus l'inertie est grande. Pour déplacer un corps dans un air plus inerte, et donc plus dense, il faut plus d'efforts pour déplacer les particules d'air, ce qui signifie que l'air sera une plus grande force influencer le corps. Par conséquent, plus la densité de l’air est élevée, plus la force aérodynamique agissant sur un corps en mouvement est importante.

Conformément aux lois de la mécanique, l'ampleur de la force aérodynamique est proportionnelle à la section transversale du corps perpendiculaire à la direction d'action de cette force. Pour la plupart des corps, cette section transversale est la plus grande section transversale, appelée section médiane, et pour une aile, sa surface plane.

La forme du corps affecte la nature du spectre aérodynamique (la vitesse des courants circulant autour d'un corps donné), et donc la différence de pression, qui détermine l'ampleur de la force aérodynamique. Lorsque la position d'un corps dans le flux d'air change, son spectre de flux change, ce qui entraîne un changement dans l'ampleur et la direction des forces aérodynamiques.

Les corps avec une surface moins rugueuse subissent des forces de frottement plus faibles, car sur la majeure partie de leur surface, leur couche limite présente un écoulement laminaire, dans lequel la résistance au frottement est inférieure à celle d'un écoulement turbulent.

Ainsi, si l'influence de la forme et de la position
corps dans l'écoulement, tenir compte du degré de traitement de surface
facteur de correction appelé aéro
coefficient dynamique, nous pouvons conclure que
que la force aérodynamique est directement proportionnelle à sa
son coefficient, sa pression de vitesse et son mi-
diviser les corps (à l'aile -sa zone),

Si nous désignons la force aérodynamique totale de résistance de l'air par la lettre R, son coefficient aérodynamique - vitesse pression - q, et la surface de l'aile, la formule de la résistance de l'air peut s'écrire comme suit :

attaques car la pression de vitesse est égale

ressembler:

la formule sera

La formule donnée pour la force de résistance de l'air est la principale, car en utilisant des formes similaires, il est possible de déterminer l'ampleur de toute force aérodynamique, en remplaçant uniquement la désignation de la force et son coefficient.

Force aérodynamique totale et sa composante

Puisque la courbure de l'aile en haut est plus grande qu'en bas, lorsqu'elle rencontre le flux d'air, selon la loi de constance du deuxième débit d'air, la vitesse locale d'écoulement autour de l'aile en haut est supérieure à le bas, et au bord d'attaque, il diminue fortement et à certains points tombe à zéro. Selon la loi de Bernoulli, une zone de pression accrue apparaît devant et en dessous de l'aile ; Une zone de dépression apparaît au-dessus et derrière l'aile. De plus, en raison de la viscosité de l'air. une force apparaît, un frottement dans la couche limite. Le schéma de répartition de la pression le long du profil de l'aile dépend de la position de l'aile dans le flux d'air, pour caractériser laquelle le concept d'« angle d'attaque » est utilisé.

L'angle d'attaque de l'aile (α) est l'angle entre la direction de la corde de l'aile et le flux d'air entrant ou la direction du vecteur vitesse de vol (Fig. 11).

La répartition de la pression le long du profil est également représentée sous forme de diagramme vectoriel. Pour le construire, dessinez le profil de l'aile, marquez dessus les points où

à partir duquel la pression a été mesurée, et à partir de ces points les valeurs de surpression sont tracées sous forme de vecteurs. Si en un point donné la pression est faible, alors la flèche vectorielle est dirigée loin du profil ; si la pression est élevée, alors vers le profil. Les extrémités des vecteurs sont reliées par une ligne commune. En figue. La figure 12 montre une image de la répartition de la pression le long du profil de l'aile aux angles d'attaque faibles et élevés. Il montre que le vide le plus grand est obtenu sur l'extrados de l'aile au point de rétrécissement maximum des filets. Pour un angle d'attaque égal à zéro, le vide le plus important se situera au point de plus grande épaisseur du profilé. Un rétrécissement des ruisseaux se produit également sous l'aile, de sorte qu'il y aura également une zone de raréfaction, mais plus petite qu'au-dessus de l'aile. Devant le bout de l'aile se trouve une zone de pression accrue.

À mesure que l’angle d’attaque augmente, la zone de raréfaction se déplace vers le bord d’attaque et augmente considérablement. Cela se produit parce que le lieu du plus grand rétrécissement des ruisseaux se déplace vers le bord d'attaque. Sous l’aile, les particules d’air rencontrant l’intrados de l’aile sont ralenties, ce qui entraîne une augmentation de la pression.

Chaque vecteur de surpression représenté dans le diagramme représente une force agissant sur une unité de surface de l'aile, c'est-à-dire que chaque flèche représente, sur une certaine échelle, la quantité de surpression ou la différence entre la pression locale et la pression dans le milieu non perturbé. couler:

En additionnant tous les vecteurs, on peut obtenir la force aérodynamique sans prendre en compte les forces de frottement. Cette force, compte tenu de la force de frottement de l'air dans la couche limite, équivaudra à la force aérodynamique totale de l'aile. Ainsi, la force aérodynamique totale (R) se produit en raison de la différence de pression devant et derrière l'aile, sous l'aile et au-dessus, ainsi qu'en raison du frottement de l'air dans la couche limite.

Le point d'application de la force aérodynamique totale est situé sur la corde de l'aile et est appelé centre de pression (CP). Puisque la force aérodynamique totale agit dans la direction d’une pression plus faible, elle sera dirigée vers le haut et déviée vers l’arrière.

Conformément à la loi fondamentale de la résistance

Riz. 13. Décomposition de la force aérodynamique totale d'une aile en ses composants

air, la force aérodynamique totale est exprimée par la formule :

La force aérodynamique totale est généralement considérée comme somme géométrique deux composantes : l’une d’elles, Y, perpendiculaire à l’écoulement non perturbé, est appelée force de portance, et l’autre, Q, dirigée à l’opposé du mouvement de l’aile, est appelée force de traînée.

Chacune de ces forces peut être considérée comme une somme algébrique de deux termes : force de pression et force de frottement. Pour la force de levage, on peut pratiquement négliger le deuxième terme et supposer qu’il ne s’agit que d’une force de pression. La résistance doit être considérée comme la somme de la résistance à la pression et de la résistance au frottement (Fig. 13).

L'angle entre les vecteurs de portance et la force aérodynamique totale est appelé angle de qualité (Θк).

Portance des ailes

La force de portance (Y) est créée en raison de la différence de pression moyenne au bas et au sommet de l'aile.

Lorsqu'il s'écoule autour d'un profil asymétrique, la vitesse d'écoulement au-dessus de l'aile est plus grande que sous l'aile, en raison de la plus grande courbure de la surface supérieure de l'aile et, conformément à la loi de Bernoulli, la pression d'en haut est inférieure à celle d'en bas.

Si le profil de l'aile est symétrique et l'angle d'attaque est nul, alors l'écoulement est symétrique, la pression au-dessus et au-dessous de l'aile est la même et aucune portance ne se produit (Fig. 14). Une aile au profil symétrique crée une portance uniquement à un angle d'attaque non nul.

Il s'ensuit que l'ampleur de la force de portance est égale au produit de la différence de surpression sous l'aile (Rizb.low) et au-dessus d'elle. ( Rizb. en haut) par surface d'aile :

CY- le coefficient de portance, qui est déterminé expérimentalement lors du soufflage de l'aile dans une soufflerie. Son ampleur dépend : 1 - de la forme de l'aile, qui participe principalement à la création de la portance ; 2 - depuis l'angle d'attaque (orientation de l'aile par rapport au flux) ; 3 - sur le degré de transformation de l'aile (absence de rugosité, intégrité du matériau, etc.).

Si un graphique est tracé sur la base des données obtenues lors du soufflage d'une aile asymétrique dans une soufflerie à différents angles d'attaque, il ressemblera à ceci (Fig. 15).

Cela montre que:

1. Pour certains valeur négative angle d'attaque, le coefficient de portance est nul. C'est l'angle de portance nulle et est noté α0.

2. Avec une augmentation de l'angle d'attaque jusqu'à une certaine valeur

Riz. 14. Flux subsonique autour d'une aile : UN- spectre d'écoulement (couche limite non représentée) ; b- répartition de la pression (modèle de pression)

Riz. 15. L'horaire dépend
coefficient
force de portance et coefficient
conducteur frontal
résistance des coins
attaques.

Figure 16. Décrochage du débit aux angles d'attaque supercritiques : au point A, la pression est supérieure à celle du point B, et au point C, la pression est supérieure à celle des points A et B.

le coefficient de portance augmente proportionnellement (en ligne droite) ; après un certain angle d'attaque, l'augmentation du coefficient de portance diminue, ce qui s'explique par la formation de tourbillons sur la surface supérieure.

3. À un certain angle d'attaque, le coefficient de portance atteint sa valeur maximale. Cet angle est dit critique et est noté α cr. Ensuite, avec une nouvelle augmentation de l'angle d'attaque, le coefficient de portance diminue, ce qui se produit en raison de la séparation intense du flux de l'aile provoquée par le mouvement de la couche limite contre le mouvement du flux principal (Fig. 16).

La gamme d'angles d'attaque opérationnels sont des angles de α 0 à α cr. Aux angles d'attaque proches du critique, l'aile n'a pas une stabilité suffisante et est mal contrôlée.

C'est une composante de la force aérodynamique totale.

La force de traînée est généralement représentée comme la somme de deux composantes : la traînée de portance nulle et la traînée induite. Chaque composant est caractérisé par son propre coefficient de traînée sans dimension et une certaine dépendance à la vitesse de déplacement.

La traînée peut contribuer au givrage avion(à basses températures air), et provoquent un échauffement des surfaces frontales de l’avion à des vitesses supersoniques par ionisation par impact.

Faites glisser à portance nulle

Cette composante de la traînée ne dépend pas de l'ampleur de la force de portance créée et comprend la traînée de profil de l'aile, la résistance des éléments structurels de l'avion qui ne contribuent pas à la force de portance et la traînée des vagues. Cette dernière est importante lors de déplacements à des vitesses proches et supersoniques et est provoquée par la formation d’une onde de choc qui emporte une partie importante de l’énergie du mouvement. La traînée des vagues se produit lorsque l'avion atteint une vitesse correspondant au nombre de Mach critique, lorsqu'une partie du flux circulant autour de l'aile de l'avion acquiert une vitesse supersonique. Plus le nombre critique M est grand, plus l'angle de flèche de l'aile est grand, plus le bord d'attaque de l'aile est pointu et plus il est fin.

La force de résistance est dirigée contre la vitesse de déplacement, son ampleur est proportionnelle zone caractéristique S, densité moyenne ρ et vitesse au carré V :

La détermination de la zone caractéristique dépend de la forme du corps :

• dans le cas le plus simple (balle) - surface en coupe transversale ;
• pour les ailes et l'empennage - la surface de l'aile/de l'empennage en plan ;
• pour les hélices et les rotors d'hélicoptères - soit la zone des pales, soit la zone balayée du rotor ;
• pour corps oblongs orientés en rotation le long de flux (fuselage, coque de dirigeable) - surface volumétrique réduite égale à V 2/3, où V est le volume du corps.

La puissance requise pour vaincre une composante donnée de la force de traînée est proportionnelle à Cuba vitesse.

Réactance inductive

Réactance inductive(Anglais) traînée induite par la portance) est une conséquence de la formation de portance sur une aile d'envergure finie. L'écoulement asymétrique autour de l'aile conduit au fait que le flux d'air s'échappe de l'aile selon un angle par rapport au flux incident sur l'aile (ce qu'on appelle le biseau d'écoulement). Ainsi, lors du mouvement de l'aile, il se produit une accélération constante de la masse d'air entrant dans une direction perpendiculaire à la direction du vol et dirigée vers le bas. Cette accélération, d'une part, s'accompagne de la formation d'une force de levage, et d'autre part, elle conduit à la nécessité de transmettre de l'énergie cinétique au flux accélérateur. La quantité d'énergie cinétique nécessaire pour transmettre à l'écoulement une vitesse perpendiculaire à la direction de vol déterminera la quantité de traînée inductive.

L’ampleur de la traînée induite est influencée non seulement par l’ampleur de la force de portance, mais également par sa répartition le long de l’envergure de l’aile. La valeur minimale de traînée inductive est obtenue avec une répartition elliptique de la force de portance le long de la travée. Lors de la conception d'une aile, ceci est réalisé en utilisant les méthodes suivantes :

• choisir une forme de plan d'aile rationnelle ;
• l'utilisation de torsions géométriques et aérodynamiques ;
• installation de surfaces auxiliaires - bouts d'ailes verticaux.

La réactance inductive est proportionnelle carré force de portance Y, et inversement surface de l'aile S, son allongement λ, sa densité moyenne ρ et carré vitesse V :

Ainsi, la traînée induite apporte une contribution significative lors de vols à basse vitesse (et, par conséquent, à des angles d'attaque élevés). Il augmente également à mesure que le poids de l'avion augmente.

Résistance totale

Est-ce la somme de tous les types de forces de résistance :

Depuis la traînée à portance nulle X 0 est proportionnel au carré de la vitesse, et l'inductif X je- est inversement proportionnelle au carré de la vitesse, alors ils apportent des contributions différentes à différentes vitesses. Avec une vitesse croissante, X 0 grandit, et X je- chutes, et le graphique de la résistance totale X sur la vitesse (« courbe de poussée requise ») a un minimum au point d'intersection des courbes X 0 et X je, auquel les deux forces de résistance sont égales en ampleur. A cette vitesse, l'avion a la moindre traînée pour une force de portance donnée ( égal au poids), et donc la plus haute qualité aérodynamique.

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