Kofficienter till motståndsformler (Skol-fråga)

Hej!

Jag sitter och läser lite om aerodynamik och motstånd.

Som ni nog redan vet, så består motstånd på flygplan av tre formler. Nollmotstånd (Do = Cdo x q x s), inducerat motstånd (Cdi = k x (Cl2/AR)) oc totalmotståndet, (D = (Cdo + Cdi) x q x s)

Nu är det så här, att jag vill gärna räkna på dom här formlerna, men jag vet inte riktigt vart jag hittar alla parametrar.
Vet ni vart jag hittar dom här värdena?

s=Vingytan
k= En konstant på vingens elipsfaktor
Cl=Lyftkraftskofficienten
AR= Aspect ratio

Jag vill gärna räkna på en Pa28, eftersom det nog blir den typen jag kommer skola på

Mvh Johan

 

Jag vet inte vilken PA-28 variant du kommer att skola på men jag tar med uppgifter för både den gamla raka vingen och den trapetsformade:

Gammal PA-28:

Vingyta: 14,82 sqm. (160 sqft)
Sidoförhållande (AR): 5,63

Vingprofil: NACA 652-415

Ny PA-28

Vingyta: 15,8 sqm. (178 sqft)
Sidoförhållande (AR): 7,24

Vingprofil: Innervinge, NACA 652-415, Yttervinge: NACA 2278 mod 5

Elipsfaktorn vet jag inte men den brukar ligga på 0,75 till 0,8 för många småflygplan.

För att hitta Cl-kurvor så rekommenderar jag en "googling" på "NACA Airfoils" så kommer du nog att hitta rätt så småningom.

MVH
Håkan

 

Vet inte om du bara skrev slarvigt men:

Motståndet på ett flygplan består av TVÅ (2) komponenter.
1) Nollmotstånd eller parasitmotstånd, detta är lika men luftmotståndet, samma som på en bil alltså
2) Inducerat motstånd, vilket är effektförlusten man får när vingen skapar lyftkraft

SUMMAN AV nollmotstånd och inducerat motstånd kallas TOTALMOTSTÅND, och är den totala effektförlusten flygplanet "upplever". Vid planflykt i konstant fart är detta lika med den effekt man tillför från motorn.

Nollmotståndet ökar med ökad fart och inducerade motståndet minskar med ökad fart.

Formlerna du skrev BESKRIVER (ganska bra) HUR motstånden ändrar sig med fartändringen, vilket skiljer sig ganska mycket från att motstånden "är" formlerna.

Lycka till med räknandet, ett tips är att knappa in det i ex Excel och sedan plotta kurvor(fart-motstånd), då får man en helt annan förståelse.

 

Lite OT men har inte KSAB kommit ut med en ny teoribok i Aerodynamik?

Undrar om de numera lär ut rätt???

Dvs inte "Lyftkraften orsakas i huvudsak av undertryck på vingens ovansida, en liten del alstras av nedåtgående luftrström" vilket = HELT FEL! (+ lite andra småfel i relation till detta)

Rätt är att:
Lyftkraften alstras av den luftmassa som genom vingens anfallsvinkelvinkling slungas nedåt.

Lyftkraften överförs sedan till vingen genom det undertryck som skapas på vingens ovansida.

Någon som har nya utgåvan och kan kolla????

 

Tack så mycket Håkan! Det här är prcis dom här siffrorna jag behöver.
Anledningen att jag vill räkna på det hela är att jag har skrivit 2 luftisprov i aerodynamiken, en på mek ni vå och en på tekniker nivå, och nu när jag har börjat med PPL-teorin vill jag verkligen sätta provet =)

Om du har flera aerodynamik "häften" i PDF-format, eller liknande, så får du gärna länka dom med.

Mvh Johan

 

Hej

När jag läste PPL-teorin för två år sedan var det inte en enda fråga på luftisprovet i aerodynamik där man behövde räkna något. Har du ett egetintressa av att räkna på detta så ska du givetvis göra detta, men jag tror inte du kommer få en enda fråga där du ska räkna ut något sånt här. Nivån är mer att du förstår sambanden mellan olika motstånd, lyftkraft mm. Så lägg inte ner massa tid på att räkna när du inte behöver det.

Men tycker du det är kul så ska du givetvis räkna.

Mvh Air-man

 

Tack så mycket för tippset, Air-man, men det är för att jag vill se vad som händer vid olika situationer osv. Jag tycker det blir mer lättförståligt om det går att räkna på

 

Då det var jag som skrev den nya boken kan jag svara på din fråga.

Jag har i boken beskrivit att lyftkraften kommer från att luft accelereras nedåt av vingen. Jag har också skrivit att tryckfältet spelar en roll, men att det i princip är samma fenomen (acceleration av luft) som kan beskrivas på två sätt (krafter och accelerationer eller tryck). Så om jag förstår din fråga rätt så är det beskrivet såsom du önskar.

Du har absolut en bra poäng att formlerna BESKRIVER motståndet. Jag tog med formlerna i boken för att öka förståelsen hos de elever som är matematiskt sinnade (vilket inte är alla, men inte heller ingen). Men det kan nog vara bra att inför en kommande upplaga trycka på att formlerna är beskrivande och inte nödvändigtvis ÄR motståndet. Tack för tipset !!

 

Fortsätter OT-diskussionen om vad som orsakar vad:

Är det inte så här att man inte kan peka på några klara orsaksförhållanden mellan alstrandet av lyftkraft på en vinge i rörelse och nedsvepet kontra tryckskillnaden?
Är det inte snarare så att alla fenomenen uppstår i samband med att lyftkraft alstras och att de är beroende av varandra?

Att strida om vilket som är rätt är inte speciellt konstruktivt. Alstrandet av lyftkraft är i hög grad fortfarande en empirisk vetenskap, hade det inte varit det så skulle man kunna sluta att göra vindtunnelprov på nya vingkonstruktioner.

Rätta mig gärna om jag har fel!

/Daniel

 

Vill man fördjupa sig ytterligare så kan man läsa den utmärkta "See how it flies":
http://www.av8n.com/how/

 

Daniel, jag får tyvärr rätta dig.

Jag tycker faktiskt att det är en principiellt viktig diskussion då det är viktigt att förstå hur det hela fungerar för att verkligen dra rätt slutsatser av olika skeenden, händelser. Något som kanske även påverkar hur man hanterar ett flygplan.

Aerodynamik upplevs ofta som svart magi men ofta handlar det då om att man missförstår orsak-verkan sambanden. Jag tror inte det finns många andra ämnen med så mycket myter och missförstånd.

Aerodynamik är INTE en empirisk vetenskap. Dock hamnar man i verkliga fall ofta i så komplexa dynamiska 3 dimensionella situationer med virvelbildning etc att det hela blir oöverstigligt att räkna på (numerisk beräkning). Vindtunnel blir helt enkelt ett kostnadseffektivt alternativ.

Grundförhållande mellan orsak och verkan är däremot ganska fast etablerade.

Enklast att förstå att det verkligen är massan av den nedåtkastade luftströmmen som alstrar lyftkraften är att göra en energianalys på systemet. Då inser man snabbt att det finns bara två sätt att få någonting tyngre än luft att lyfta i fria luften.
1) accelerera/kasta massa nedåt
2) Upphäva gravitationen ;-) typ UFO ???

Massan kan man antingen ha med sig i form av raketbränsle eller så tar man tillvara på luften som kommer anströmmande och länkar om denna.

Tryckskillnaderna inne i systemet behövs för att överföra lyftkraften som alstras av massaccelerationen till flygplanet (läs vingarna). Dessa är en naturlig orsak av det tvingade flödet kring vingprofilen!
Du kan "lika gärna" få lyftkraft med en snedställd "planka".

Det som i grunden lärs ut felaktigt är att trycket sjunker på vingens ovansida p.g.a. att luften går snabbare över vingen än under då den måste gå en längre sträcka, när det i själva verket är tvärt om, luften går snabbare då det FINNS ett övertryck på vingens ovansida som alstrats av anfallsvinkeln mot luftströmmen.
Luftströmmen från vingens ovansida och undersida möts ej heller efter att luftströmmen passerat vingen. (annan felaktig grej som lärs ut).

När det gäller en venturi så stämmer principen med att hastighetsökningen alstrar undertrycket. Dock går en venturi och en vinge inte att jämföra då vingen arbetar ut mot en fri luftvolym. Jämförelsen är alltså felaktig och hela resonemanget som man utgår ifrån.

 

Jakob, jag har inte hunnit titta på din länk "in depth" men den verkar vara mycket vettig med en hel del "fairy tales" avslöjade.

Och framförallt med mycket tips om hur man som pilot kan utnyttja kunskapen om vad som egentligen händer för att flyga bättre och säkrare.

EDIT: här är en annan intressant länk som just handlar om vad det är som lärs ut fel i svensk ppl/ul litteratur.
http://user.tninet.se/~bkg405h/lyftkraft_forklara..._.htm

 

Det jag menade är att aerodynamik ofta används på ett empiriskt sätt, just för att det inte är så enkelt att räkna på.

Jag håller med om att det är dåligt att det lärs ut felaktiga påståenden, men samtidigt så är jag skeptisk till nyttan med att som pilot förstå hur det fungerar i detalj.
Är det inte viktigast (som pilot) att känna till att det förekommer lyftkraft, nedsvep och ändvirvlar och att de påverkas av flygplanets fart och massa samt vingens anfallsvinkel?
Det kanske inte är lika viktigt att man fullständigt förstår händelseförloppet som skapar lyftkraften.

/Daniel

 

Nu går vi in på polemik, men.

I grunden kan jag dock inte se någon som helst anledning att lära ut fel. Särskilt som det är mycket lättare att förstå och tolka flygplanets beteende om man har rätt grundkunskaper.

Det är som att lära barnen att man ska inte gå ut i gatan framför en bil för då äter bilen upp dig. Det fyller samma funktion som att berätta att man kan bli påkörd och bilen är hård....men det är ju inte sant för de.

Sedan kan man diskutera hur mycket piloten behöver veta egentligen, flyg inte efter andra plan, flyg inte för sakta och dra försiktigt i spaken löser ju problemet lika bra...

 

Hej igen.

Nu är det ett tag sen jag startade den här tråden.

Det är ju ganska många som har skrivit om det här med hur lyfkraften igentligen uppstår (Bernoulli Vs. Newtons tvåa).

Jag blev ju genast intresserad, hur ligger det igentligen till?
Så jag slog mig ner och både funderade och räknade en del på det här och har kommit fram till följande:

För att få en helt vanlig Pa28a att lyfta med MTOM och endast ha Bernoullis kraft som verkar på vingen, så måste man vid (Maximum Take Off Mass) rulla i minnst 620 Km/h (330Kt). (!!)

Det här är ju "jättefel", eftersom Vr på Pa28an är runt 65-70 knop (120-130 Km/h) om jag inte minns helt fel.
Alltså kan vi (eller jag) konstarera att Bernoullis lag inte ensam kan hålla ett flygplan flygande. Alltså är Newtons tvåa inblandad.
Jag har dock inte hunnit räkna någonting på det, men det kommer ske framöver!

Om någon annan har räknat på det här, vore det intressant att diskutera, dra gärna iväg ett Pm om nån vill diskutera mer Aerodynamik.

Mvh Johan

 

Mycket bra upplägg på att visa hur fel det är. Bra jobbat Johan!

Jag brukar använda mig av energimodellen för att bevisa att det som lärs ut är fel, men detta är ju ett lysande enkelt argument.

 

Med risk för att tappa litet av spåret i tråden så kan jag varmt rekommendera en bok som heter "Praktisk flygteknik" skriven och utgiven av Erik Bratt.
Om någon skulle snubbla över ett begagnat ex, eftersom originalupplagan för längesedan är slut så köp den !

Till och jag en glad amatör som jag kan tack vare den gå ut och mäta upp ett flygplan med tumstock för att dean sätta sig ner och räkna och komma fram till siffror som stämmer med verkligheten.