Progetti di scienza utilizzando gallerie del vento e degli aeroplani di modello possono essere utilizzati per dimostrare come le proprietà di un'ala influenzano la resistenza aerodinamica sperimentata l'aereo durante il volo. Lunghezza, larghezza e ala texture sono tra le variabili importanti che determinano le forze di trascinamento con esperienza durante il volo.
Ala aerodinamica
Ci sono quattro principali forze che agiscono su un'ala di aeroplano durante il volo; peso, sollevamento, Spinta e trascinamento. Peso e ascensore sono le forze responsabile per la componente verticale del moto dell'aereo, mentre la spinta e trascinamento determinare per il movimento orizzontale. Aviazione ingegneri progettano le ali degli aeroplani per minimizzare la resistenza, che è causato dall'interazione della struttura solida ala con libero, molecole di gas nell'atmosfera.
Trascinamento
Quando un oggetto solido si muove attraverso un fluido, la forza che si oppone il movimento dell'oggetto è noto come drag. Nel caso di un'ala di aeroplano, trascinamento è analoga all'attrito e viene generato in ogni punto che l'aria viene a contatto con l'ala. Come una quantità vettoriale, trascinare le forze sono composti da due componenti: direzione e l'entità. Mentre la direzione di trascinamento sempre si oppone la direzione del velivolo, la grandezza di questa forza su un'ala di aeroplano è determinata su due variabili indipendenti: aria viscosità e la consistenza dell'ala. Ad esempio, un'ala liscia con un rivestimento ceroso sperimenteranno meno resistenza aerodinamica rispetto a una superficie alare grezzo, martellata.
Modulo Drag
Ci sono parecchi sottotipi di resistenza, che può essere equiparata alla resistenza aerodinamica del moto di un oggetto attraverso un fluido. Il movimento delle molecole d'aria su tutta la superficie dell'ala crea una differenza nella distribuzione di pressione dell'aria, creando così una forza di resistenza che si oppone il movimento dell'oggetto. "Modulo drag", che è un componente delle forze di resistenza complessiva, agisce attraverso "centro dell'ala di pressione", che è determinata dall'angolo di attacco, o il grado di un'ala si discosta dalla parallela con l'orizzonte.
Resistenza indotta
Come l'ala genera la forza di elevatore responsabile per prendere un aereo per volare, viene creato un componente aggiuntivo drag. Conosciuto come il "trascinamento indotto", questa forza è il risultato della differenza di pressione tra la parte superiore e inferiore dell'ala. In ordine per l'aereo per scendere a terra, la pressione deve essere superiore sotto l'ala di sopra di esso. Di conseguenza, si formano vortici di aria alle punte dell'ala, che induce un flusso d'aria turbolento, vorticoso, quando le due pressioni si scontrano. La grandezza di questa forma di trascinamento è determinata dalla geometria dell'ala, così come la quantità di sollevamento prodotta dal mestiere. Ad esempio, le ali lunghe e sottili producono una minore quantità di resistenza rispetto alla corte ali spesse. Riduzione di resistenza indotta può essere effettuata anche interrompendo il flusso vorticoso dell'aria al ala punte utilizzando winglets o punte delle ali.
Progetti di scienza
Utilizzando una galleria del vento in miniatura e diversi tipi di ali dell'aeroplano di modello, i principi del volo possono essere esplorati in un contesto di classe come un coinvolgente progetto di scienza per bambini. Variando la lunghezza, larghezza, texture e angolo di attacco dell'ala del modello, la quantità di spinta necessaria per la produzione di volo variano secondo i principi sopra menzionati. Ad esempio, le ali più liscie, più lungo, più sottile creerà la minor quantità di trascinamento; Questa tendenza sarà evidente come si confronta la velocità dell'aria in galleria del vento per scendere l'aereo a terra necessaria.