Un proyecto de la ciencia en los túneles de viento: ¿Cómo un ala afecta la resistencia aerodinámica

Proyectos de la ciencia utilizando túneles de viento y modelos de aviones se puede utilizar para demostrar cómo las propiedades de un ala afectan a la resistencia aerodinámica experimentada por el avión durante el vuelo . Textura Wing , ancho y largo son algunas de las variables importantes que determinan las fuerzas de arrastre experimentaron durante el vuelo . Aerodinámica del ala

Hay cuatro fuerzas principales que actúan sobre un ala de un avión durante el vuelo ; peso, elevación, empuje y arrastre. Peso y ascensor son las fuerzas responsables de la componente vertical del movimiento del avión , mientras que empuje y resistencia determinan el movimiento horizontal. Alas diseño ingenieros avión aviación para reducir al mínimo la fricción , que es causada por la interacción de la estructura del ala sólida con moléculas de gas libre en la atmósfera .
Drag

Cuando un objeto sólido mueve a través de un fluido , la fuerza que se opone al movimiento del objeto se conoce como arrastre. En el caso de un ala de avión , arrastre es análoga a la fricción y se genera en cada punto que el aire entra en contacto con el ala . Como una cantidad vectorial , las fuerzas de arrastre se componen de dos componentes: dirección y magnitud . Mientras que la dirección de arrastre siempre se opone a la dirección de la aeronave, la magnitud de esta fuerza en un ala de avión se determina de dos variables independientes: la viscosidad del aire y la textura del ala. Por ejemplo , un ala suave con una capa cerosa experimentará menos resistencia que una superficie áspera , de textura ala haría.

Formulario Arrastre

Hay varios subtipos de arrastre , que puede equipararse a la resistencia aerodinámica del movimiento de un objeto a través de un fluido. El movimiento de las moléculas de aire a través de la superficie del ala crea una diferencia en la distribución de la presión de aire , creando así una fuerza de fricción que se opone al movimiento del objeto . "Arrastrar Form" , que es un componente de la fuerza de arrastre en general , actúa a través de " centro de presión " del ala, que está determinada por el ángulo de ataque , o el grado desvía de un ala paralela con el horizonte.

resistencia inducida

Como el ala genera la fuerza de sustentación responsable de conseguir un avión para volar , se crea un componente adicional de arrastre. Conocida como la " resistencia inducida " , esta fuerza es el resultado de la diferencia de presión entre la parte superior e inferior del ala. A fin de que el avión para despegar del suelo , la presión debe ser mayor debajo del ala que por encima de ella . Como resultado, se forman vórtices de aire en las puntas del ala , induciendo un flujo de remolino , aire turbulento cuando colisionan las dos presiones . La magnitud de esta forma de arrastre está determinada por la geometría de las alas , así como la cantidad de sustentación producida por la nave. Por ejemplo, las alas largas y delgadas producen una menor cantidad de resistencia inducida en comparación con alas cortas y gruesas . Reducción de la resistencia inducida también se puede lograr mediante la interrupción del flujo turbulento de aire a las puntas de las alas que utilizan aletas o puntas de las alas .
Proyectos de Ciencias

Uso de un túnel de viento en miniatura y varios tipos diferentes de modelo de las alas de avión , los principios del vuelo pueden ser explorados en un salón de clases como un proyecto de ciencia atractiva para los niños . Al variar la longitud, la anchura , la textura y el ángulo de ataque del ala del modelo, la cantidad de empuje necesaria para producir vuelo variará de acuerdo con los principios antes mencionados. Por ejemplo , los más suaves , más largas , alas más delgadas crearán la menor cantidad de fricción ; esta tendencia va a ser evidente al comparar la velocidad del aire en el túnel de viento requerida para obtener el plano del suelo.