Come calcolare il coefficiente di sollevamento

Il coefficiente di portanza, solitamente abbreviato come Cl, è un numero utilizzato per confrontare le prestazioni di profili e ali. Il coefficiente di portanza è anche una delle variabili che entra nell'equazione della portanza o nella formula della portanza (vedi Risorse). Quindi, quando risolvi il coefficiente di portanza, in realtà stai risolvendo una versione riorganizzata dell'equazione di portanza.

I dati che entrano nel coefficiente di sollevamento 

Per calcolare il coefficiente di portanza, sono necessarie diverse informazioni chiave: È necessario conoscere l'area dell'ala o del profilo aerodinamico in questione, la velocità con cui sta volando e la densità del materiale. Di solito otterrai questi dati da test reali in una galleria del vento, a quel punto puoi fare riferimento all'equazione della portanza e, usando il coefficiente di portanza a cui sei appena arrivato, determina matematicamente quanta portanza produrrebbe la stessa ala o profilo alare in condizioni diverse condizioni.

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Suggerimenti

  • Esistono alcune limitazioni al modo in cui il coefficiente di portanza può essere utilizzato per modellare gli effetti in condizioni diverse. In particolare, la compressibilità dell'aria e la viscosità dell'aria nel caso osservato e nel caso modellato devono essere simili. In caso contrario, i risultati non saranno accurati.

La formula per il coefficiente di sollevamento

Una volta che hai i dati appena menzionati, tutto ciò che devi fare è inserirli nella formula per il coefficiente di portanza e risolverli. Quella formula è:

Cl=\frac{2L}{rV^2A

Anche se a volte potresti vederlo scritto come:

Cl=\frac{L}{qA}

dovelresta l'ascensore,UNè ancora la zona dell'ala eqè la pressione dinamica, che è uguale a 0,5 × V2.

Suggerimenti

  • Entrambi i modi di scrivere l'equazione per il coefficiente di portanza danno lo stesso risultato; sono solo scritti in modo leggermente diverso. Se vuoi una sfida divertente, usa l'algebra di base per dimostrare che le equazioni sono equivalenti.

Un esempio di calcolo del coefficiente di sollevamento

Ecco un esempio di calcolo del coefficiente di portanza, utilizzando i dati del mondo reale di un Boeing 747. Il suo sollevamento generato è di 637.190 libbre; la densità dell'aria è 0,00058735 slug/ft3 (assumendo un'altitudine di 40.000 piedi); la velocità è 871 piedi/s; e l'area di riferimento è 5.500 piedi2. Inserendo tutto ciò nella tua equazione per il coefficiente di portanza ottieni:

Cl = \frac{2(637.190)}{0.00058735 \times 8712\times 5.500}=0.519999558

Cl = 0,519999558, che, a seconda dei parametri del tuo lavoro, puoi arrotondare a 0,52.

Quindi il coefficiente di portanza di questo particolare modello di Boeing 747, in queste condizioni, è 0,52.

Suggerimenti

  • La consueta abbreviazione per il coefficiente di portanza è Cl, che non sempre appare chiaramente in alcuni caratteri. Per essere chiari, è una C maiuscola ("see") seguita da una l minuscola ("ell").

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