양력 계산 방법

날개를 치고 하늘로 떠오르는 새의 비행을 연구하든 굴뚝에서 가스가 솟아 오르는 것을 연구하든 이러한 방법에 대해 더 잘 배우기 위해 물체가 중력에 대항하는 방법을 연구 할 수 있습니다. "비행."

공중으로 날아 오르는 항공기 장비와 드론의 경우 비행도 중력 극복에 달려 있습니다. 라이트 형제가 발명 한 이후로 이러한 물체에 대한 공기의 힘을 설명하기 위해 비행기. 양력을 계산하면 이러한 물체를 공중으로 보내는 데 필요한 힘의 양을 알 수 있습니다.

공기를 통해 날아가는 물체는 자신에게 가해지는 공기의 힘을 처리해야합니다. 물체가 공기를 통해 앞으로 이동할 때 항력은 운동 흐름과 평행하게 작용하는 힘의 일부입니다. 반대로 양력은 물체에 대한 공기 또는 다른 가스 또는 유체의 흐름에 수직 인 힘의 일부입니다.

로켓이나 비행기와 같은 인공 항공기는 다음과 같은 양력 방정식을 사용합니다.

양력 용엘, 리프트 계수씨_엘, 물체 주변의 재료 밀도ρ( "rho"), 속도V및 날개 면적ㅏ. 양력 계수는 점도 및 점도를 포함하여 공기 중 물체에 미치는 다양한 힘의 영향을 요약합니다. 공기의 압축성 및 흐름에 대한 신체의 각도는 양력 계산 방정식을 많이 만듭니다. 더 간단한.

과학자와 엔지니어는 일반적으로씨_엘양력의 값을 측정하고이를 물체의 속도, 날개 길이의 면적 및 물체가 잠긴 액체 또는 기체 물질의 밀도와 비교하여 실험적으로 수행합니다. 상승도 그래프와 수량 (ρ v² A) / 2다음과 같이 곱할 수있는 선 또는 데이터 포인트 세트를 제공합니다.씨_엘양력 방정식에서 양력을 결정합니다.

더 진보 된 계산 방법은 리프트 계수의 더 정확한 값을 결정할 수 있습니다. 그러나 리프트 계수를 결정하는 이론적 인 방법이 있습니다. 양력 방정식의이 부분을 이해하기 위해 양력 공식의 유도를 볼 수 있습니다. 양력을 경험하는 물체에 대한 이러한 공기 중력의 결과로 양력 계수가 계산되는 방법.

공기를 통해 비행하는 물체에 영향을 미치는 무수한 힘을 설명하기 위해 양력 계수를 정의 할 수 있습니다.씨​_엘 같이

양력 용엘, 표면적에스및 유체 동압큐, 일반적으로 파스칼로 측정됩니다. 유체 동압을 공식으로 변환 할 수 있습니다.

​얻기 위해​

어느ρ유체 밀도이고유유속입니다. 이 방정식에서 양력 방정식을 유도하기 위해 재정렬 할 수 있습니다..​

이 동적 유체 압력과 공기 또는 유체와 접촉하는 표면적은 모두 공중 물체의 형상에 크게 의존합니다. 비행기와 같은 원통과 비슷한 물체의 경우 힘은 물체의 몸체에서 바깥쪽으로 확장되어야합니다. 그러면 표면적은 원통형 몸체의 둘레에 물체의 높이 또는 길이를 곱한 값이됩니다.S = C x h​.

표면적을 두께의 곱, 면적을 길이로 나눈 값으로 해석 할 수도 있습니다.티, 두께에 물체의 높이 또는 길이를 곱하면 표면적이됩니다. 이 경우S = t x h​.

이러한 표면적 변수 사이의 비율을 사용하면 그래프 또는 실험적으로 차이를 측정하여 연구 할 수 있습니다. 원통 둘레의 힘 또는 원통의 두께에 따른 힘의 영향 재료. 양력 계수를 사용하여 공중 물체를 측정하고 연구하는 다른 방법이 있습니다.

양력 곡선 계수를 근사화하는 다른 많은 방법이 있습니다. 양력 계수는 항공기 비행에 영향을 미치는 다양한 요소를 포함해야하기 때문에 비행기가지면에 대해 취할 수있는 각도를 측정하는 데 사용할 수도 있습니다. 이 각도를 AOA (각도)라고하며α( "알파"), 리프트 계수를 다시 쓸 수 있습니다.

이 측정으로씨_엘AOA α로 인해 추가 종속성이있는 경우 방정식을 다음과 같이 다시 작성할 수 있습니다.

단일 특정 AOA에 대한 양력을 실험적으로 결정한 후 일반 양력 계수 C를 계산할 수 있습니다._엘. 그런 다음 다른 AOA를 측정하여씨_L0과CL​_​α​ 가장 잘 맞을 것.이 방정식은 양력 계수가 AOA에 따라 선형 적으로 변한다고 가정하므로 더 정확한 계수 방정식이 더 적합 할 수있는 상황이있을 수 있습니다.

양력 및 양력 계수에 대한 AOA를 더 잘 이해하기 위해 엔지니어는 AOA가 비행기가 비행하는 방식을 어떻게 변경하는지 연구했습니다. AOA에 대한 양력 계수를 그래프로 표시하면 2 차원 양력 곡선 기울기라고하는 기울기의 양수 값을 계산할 수 있습니다. 하지만 연구 결과에 따르면 AOA의 일부 가치 후에씨​_​엘​ 가치가 감소합니다.

이 최대 AOA를 스톨 링 포인트라고하며, 해당 스톨 링 속도와 최대씨_엘값. 항공기 재료의 두께와 곡률에 대한 연구는 공중 물체의 형상과 재료를 알고있을 때 이러한 값을 계산하는 방법을 보여주었습니다.

NASA에는 리프트 방정식이 항공기 비행에 미치는 영향을 보여주는 온라인 애플릿이 있습니다. 이것은 양력 계수 계산기를 기반으로하며, 이를 사용하여 공기가 떠 다니는 속도, 각도의 다른 값을 설정할 수 있습니다. 물체는 항공기를 둘러싼 물질에 대해 물체가 가지는지면과 표면적을 고려합니다. 애플릿을 사용하면 역사적인 항공기를 사용하여 1900 년대 이후로 엔지니어링 된 설계가 어떻게 진화했는지 보여줄 수도 있습니다.

시뮬레이션은 날개 영역의 변화로 인한 공중 물체의 무게 변화를 고려하지 않습니다. 어떤 영향을 미칠지 결정하기 위해 다양한 표면 값을 측정 할 수 있습니다. 영역은 양력에 영향을 미치고이 표면 영역이 양력의 변화를 계산합니다. 원인. 중력 W, 질량 m 및 중력 가속도 상수 g (9.8 m / s²).

또한 시뮬레이션을 따라 다양한 지점에서 속도를 표시하기 위해 공중에 떠있는 물체 주변을 지시 할 수있는 "프로브"를 사용할 수도 있습니다. 시뮬레이션은 또한 항공기가 빠르고 더러운 계산으로 평판을 사용하여 근사화되는 것으로 제한됩니다. 이를 사용하여 양력 방정식의 솔루션을 근사화 할 수 있습니다.