siiven sivusuhde ja vastus

[aero]

Täällä ja useassa paikassa webissä törmää väitteisiin että
indusoitu_vastus
riippuu pääasiassa suvusuhteesta [AR].
Asia ei kuitenkaan näyttäisi olevan ihan niin selvä kuin luulisi :

Otetaan lähtökohdiksi yleisesti tunnetut aerodynaamiset yhtälöt:
[1] AR=span^2 / Ala jossa span on siivien kärkiväli.
[2] L=Cl*q*Ala jossa L=Lift q=patopaine eli dynamic
pressure
Cl on nostovoima_kerroin

[3] L/D1=AR*pi*e / Cl jossa e tunnetaan englanniksi "oswald
efficiency" mitähän on suomeksi ?
D1 on niiden vastuskomponenttien summa, jotka riippuvat nostovoimasta
tai tulokulmasta,
siis pääasiassa indusoituvastus, mutta myös osa profiilivastuksesta,
ym kuuluu tähän

Yhtälöstä [3] saadaan sijoittamalla siihen [1] :
[4] L/D1=pi*e*Span^2 / ( Ala*Cl )

[5] Cl*Ala=L*q saatu yhtälöstä [2]
Sijoittamalla [5] yhtälön [4] oikealle puolelle :
[6] L/D1 = pi*e*Span^2 / (L*q)

Sitten jos kyse ei ole temppuilusta, vaan peruslennosta niin useimmiten
pätee
[7] W=L eli paino on nostovoima

Siten [6] ja [7] tuottavat [8] alla :

[8] W/D1 = (pi*e/q) * (span^2 / W )

Tämän [8] perusteella D1 riippuu vain :painosta , q:sta , e:stä
sekä kärkivälistä
eikä sitten muusta, eli ei myöskään sivusuhteesta.
Sensijaan jos kärkiväli pidetään samana niin sivusuhteen
muuttaminen vaikuttaa Ala:an
ja siten profiilivastukseen.

Mikä meni pieleen vai menikö mikään ?

[Kimmo]

Meni. Kohta [5]. Cl*Ala = L/q, ei L*q. Laskuvirhe

Kimmo

Post by aero
Täällä ja useassa paikassa webissä törmää väitteisiin että
indusoitu_vastus
riippuu pääasiassa suvusuhteesta [AR].
[1] AR=span^2 / Ala jossa span on siivien kärkiväli.
[2] L=Cl*q*Ala jossa L=Lift q=patopaine eli dynamic
pressure
Cl on nostovoima_kerroin
[3] L/D1=AR*pi*e / Cl jossa e tunnetaan englanniksi "oswald
efficiency" mitähän on suomeksi ?
D1 on niiden vastuskomponenttien summa, jotka riippuvat nostovoimasta
tai tulokulmasta,
siis pääasiassa indusoituvastus, mutta myös osa profiilivastuksesta,
ym kuuluu tähän
[4] L/D1=pi*e*Span^2 / ( Ala*Cl )
[5] Cl*Ala=L*q saatu yhtälöstä [2]
[6] L/D1 = pi*e*Span^2 / (L*q)
Sitten jos kyse ei ole temppuilusta, vaan peruslennosta niin useimmiten
pätee
[7] W=L eli paino on nostovoima
[8] W/D1 = (pi*e/q) * (span^2 / W )
Tämän [8] perusteella D1 riippuu vain :painosta , q:sta , e:stä
sekä kärkivälistä
eikä sitten muusta, eli ei myöskään sivusuhteesta.
Sensijaan jos kärkiväli pidetään samana niin sivusuhteen
muuttaminen vaikuttaa Ala:an
ja siten profiilivastukseen.
Mikä meni pieleen vai menikö mikään ?

[aero]

Oikein huomautettu Kimmo, mutta ei vaikuta johtopäätökseen mitään.
Siis sivusuhde ei vaikuta D1:een mitään !
Alla korjattu loppuosat kaavoista oikeiksi.

[5] Cl*Ala=L/q saatu yhtälöstä [2]
Sijoittamalla [5] yhtälön [4] oikealle puolelle :
[6] L/D1 = pi*e*Span^2 / (L/q)

Sitten jos kyse ei ole temppuilusta, vaan peruslennosta niin useimmiten
pätee
[7] W=L eli paino on nostovoima

Siten [6] ja [7] tuottavat [8] alla :

[8] W/D1 = (pi*e*q) * (span^2 / W )

Tämän [8] perusteella D1 riippuu vain :painosta , q:sta , e:stä
sekä kärkivälistä
eikä sitten muusta, eli ei myöskään sivusuhteesta.
Jos halutaan parantaa suhdetta D1/W on q:n suurentaminen huono tapa kun
se johtaa
profiilivastuksen kasvamiseen.

Olennaiseksi tekijäksi jää siis "span loading" !
Tietääkö joku onko tälle suomenkielistä termiä ?

Mistä syystä tätä johtopäätöstä ei tuoda esille
keskustelupalstoilla juuri missään,
vaan aina painotetaan sivusuhteen merkitystä ?

[t***@helsinki.fi.invalid]

aero <***@luukku.com> wrote:

: Olennaiseksi tekijäksi jää siis "span loading" !
: Tietääkö joku onko tälle suomenkielistä termiä ?

: Mistä syystä tätä johtopäätöstä ei tuoda esille
: keskustelupalstoilla juuri missään,
: vaan aina painotetaan sivusuhteen merkitystä ?

Span loading:han on kärkiväli per massa. Lentokoneen massaa ei yleensä ole
juurikaan mahdollista muuttaa, ja myös siiven pinta-alan sanelevat suurelta
osin sidotut tekijät. Mielestäni siis kun puhutaan indusoidusta vastuksesta,
niin span loadingin merkitys on approksimatiivisesti sama kuin sivusuhteen.
Jälkimmäiselle on kuitenkin selkeä suomenkielinen termi ja merkitys :)



-Tapio-

[Mikko]

Post by aero
[8] W/D1 = (pi*e*q) * (span^2 / W )
Tämän [8] perusteella D1 riippuu vain :painosta , q:sta , e:stä
sekä kärkivälistä
eikä sitten muusta, eli ei myöskään sivusuhteesta.

Kaavoissa ei näytä olevan virhettä, mutta epäselväksi jää mitä loppujen
lopuksi ajat kaavoilla takaa? Siis mitä yrität optimoida tuolla painon
ja indusoidun vastuksen suhteella?

Tavallisestihan tuo [8] on paras esittää muodossa

W/D1= (pi*e*q) (span^2/Ala ) / (W / Ala) = (pi*e*q) AR / (W /Ala)

eli suhde nostovoima / indusoituvastus riippuu sivusuhteesta AR ja
siipikuormasta (W/Ala)

nimittäin, jos sanot että tuo yllä oleva [8] ei riipu sivusuhteesta,
mutta riippuu kärkivälistä, tarkoitat että koneen pinta-alaa muutetaan
siten, että
Ala=span^2 / AR [10]
pätee, koska päätit että kärkiväli on määrätty (vaikuttaa) ja sivusuhde
vapaasti valittava (ei vaikuta). Tämä taas on aika hölmö lähtökohta
koneensuunnitteluun, koko kun on kuitenkin yleensä muuten määrätty
(tässä paino oli määrätty). Tai jos lyöt lisäksi siipipinta-alan
lukkoon, muuttuu kaavan [10] mukaan myös sivusuhde. Mut voi näin
tietysti jostain sopivasta syystä tehdä.

Post by aero
Jos halutaan parantaa suhdetta D1/W on q:n suurentaminen huono tapa kun
se johtaa
profiilivastuksen kasvamiseen.

Totta indusoidulle vastukselle - niin, miksi haluaisit nimenomaan
tarkastella indusoitua vastusta? Käytön kannalta kokonaisvastus
kyseisellä suunnittelunopeudella on yleensä kiinnostavampi tieto, joten
kaavat kannatta yleensä pitää liitolukumuodossa.

Post by aero
Olennaiseksi tekijäksi jää siis "span loading" !
Tietääkö joku onko tälle suomenkielistä termiä ?

Kaipa sitä on joskus kärkivälikuormitukseksi kutsuttu.

Post by aero
keskustelupalstoilla juuri missään,
vaan aina painotetaan sivusuhteen merkitystä ?

Kyllä kärkivälikuorma ilmoitetaan aika usein koneiden vertailutiedoissa
kirjoissa - keskustelupalstoista en tiedä...


t. Mikko

[Mikko]

[8] W/D1 = (pi*e*q) * (span2 / W )
Tämän [8] perusteella D1 riippuu vain :painosta , q:sta , e:stä
sekä kärkivälistä
eikä sitten muusta, eli ei myöskään sivusuhteesta.

Kaavoissa ei näytä olevan virhettä, mutta epäselväksi jää mitä loppujen
lopuksi ajat kaavoilla takaa? Siis mitä yrität optimoida tuolla painon
ja indusoidun vastuksen suhteella?

Tavallisestihan tuo [8] on paras esittää muodossa

W/D1= (pi*e*q) (span2/Ala ) / (W / Ala) = (pi*e*q) AR / (W /Ala)

eli suhde nostovoima / indusoituvastus riippuu sivusuhteesta AR ja
siipikuormasta (W/Ala)

nimittäin, jos sanot että tuo yllä oleva [8] ei riipu sivusuhteesta,
mutta riippuu kärkivälistä, tarkoitat että koneen pinta-alaa muutetaan
siten, että
Ala=span2 / AR [10]
pätee, koska päätit että kärkiväli on määrätty (vaikuttaa) ja sivusuhde
vapaasti valittava (ei vaikuta). Tämä taas on aika hölmö lähtökohta
koneensuunnitteluun, koko kun on kuitenkin yleensä muuten määrätty
(tässä paino oli määrätty). Tai jos lyöt lisäksi siipipinta-alan
lukkoon, muuttuu kaavan [10] mukaan myös sivusuhde - mutta tätä et
tarkoittanut koska päätit että sivusuhde on vapaa (ei vaikuta)?

Mut voi minkä tahansa näistä vaihtoehoidsta tietysti jostain sopivasta
syystä tehdä.

Jos halutaan parantaa suhdetta D1/W on q:n suurentaminen huono tapa kun
se johtaa
profiilivastuksen kasvamiseen.

Totta indusoidulle vastukselle - niin, miksi haluaisit nimenomaan
tarkastella indusoitua vastusta? Käytön kannalta kokonaisvastus
kyseisellä suunnittelunopeudella on yleensä kiinnostavampi tieto, joten
kaavat kannatta yleensä pitää liitolukumuodossa.

Olennaiseksi tekijäksi jää siis "span loading" !
Tietääkö joku onko tälle suomenkielistä termiä ?

Kaipa sitä on joskus kärkivälikuormitukseksi kutsuttu.

keskustelupalstoilla juuri missään,
vaan aina painotetaan sivusuhteen merkitystä ?

Kyllä kärkivälikuorma ilmoitetaan aika usein koneiden vertailutiedoissa
kirjoissa - keskustelupalstoista en tiedä...


t. Mikko

[Harri Pihl]

Post by aero
Täällä ja useassa paikassa webissä törmää väitteisiin että
indusoitu_vastus
riippuu pääasiassa suvusuhteesta [AR].
[1] AR=span^2 / Ala jossa span on siivien kärkiväli.
[2] L=Cl*q*Ala jossa L=Lift q=patopaine eli dynamic
pressure
Cl on nostovoima_kerroin
[3] L/D1=AR*pi*e / Cl jossa e tunnetaan englanniksi "oswald
efficiency" mitähän on suomeksi ?

Herra Oswald laati NACA:lle 1920-luvun lopulla tai 1930-luvun alussa
yleistettyjä suoritusarvojen laskentamalleja, yksi hänen laatimansa NACA
raportti löytyy täältä:

http://naca.larc.nasa.gov/reports/1933/naca-report-408/

Juuri tuossa kyseisessä raportissa hän esittää menetelman jossa
indusoidun ja muun vastuksen nousua lasketaan yksinkertaisella
kertoimella e. Ja kun menetelmä osoittautui näppäräksi tavaksi laskea
vastuspolaarin karkea muoto, on se jäänyt elämään.

Tässä pitää nyt huomata se, että e koostuu vain osittain indusoidusta
vastuksesta ja toisaalta käyttämällä kiinteä e:n arvoa, vastuksen lisäys
on aina lineaarista (kun esitetään Cl2/D1).

Harri