Verständnis und Berechnung des induzierten Luftwiderstands in Starrflügelflugzeugen

Induzierter Luftwiderstand ist eine Art aerodynamischer Luftwiderstand, der als Folge der Auftriebserzeugung in Starrflügelflugzeugen auftritt. Er ist ein wichtiger Faktor für die Leistung und Effizienz von Flugzeugen. Zu verstehen, wie man den induzierten Luftwiderstand berechnet, hilft bei der Gestaltung effizienterer Flügel und der Optimierung der Flugleistung.

Was ist Induced Drag?

Der Luftwiderstand wird durch die Erzeugung von Auftrieb erzeugt. Wenn ein Flugzeugflügel Auftrieb erzeugt, erzeugt er eine Druckdifferenz zwischen der oberen und unteren Oberfläche, die dazu führt, dass die Luftströmung um die Flügelspitze herum zirkuliert und Wirbel bildet, die die Widerstandskraft erhöhen, die der Bewegung des Flugzeugs entgegenwirkt.

Faktoren, die den induzierten Drag beeinflussen

Mehrere Faktoren beeinflussen die Menge an induziertem Luftwiderstand, die ein Flugzeug erfährt:

• Flügelbereich: Größere Flügel neigen dazu, für einen bestimmten Auftrieb weniger induzierten Widerstand zu erzeugen.
• Wing Aspect Ratio: Höhere Aspektverhältnisse (längere, schmalere Flügel) reduzieren den induzierten Widerstand.
• Lift Coefficient: Höhere Lift Koeffizienten erhöhen induzierten Luftwiderstand.

Berechnung des induzierten Drags

Der induzierte Luftwiderstandskoeffizient (C_di) kann mit der Formel berechnet werden:

C_di = C_l² / (π * AR * e)

Wobei:

• C_l = Auftriebskoeffizient
• AR = Aspektverhältnis des Flügels
• e = Oswald-Effizienzfaktor

Die Gesamtinduktionsschleppkraft (D_i) kann dann berechnet werden durch:

D_i = 0.5 * ρ * V² * S * C_di

Wobei:

• ρ = Luftdichte
• V = wahre Fluggeschwindigkeit
• S = Flügelbereich