AERODİNAMİK KUVVETLER

Transkript

1 AERODİNAMİK KUVVETLER Hazırlayan Prof. Dr. Mustafa Cavcar

2 Aerodinamik Kuvvet Bir uçak üzerinde meydana gelen aerodinamik kuvvetlerin bileşkesi ( ); uçağın havayagörehızının () karesi, havanın yoğunluğu ( ) ve uçağın referans yüzey alanı (kanat alanı ) ile orantılıdır. Buradaki, boyutsuz orantı katsayısıdır. Aerodinamik kuvvet Mach sayısı ile de ifade edilebilir. Burada, hava basıncı ve,machsayısıdır. 2 0,7 V

3 Taşıma ve Sürükleme 2 2 V Uçağa etkiyen bileşke aerodinamik kuvvet hava hızına paralel ve dik iki bileşene ayrılabilir. Aerodinamik kuvvetin hava hızına dik bileşenine taşıma; paralel bileşenine sürükleme denir. Bu bağıntılarda, boyutsuz taşıma katsayısı; boyutsuz sürükleme katsayısıdır.

4 Aerodinamik Kuvvetlere Etki Eden Faktörler 1. Hava hızı (), 2. Uçuş ortamındaki hava yoğunluğu (), 3. Uçağın referans alanı (genellikle kanat alanı, esas alınır), 4. Uçağın şekli, 5. Hücum açısı (), 6. Uçuş ortamındaki havanın viskozitesi (), 7. Sıkıştırılabilme etkileri

5 Taşıma ve Sürükleme Katsayıları Taşıma ve sürükleme katsayıları hücum açısı, sıkışabilme etkileri, viskozite ve şekil etkilerini bir araya getirirler: Sıkışabilme etkilerinin göstergesi Mach sayısıdır: : ses hızı Viskozite etkisinin göstergesi Reynolds sayısıdır: c: veter uzunluğu : kinematik viskozite

6 Hücum Açısının Etkisi

7 Hücum Açısının Etkisi Sürükleme katsayısı hücum açısına bağlı olarak sanki parabolik bir değişim gösterir. Belli bir hücum açısında minimum değer olan a erişir. Ancak: 0

8 Sıkıştırılabilirlik Etkisi Sürükleme katsayısı Mach sayısıyla artar. Kritik Mach sayısından sonra artış daha büyür. Kuvvet diverjans Mach sayısında artış %10 a erişir. Taşıma katsayısı büyüdükçe kritik ve kuvvet diverjans Mach sayıları küçülür.

9 Sürükleme Poleri Sürükleme katsayısı ve taşıma katsayısı arasındaki ilişkiyi sürükleme poleri sağlar.

10 Sürükleme Poleri :parazit sürükleme katsayısı Uçağın şekline bağlıdır. : indüklenmiş sürükleme katsayısı Kanadın açıklıkoranı ve şekline bağlıdır. 1 : kanat açıklıkoranı : kanat verim faktörü. Sonsuz açıklıklı ideal bir kanat için, 1.Pratikte nin değeri 0,6 ve 0,9 arasında değişir.

11 Kanat Açıklık Oranının Etkisi

12 Fines Maksimum Fines Fines taşımanın, sürüklemeye oranıdır: Maksimum fines aerodinamik verim göstergesidir:

13 Fines Maksimum Fines Maksimum finesi veren taşıma ve sürükleme katsayıları, grafik olarak, orijinden poler eğrisine çizilen teğet ile bulunur: 2 Maksimum fines: 1 2

14 Fines Maksimum Fines Maksimum finesi veren taşıma ve sürükleme katsayıları, finesin taşıma katsayısına göre türevinin alınarak sıfıra eşitlenmesiyle de bulunabilir: Maksimum fines: 1 2

15 Fines Maksimum Fines Hava Aracı Türü Maksimum Fines ( ) Planörler 58 Ticari uçaklar 20 Genel havacılık uçakları 10 Ses altı savaş uçakları 10 Ses üstü savaş uçakları 7

16 Fines Maksimum Fines

17 Sürükleme Sürükleme Sürükleme katsayısı Taşıma katsayısı Sürükleme

18 Sürükleme Parazit sürükleme 2 İndüklenmiş sürükleme 2 Sürükleme 2 2

19 Minimum Sürükleme Minimum sürüklemede Minimum sürükleme hızı 2 2 2

20 Minimum Sürükleme Minimum sürükleme: Minimum sürükleme finesin maksimum olduğu durumda elde edilmektedir.

21 Uçak Kütlesindeki Değişimlerin Sürüklemeye Etkisi Aynı uçağın kütlesindeki değişimin parazit sürüklemeye etkisi yoktur. İndüklenmiş sürükleme kütleye bağlı olarak değişir. Ağır uçağın toplam sürüklemesi daha büyük olur. Ağır uçağın minimum sürükleme hızı da daha büyüktür.

22 Uçuş İrtifaının Sürüklemeye Etkisi Uçağın kütlesi sabit kalmak üzere; Uçak yükseldikçe sürükleme eğrisi sağa kayar. Aynı hıza karşılık gelen sürüklemesi azalır. Gerçek hava hızı cinsinden minimum sürükleme hızı artar. Minimum sürükleme sabit kalır.

23 Uçuş İrtifaının Sürüklemeye Etkisi Uçağın kütlesi sabit kalmak üzere; Hava hızları işari hava hızı (IAS) cinsinden ele alındığında; Sürüklemede irtifaya bağlı bir değişim görülmez. Minimum sürükleme hızı sabit kalır. Minimum sürükleme sabit kalır. Ancak, işari hava hızının gerçek durumu göstermediği unutulmamalıdır.