A vonóerő az az aerodinamikai erő, amely a repülőgép levegőben való mozgását akadályozza. A légellenállást a repülőgép minden része (még a hajtóművek is!) létrehozza.Hogyan keletkezik a légellenállás?
A légellenállás mechanikai erő. Egy szilárd test és egy folyadék (folyadék vagy gáz) kölcsönhatásából és érintkezéséből keletkezik. Nem egy erőtér hozza létre, a gravitációs mező vagy az elektromágneses mező értelmében, ahol egy tárgy hatással lehet egy másik tárgyra anélkül, hogy fizikai érintkezésben lenne. Ahhoz, hogy a légellenállás létrejöjjön, a szilárd testnek érintkeznie kell a folyadékkal. Ha nincs folyadék, nincs légellenállás. A légellenállást a szilárd test és a folyadék közötti sebességkülönbség hozza létre. A tárgy és a folyadék között mozgásnak kell lennie. Ha nincs mozgás, nincs vonóerő. Nem számít, hogy a tárgy egy statikus folyadékon keresztül mozog-e, vagy a folyadék egy statikus szilárd tárgy mellett mozog.
A vonóerő egy erő, és ezért egy olyan vektormennyiség, amelynek nagysága és iránya is van.A vonóerő a repülőgép mozgásával ellentétes irányban hat. A felhajtóerő a mozgásra merőlegesen hat.Sok tényező befolyásolja a légellenállás nagyságát.Sok tényező befolyásolja a felhajtóerőt is, de van néhány olyan tényező, amely csak a repülőgépek légellenállására jellemző.
A légellenállást aerodinamikai súrlódásnak tekinthetjük, és a légellenállás egyik forrása a levegő molekulái és a repülőgép szilárd felülete közötti bőrsúrlódás. Mivel a bőrsúrlódás egy szilárd és egy gáz közötti kölcsönhatás, a bőrsúrlódás nagysága a szilárd és a gáz tulajdonságaitól is függ. A szilárd anyag esetében a sima, viaszos felület kisebb bőrsúrlódást okoz, mint az érdesített felület. A gáz esetében a nagysága a levegő viszkozitásától és az áramlás mozgásához viszonyított viszkózus erőknek a Reynolds-számmal kifejezett relatív nagyságától függ. A szilárd felület mentén alacsony energiájú áramlás határrétege keletkezik, és a bőrsúrlódás nagysága a határrétegben lévő körülményektől függ.
A légellenállásról úgy is gondolhatunk, mint a tárgy folyadékon keresztül történő mozgásának aerodinamikai ellenállásáról. Ez a légellenállás-forrás a repülőgép alakjától függ, és ezt nevezzük alakellenállásnak. Ahogy a levegő egy test körül áramlik, a helyi sebesség és nyomás megváltozik. Mivel a nyomás a gázmolekulák lendületének mértéke, és a lendület változása erőt vált ki, a változó nyomáseloszlás a testre ható erőt vált ki. Az erő nagyságát a helyi nyomás és az egész test körüli felület szorzatának integrálásával (vagy összeadásával) határozhatjuk meg. Az aerodinamikai erőnek a mozgással ellentétes összetevője a légellenállás; a mozgásra merőleges összetevője a felhajtóerő.Mind a felhajtóerő, mind a légellenállás erő a tárgy nyomásközpontján keresztül hat.
A felhajtóerő létrehozásából adódóan van egy további légellenállási összetevő. Az aerodinamikusok ezt a komponenst indukált légellenállásnak nevezik.Ezt a komponenst “felhajtóerő miatti légellenállásnak” is nevezik, mivel csak véges, felhajtó szárnyakon jelentkezik. Az indukált légellenállás azért keletkezik, mert a felhajtóerő eloszlása nem egyenletes a szárnyon, hanem a gyökértől a csúcsig változik.Emelkedő szárny esetén nyomáskülönbség van a szárny felső és alsó felülete között. A szárnycsúcsoknál örvények keletkeznek, amelyek örvénylő áramlást hoznak létre, amely a szárnycsúcsok közelében nagyon erős, és a szárny gyökere felé csökken. A szárny helyi támadási szögét megnöveli a csúcsörvények indukált áramlása, ami a szárnyra ható aerodinamikai erőnek egy további, lefelé irányuló komponenst ad.Az erőt indukált ellenállásnak nevezzük, mivel a csúcsörvények hatása “indukálta”.Az indukált ellenállás nagysága függ a szárny által keltett felhajtóerő mennyiségétől és a felhajtóerő eloszlásától a fesztávolságon belül.A hosszú, vékony (akkord szerinti) szárnyaknak alacsony az indukált ellenállása;a rövid, nagy akkordú szárnyaknak magas az indukált ellenállása.Az elliptikus felhajtóerő-eloszlású szárnyaknak minimális az indukált ellenállása. A modern utasszállító repülőgépek a szárny indukált légellenállásának csökkentésére szárnyvégeket használnak.
A légellenállás két további forrása a hullámellenállás és a rakodási ellenállás. Amikor egy repülőgép megközelíti a hangsebességet, lökéshullámok keletkeznek a felület mentén. A lökéshullámok a statikus nyomás megváltozását és a teljes nyomás csökkenését eredményezik.A hullámellenállás a lökéshullámok kialakulásához kapcsolódik. A hullámellenállás nagysága az áramlás Mach-számától függ. A sugárhajtóművek levegőt visznek a fedélzetre, összekeverik a levegőt az üzemanyaggal, elégetik az üzemanyagot, majd az égéstermékeket kipufogva tolóerőt termelnek.Ha megnézzük az alapvető tolóerő egyenletet, van egy tömegáram szorozva a belépési sebességgel kifejezés, amelyet levonunk a bruttó tolóerőből.Ez a “negatív tolóerő” kifejezés a légellenállás.A repülőgép hűtőnyílásai szintén a légellenállás forrásai.
Megtekinthet egy rövidfilmet “Orville és Wilbur Wright”-ról, amely a légellenállásról és annak a repülőgépük repülésére gyakorolt hatásáról szól. A filmfájlt elmentheti a számítógépére, és podcastként megtekintheti a podcast-lejátszón.
Tevékenységek:
Vezetett túrák
-
Sources of drag: 
- Factors that Affect Drag:
- Forces on an Airplane:
- Forces on a Glider:
Navigáció ..
A kezdők útmutatója Kezdőlap