Le Coefficient de traînée

Le coefficient de traînée est un nombre que les aérodynamiciens utilisent pour modéliser toutes les dépendances complexes de la forme,de l’inclinaison et des conditions deCette équation est simplement un arrangement de l’équation de traînée où nous résolvons le coefficient de traînée en termes d’autres variables.Le coefficient de traînée Cdis est égal à la traînée D divisée par la quantité: densité r fois la moitié de la vitesse V au carré fois la zone de référence A.,

Cd = D / (A * .5 * r * V^2)

la quantité La moitié de la densité fois la vitesse au carré est appelée pression dynamique Q. Donc

Cd = D / (q * A)

la traînée le coefficient exprime ensuite la force de traînée à la force produite par la pression dynamique multipliée par la surface.

cette équation nous donne un moyen de déterminer une valeur pour le dragcoefficient. Dans un environnement contrôlé (windtunnel), nous pouvons définir la vitesse, la densité et la surface et mesurer la traînée produite., Grâce à la division, nous arrivons à une valeur pour le dragcoefficient. Comme indiqué sur la glissière de dragequation, le choix de la référencearea (Surface alaire, surface frontale, surface,…) affectera la valeur numérique réelle du coefficient de traînée calculé.Lors de la déclaration des valeurs de coefficient de traînée, il est important de spécifierla zone de référence utilisée pour déterminer le coefficient. Nous pouvons prédire la traînée qui sera produite dans un ensemble différent de vitesse, de densité(altitude) et de conditions de surface en utilisant l’équation de traînée.,

Le coefficient de traînée contient non seulement les dépendances complexes dela forme et l’inclinaison de l’objet, mais aussi les effets de la viscosité de l’air et de la compressibilité. Pour utiliser correctement le dragcoefficient, nous devons être sûrs que les effets de viscosité et de compressibilityeffects sont les mêmes entre notre cas mesuré et le cas prédit. Sinon, la prédiction sera inexacte. Pour des vitesses très basses (< 200 mph), les effets de compressibilité sont négligeables. À des vitesses plus élevées, il devient important de faire correspondre les nombres de Mach entre les deux cas.,Nombre de Mach est le rapport de la vitesse à la vitesse de sound.At les vitesses supersoniques, les ondes de choc seront présentes dans le champ d’écoulement et nous devons être sûrs de tenir compte de la traînée des vagues dans le coefficient de traînée. Il est donc totalement incorrect de mesurer un dragcoefficient à une vitesse réduite (disons 200 mph) et d’appliquer ce dragcoefficient à deux fois la vitesse du Son (environ 1 400 mph,Mach = 2,0). Il est encore plus important de faire correspondre la viscosité de l’aireffets. Le paramètre de correspondance important pour la viscosité est le numéro de leinolds qui exprime le rapport des forces inertielles aux forces oviscous., Dans nos discussions sur les sources de la traînée,rappelons que la traînée par frottement de la peau dépend directement de l’interaction visqueuse de l’objet et du flux. Si le nombre de Reynolds de l’expérience et du vol sont proches, alors nous modélisons correctement les effetsdes forces visqueuses par rapport aux forces d’inertie. S’ils sont très différents, nous ne modélisons pas correctement la physique du problème réel et prédisons une traînée incorrecte.

l’équation du coefficient de traînée s’appliquera à n’importe quel objet si nous adaptons correctement les conditions d’écoulement., Si nous considérons un aéronef, nous pouvons considérer le coefficient de traînée comme étant composé de deux composantes principales; un coefficient de traînée de base qui comprend les effets du frottement de la peau et de la forme (forme),et un coefficient de traînée supplémentaire lié à la portance de l’aéronef.Cette source supplémentaire de traînée s’appelle la traînée induite ou traînée due à la portance. La traînée induite se produit en raison de la distribution de la portance sur toute la portée de l’aile. En raison des différences de pression au-dessus et au-dessous de l’aile, l’air du bas de l’aile est projeté sur le haut près des extrémités de l’aile., Cela crée un flux tourbillonnantqui modifie l’angle d’attaque effectif le long de l’aile et « induit »une traînée sur l’aile. Le coefficient de traînée induite Cdi est égal au carré du coefficient de portance Cl divisé par la quantité: pi(3.14159) fois le rapport d’aspect ar fois un facteur d’efficacité E.

Cdi = (Cl^2) / (pi * AR * e)

le rapport d’aspect est divisé par la zone alaire A.,

AR = s^2 / a

Pour une aile arectangulaire, cela se réduit au rapport de la portée à la corde.Les ailes longues, minces et à rapport d’aspect élevé ont une traînée induite plus faible que les ailes courtes, épaisses et à faible rapport d’aspect. La théorie de la ligne de levage montre que la traînée induite optimale (la plus faible) se produit pour une répartition elliptique de la portance d’une pointe à l’autre. Le facteur d’efficacité e est égal à 1,0 pour une distribution elliptique et est une valeur inférieure à 1,0 pour une autre distribution de portance. Une valeur typique pour e pour l’aile arectangulaire est .70 ., Les performances aérodynamiques exceptionnelles du Spitfire britannique de la Seconde Guerre mondiale sont partiellement attribuables à son aile elliptique qui a donné à l’avion une très faible traînée induite.Le coefficient Totaldrag Cd est égal au coefficient de traînée à portance nulle Cdoplus le coefficient de traînée induite Cdi.

Cd = Cdo + Cdi

Le coefficient de traînée dans cette équation utilise le wingarea pour la zone de référence. Sinon, nous ne pourrions pas l’ajouter auquare du coefficient de portance, qui est également basé sur la zone d’aile.,> Activities:
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