Ayuda con el cálculo de fuerzas a partir de la distribución de presión

¿Puede explicar cómo calcular la sustentación, el arrastre, la fuerza total y cómo leer este diagrama de distribución de presión?

No con la información dada. Todo lo que se puede calcular es la elevación por unidad de luz. La presión es fuerza por área, por lo que para llegar a una fuerza, debe multiplicarse por un área. Solo tenemos cuerda, no lapso, por lo que no se da un área. Todo lo que puedo hacer, por lo tanto, es calcular la fuerza de sustentación por unidad de tramo. El arrastre no se puede calcular en absoluto.

Tomemos 1 m como esta unidad: Esto nos dará 1 m² como área del ala. Dado que la presión sobre la cuerda es constante o lineal, no se necesitan integrales sofisticadas. La trama ya distingue cuatro tramos, cada uno con su propio gradiente de presión:

1. Superior delantera: Presión constante de -981 Pa que equivale a una fuerza de succión de 981 N por m². Por metro de luz esto es 490,5 N de fuerza hacia arriba del medio metro cuadrado aquí.
2. Parte superior trasera: La presión crece de -981 Pa a 0 en el borde de fuga. Por lo tanto, la elevación por metro de luz es la mitad de lo que es en la primera sección, es decir, 245,25 N de fuerza hacia arriba.
3. Inferior hacia adelante: Nuevamente un aumento lineal sobre la cuerda, ahora de 0 a 490.5 Pa de presión en la cuerda media. Por metro de luz esto es 122,625 N de fuerza hacia arriba.
4. Inferior trasero: Lo mismo, solo que al revés: La presión cae de 490,5 Pa de presión en la cuerda media a 0 en el borde de fuga. De nuevo, tenemos 122,625 N de fuerza hacia arriba por metro de luz.

Si sumamos las cuatro secciones, el resultado es 981 N de sustentación por metro de luz. La succión en el lado superior contribuye con ¾ de esta fuerza y ​​la presión en el lado inferior agrega el cuarto cuarto. ¡Es curioso cómo esto coincide con la aproximación habitual de la aceleración gravitatoria! Cada metro de luz levanta 100 kg de masa en el campo de gravedad de la Tierra.

¿Por qué F3 se calcula de 0 a C/2 si la distribución de presión se dibuja en la superficie inferior de X a C/2?

X es una variable que comienza en 0 en la raíz del eje X. Entonces F3 va de X=0 a X=c/2. F3 es la fuerza producida por la rampa de presión hacia adelante, nada más.

¿Cuál es la distribución de presión en la superficie inferior de 0 a X?

X es variable. En X=0, la presión del fondo es 0. Crece hasta 490,4 N/m² en X=c/2 y vuelve a caer a cero en el borde de salida cuando X=c.

Si conozco la distribución de presión alrededor del perfil aerodinámico, ¿la forma del perfil aerodinámico y el AoA (inclinación en el diagrama) del perfil aerodinámico no son relevantes cuando calculo las fuerzas?

Sí, la forma y el AoA no son relevantes (¿o es esto: No, la forma y el AoA no son relevantes?) El alemán y el inglés responden preguntas negadas de manera opuesta cuando significan lo mismo. Trate de evitar las preguntas negadas cuando desee una respuesta clara.

¿Por qué la presión no se dibuja perpendicularmente a la superficie aerodinámica?

Esto es para simplificar el cálculo. Puede integrar el coseno de la presión inclinada sobre la longitud real del contorno de la superficie aerodinámica o puede integrar la presión absoluta sobre la proyección del contorno en el eje X. Ambos darán el mismo resultado cuando desee encontrar la fuerza de sustentación.

¿Por qué F3 se calcula de 0 a C/2 si la distribución de presión se dibuja en la superficie inferior de X a C/2?

La distribución de presión es uniforme de 0 a c/2, luego uniformemente diferente de c/2 a c. No comienza desde el punto$x$, parte del punto$x$=0.$x$es la coordenada horizontal.

¿Cuál es la distribución de presión en la superficie inferior de 0 a X?

Creciendo linealmente de cero a$\Delta P_D$

Si conozco la distribución de la presión alrededor del perfil aerodinámico, entonces la forma del perfil aerodinámico y el AoA del perfil aerodinámico (inclinación en el diagrama) no son relevantes al calcular las fuerzas.

La forma del perfil aerodinámico en este AoA es lo que da como resultado la distribución de la presión.

¿Por qué la presión no se dibuja perpendicular a la superficie aerodinámica?

La imagen parece ser relevante solo para la presión al alza.

¿Puede explicar cómo calcular la elevación, el arrastre, la fuerza total y leer estos diagramas de distribución de presión?

Este diagrama de presión es relevante solo para ascensores.