A elevação produzida por uma asa de avião está relacionada à velocidade do ar - isso é claro; um avião que se move muito lentamente irá parar. Mas qual é essa relação? Linear? Quadrático? Exponencial? Não preciso da equação exata, que certamente é bastante complexa, apenas do caráter da relação.
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Respostas:
Quadraticamente.
A página 1 da NASA diz que, como uma aproximação, onde é a velocidade do ar. v
NASA página nº 2 diz que, por um cálculo melhor, , onde , e são constantes. Isso é estranho, porque implica que a sustentação não é meramente proporcional a , porque existe o termo lá, assim como o termo .a b c v 2 b v c
Mas há uma equação melhor, dada aqui (e aqui ), entre outros lugares: onde é a densidade do ar.ρ
Isso é semelhante à fórmula de arrasto.
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Como já foi mencionado, a principal relação é que o elevador segue o quadrado da velocidade do ar.
Para lhe dar alguma intuição sobre o porquê disso, considere o que uma asa faz. À medida que se move, desvia o ar para baixo. A elevação é a força ascendente da transmissão de impulso descendente no ar pelo qual a asa passa.
Momento é massa vezes velocidade, e força é momento por tempo. À medida que a velocidade do ar aumenta, mais ar por unidade de tempo é empurrado para baixo e mais rápido para baixo. Em outras palavras, a força é (massa / tempo) (velocidade), com massa / tempo e velocidade aproximadamente proporcional à velocidade do ar; portanto, a força é proporcional ao quadrado da velocidade do ar.
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Além da equação básica ( ), o coeficiente de sustentação varia com a velocidade se a faixa de velocidade de preocupação for grande o suficiente, por exemplo, o número de Reynolds muda consideravelmente (talvez 2-3 vezes). O número de Reynolds afeta , especialmente para valores mais altos de .C G C GL=CL∗0.5∗ρ∗V2∗Ref Area CL CL
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É tudo baseado na pressão do ar. A elevação requer velocidade, pois precisa criar gradientes de pressão entre o perfil da asa; portanto, o ar com menor pressão na parte inferior da asa tende a se igualar à pressão na parte superior. Quando você pára, isso significa que você não está mais criando pressão entre as partes superior e inferior do perfil da asa.
É por isso que você tem diferentes geometrias de perfil de asa, para que você possa fazer diferentes faixas de pressão em diferentes escalas de velocidade.
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A elevação é proporcional ao quadrado da velocidade.
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