題:
為什麼將船以這種方式安裝在“ Landseaire”飛行遊艇的機翼底側?
dalearn
2017-12-19 20:16:24 UTC
view on stackexchange narkive permalink

看到下面的“ Landseaire”飛行遊艇的圖像在這裡,我很想知道為什麼安裝在飛機底面的小船是這樣安裝的。至少對我來說(還有@Dave在他的答案中包含此圖片的人中提到),我發現有趣的是,該船將“向後”安裝,並且距飛機機體也很遠。有人可以解釋為什麼需要這個位置和方向或為什麼選擇它嗎?

[如果您想了解更多有關這架特定飛機的故事] [http://www.vintagewings.ca/VintageNews/Stories/tabid/116/articleType/ArticleView/articleId/424/Sweet-Dreams-and-Nightmares。 aspx)閱讀。不幸的是,儘管有一張照片似乎暗示了在這種配置下船的輪廓與機翼更接近,但它並沒有給出為什麼要像這樣安裝船的任何原因。
我懷疑這是由於機翼和船上的安裝點造成的,而且以這種方式安裝起來更容易。這可能不是性能/空氣動力學的決定。
也許他們計劃用泡沫來建造船的前緣,但從來沒有時間這樣做。就像在747貨機上的航天飛機尾隨機身上完成的一樣。
我的第一個想法是,它可以使橫截面的變化率保持平滑,因為它正好出現在發動機後面。再說一次,我非常懷疑這架飛機是否擔心超音速性能=)
奇怪的是,他們沒有在船的平坦表面上增加空氣動力學特性,以減少阻力並改善氣流。也許他們做到了,但未顯示出來。
車身後部的形狀在空氣動力學上比車身前部的形狀更重要。
九 答案:
Timothy Truckle
2017-12-19 21:28:41 UTC
view on stackexchange narkive permalink

原因是船的“扁尾”。當安裝“反向”時,此“扁平尾巴”產生的阻力要遠小於反之引起的動態阻力。

https://zh.wikipedia.org/wiki/ Drag_(physics)


我看不到鏈接如何解釋為什麼扁平面產生的阻力小於尖面。– Ron Beyer

已發布的 cw 係數(請參見@jwzumwalt的答案)顯示了面向氣流的液滴形狀的最佳值。

沒有用於反向放置的條目。但是很明顯,它會具有更高的 cw 係數。

仔細觀察船,發現它也具有水滴形狀。但這正面臨尾聲。因此,在“反向”安裝時,船產生的阻力較小。


如果是這種情況,船會不會也導致通過水向後移動的阻力較小? – andy-m

雖然可能,但是通常船的吃水並不深,以至於“扁尾”的相關部分實際上在水中。 enter image description here來源: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/2d/Bundesarchiv_B_145_Bild-F056332-0004%2C_Bonn%2C_Bundesgartenschau%2C_Seen.jpg

另一方面,在沒有轉向踏板 ...


的情況下,船尾的湍流可以幫助保持方向錯誤-風速計旋轉時半球朝前的鈍頭半部造成最大阻力-en.wikipedia.org/wiki/風速計– jwzumwalt

風速計與風速計之間最重要的區別阻力實驗是:
風速計中的半碗空心,它比“ 充滿” em的平坦表面更好地捕捉風>實驗中半碗。

我看不到鏈接如何幫助解釋為什麼平側產生的阻力小於尖側。可能這是正確的,但是它似乎更像是一種陳述,而不是任何關於原因的解釋……
以這種方式安裝它可能有不同的原因。
如果是這樣的話,這船難道不會在水中倒退時減少阻力嗎?
船是否延伸超過飛機的後緣?
根據我的粗略估計,@jjack並非如此,但它肯定接近尾聲。也許是6英寸或一英尺?
如果固定船的方式比其他方式更具空氣動力學性,那麼[您應該向美國國家航空航天局解釋這件事] /shaped.gif)。他們相信前面朝前的棱鏡會產生4倍的子彈阻力(儘管未提及Re編號):-)
@mins如果阻力與阻力無關,那麼為什麼我們沒有真正的帶有“扁平尾巴”的飛機?對於鏈接的資源,動態阻力(以及形狀* cw *值)取決於空氣速度...
這是有趣的。您引用了一個演示,該演示顯示了一些奇特的東西。 jwzumwalt顯示了各種對象的Cd圖表,該圖表顯示了更直觀的答案。多麼激動人心!兩個不同意的答案,並引用了它們的來源=)
這種解釋是錯誤的-風速計旋轉時半球朝前的鈍頭半球造成最大阻力-https://en.wikipedia.org/wiki/Anemometer
@jwzumwalt是的,空心部分“捉住”了風。
@CortAmmon此示例顯示卡的cw係數主要取決於其尾部的形式:https://en.wikipedia.org/wiki/Drag_coefficient#Practical_example我發現了一個德國資源,該資源告訴80%的汽車阻力是在它的尾巴。我堅信航空器遵循相同的物理學...; o)
汽車向前行駛時的阻力與討論無關。我們感興趣的是一個比較,如果汽車也向後行駛,您將需要顯示阻力是多少。我記錄的風洞測試顯示,中空(小虛線)和平坦(實線)表面的鎘含量都很高。 SOLID平面Cd 1.17進入後方,SOLID平面Cd .42落後於後方-風洞不位於。
@jwzumwalt *“風洞不說謊。” *同意。但是CW係數也取決於空速。形狀尾部產生的*動態*阻力以速度提高二次方,而前端的*靜態*阻力則線性提高。那麼,什麼風速被用來求CV係數呢?
@CortAmmon:流體動力學(包括空氣動力學)始終取決於流動狀態。特別是,這兩種情況都沒有提到雷諾數(又稱Re號,分鐘數就叫它)。
請注意,專為速度而設計的船隻沒有鈍的船尾-賽車的砲彈幾乎與左右舵對稱,這是造成差異最大的原因。
Nathan
2017-12-20 07:14:19 UTC
view on stackexchange narkive permalink

關於一個較小的問題,即為什麼它離身體太遠,在這種情況下,它實際上是唯一可用的位置;卡塔琳娜號是兩棲的,因此將其安裝在機身/船體上會導致水下操作出現問題。還需要考慮機翼的內部結構:只有在結構上有困難的情況下,才能使用艇的附件,並且必須採用一些釋放艇的方法。在這種情況下,將船安裝在通常會安裝機翼存放處的位置,因此已經有了釋放機構和內部支撐結構: underwing.jpg

關於主要問題,我的博士是超音速設計的,所以我對亞音速有些模糊,但是儘管將船向後安裝會增加正面阻力,但船尾朝向船尾時尖銳的尖銳會減少氣流分離。 氣流分離減少了壓力阻力,這將有助於減少尾流湍流並減少尾部的抖振。由於船的安裝距離發動機很近,因此它還可以最大程度地減少道具清洗的干擾。在這種情況下,雖然平坦的前部並不是最佳的阻力,但整條船的形狀更像是淚滴整流罩,後緣更鋒利。沒有風洞數據或cfd分析來支持該理論,這只是我的推測:正如其他人所說,這可能只是船的輪廓與機翼更好地匹配。

他們為什麼不能使整條船變得更具空氣動力性或置於空氣動力殼中,這是什麼原因?
@dalearn是,可能。但是由於官僚機構在進行設計變更時會進入軍事決策,因此獲得全新的船型設計認證將是一件麻煩事。如果確實是一個問題,他們可能會很容易地將一次性整流罩安裝到船上,以使其具有更高的空氣動力學性能。確實存在用於asr工作的定制救生艇。 B-17曾與一艘定制船一起用於反擊。 [link](https://i.pinimg.com/474x/7f/e8/86/7fe8869caa6e3bb0c2bf2f5bbc91d0c2--b--aero.jpg)
@Nathan您認為船是原始軍用飛機的一部分嗎?還是稍後添加?
jwzumwalt
2017-12-20 03:53:10 UTC
view on stackexchange narkive permalink

為減少阻力而在圖中看到的船的附件似乎是常識。然而,真理有時比小說更奇怪。 Hoerner在“ Fluid-Dynamic-Drag”的3-17頁上為我們提供了各種2d和3d對象的拖動。

兩個2d和3d對象的鈍端都向後-就像船在水中移動-阻力最小。水中的阻力將非常接近空氣中的阻力,並且船應該已經指向風中以具有最小的阻力。

在3d拖動配置文件中,#2 & 3插圖的CD約為〜.40,而相反方向(#8 & 9,首先鈍化)的Cd約為1.20,大約是其三倍。

如果要減少阻力,則在沒有風洞數據的情況下安裝小船的設計人員或機械師會出錯! 但是,由於船頭的高度較高,並且機翼的外傾角更好,所以船也可能朝那個方向佈置。船的確與外傾角非常匹配。注意另一張圖中的船舷曲線。

我們可以看一個真實的示例,並查看風洞數據是否正確。同一本書中的Hoerner為各種“船尾”子彈形狀提供了Cd,並且拖尾末端鈍,它們的阻力也最小。子彈的形狀可能與我們慣常的形狀不同,但是測試顯示,尖頭和後鈍的子彈的Cd最少。

實際上,貝爾X-1是“帶有翼的子彈”,其形狀非常類似於勃朗寧.50口徑(12.7毫米)機槍子彈”- https:// en.wikipedia.org/wiki/Bell_X-1

風速計旋轉是因為朝前的鈍性半球阻力最大,這意味著船向錯誤方向的方向最小拖動- https://en.wikipedia.org/wiki/風速計

請注意,帶有尖角的三角形也與我們通常期望的相反。

我認為阻力圖可以準確地描繪出船隻的阻力。似乎引起誤解的是,我們通常會發現一個朝前的鈍頭混合機體阻力最小,但是在這種情況下, 船的拐角很尖 否則,流程順暢。尖角使這成為拖曳圖中所示規則的例外。

enter image description here

空氣動力學的差異很大,卡塔琳娜號的巡航速度為108節,貝爾X-1的最大速度為832節,子彈口為M2機槍的1730節。第一種情況是亞音速的,後沿的影響很大,而第二種情況是超音速的,無論如何,分離總是在最厚的點之後發生,而最重要的是尖點以最大程度地減少與衝擊波的接觸。同樣,您的圖像並沒有真正顯示出與船類似的任何東西。
您嚴重誤解了圖表。流線型配件,輪褲等安裝在圓頭末端和錐形末端后面。船形近似於該形狀,並以與其他所有相似形狀相匹配的方向進行安裝。
-1
我同意這並不能令人信服地暗示這艘船最好朝向前方,對於某些實際的風洞數字仍為+1。
aeroalias
2017-12-20 19:13:32 UTC
view on stackexchange narkive permalink

至於為什麼要在這個位置上,答案似乎很簡單-炸彈和魚雷的硬要點在哪裡-因此從結構和維護角度來看,橡皮艇都是有意義的。在鏈接的文章中:

每個機翼下方懸掛著兩個14英尺的小艇,炸彈和魚雷曾經懸掛在那裡。

就方向而言,它看起來像是已選擇,以便船緊貼機翼下側。它多次被提及:

這裡

每條船緊貼機翼,並通過內置在電動葫蘆中。

此處

Landseaire在每個機翼下都有14英尺的小艇,並通過曾經只有一次的電纜吊起舉起魚雷和炸彈...

請注意,有問題的照片顯示了產品演示,看起來像船在兩個方向上都附接到機翼上-先鞠躬

Boat stern fist

Landseaire,其船首端裝有船尾; flightglobal檔案

中的圖像,並且也首先嚴厲拍攝:

Boat stern first

N68740在安大略省於1957年4月作為“ Landseaire”執行性空中游艇改型;圖片來自 Ed Coates Collection

確實有趣的是,您圖片中的船更接近於我的期望(例如,貼合機翼,更具空氣動力學形狀等),而我圖片中的船看起來像是划艇或類似的船。
您聲稱自己是弓首的船實際上是船尾首,船體形狀和銘牌位置都證明了這一點。
Mike
2017-12-20 06:49:00 UTC
view on stackexchange narkive permalink

從根本上講,這個問題與 雷諾數 動態相似性有關。

為了使兩個相似的幾何形狀的流相似,從而使它們的阻力係數$ C_D $相似,各自的雷諾數 $ Re $和馬赫數$ M $相同。馬赫數與可壓縮性有關,對於手邊的情況(亞音速飛機和輪船),可壓縮性的影響可以忽略不計,因此讓我們關注$ Re $。

雷諾數本質上是流中存在的慣性與粘性或摩擦力之比:$$ Re = \ frac {\ text {慣性力}} {\ text {粘性/摩擦力}}} \:。$$

雷諾茲數字是物體(在本例中為船)長度,流速和流體粘度(厚度/粘性)的函數。

讓我們估計船在水中的$ Re $並安裝在飛機機翼上:

假設船長約300萬美元,並以200萬美元/秒的價格在水中移動,並假設飛機的巡航速度為200美元km / h為$ 10 \:000 $ ft,我們可以使用這款便捷計算器以及在此處找到的水和空氣的流動性來估算$ Re $(您也可以

發現:

$$ \ begin {align} Re _ {\ rm water} & \ approx 6 \:000 \ :000 \\ Re _ {\ rm air} & \大約10 \:000 \:000 \ end {align} $$$ Re $的這些值具有相同的數量級,實際上流量幾乎是動態相似的。請注意,$ Re $值通常跨越多個數量級,並且這些值實際上非常接近。

基於此,應該保持相同的精簡和減阻原理,並且最好放置

但是可能是因為他們更容易安裝,而不是出於空氣動力學的原因,所以他們只是簡單地將其放置在那條船上

PS:我一半是期望安裝在飛機上的船的Re $比水里的高很多,在這種情況下,我會指出,如果$浸入流中的物體的Re $截然不同,雖然在這種情況下看起來確實如此,但相同的精簡原理將不成立。

可以在排水模式下快速或高效行駛的船沒有橫擺的橫檔-傳統的人力船具有錐形船尾,海軍艦船和(在水線處)大多數龍骨帆船也是如此。划艇上的方形尾板更是簡化了製造工藝,從而為乘員提供了廣闊的乘員區域,並為將舷外發動機安裝在船體中提供了便利,而船體如果以任何實際速度行駛,則無論如何都要進行規劃。就此而言,有時划船時船首也要擺平。
有趣,謝謝!
請注意,即使雷諾數相似,情況也大不相同,因為船坐在水的表面而不是浸入水中。特別是,這意味著即使在低速下,波浪阻力也很重要(基本上,馬赫數較高的WRT表面波,因為它們傳播得很慢)。因此優化船尾幾乎沒有用-弓將首先成為瓶頸,網址為https://en.wikipedia.org/wiki/Bulbous_bow。
有趣的@leftaroundabout,,現在您提到它似乎很明顯,謝謝。為了利益,飛機和船隻的波浪阻力是否是由相同的物理機制引起的?
從廣義上講,是的,但是有兩個重要的區別。水波在2D平面中傳播並具有非線性色散關係,這就是為什麼飛機不像亞音速/超音速那樣硬區分的原因。
波浪阻力與超音速空氣動力學有更多共同點,其中可壓縮性效應和衝擊波起著重要作用。水錶面在垂直方向上是可壓縮的。
codevolunt
2017-12-20 16:13:20 UTC
view on stackexchange narkive permalink

如果船是反方向的,則它可能會產生自身的升力,從而導致機翼向下拉,或者可能會影響機翼上表面產生的升力,從而拒絕升力。方式。使氣流在機翼下方湍流可減少壓力下降的趨勢。

+1(確實)是一個有趣的想法,儘管它可以防止滾動趨勢,但現在會產生偏航趨勢(可以通過不對稱的推力設置進行平衡)。
Koyovis
2018-01-13 12:27:07 UTC
view on stackexchange narkive permalink

在可壓縮性可忽略不計的區域,該船受亞音速空氣動力學影響。在該區域,流線型船體呈水滴狀,前部為圓形,提供力,後部為錐形,以避免分離氣泡和伴隨的阻力。

船的末端沒有圓形。因此,將其錐形端放在船尾,以利用亞音速流線型車身的兩個特性之一。

並且船尾部分呈圓形,有助於在前部而非後部進行流線型設計。平坦的表面在前面或後面都無濟於事。

因此,如果不從風洞測量或CFD中得知確切的Cd,船的阻力可能最小,船頭指向後方。

Camille Goudeseune
2019-09-10 07:16:52 UTC
view on stackexchange narkive permalink

其他人回答說,這些船太遠了,因為它們懸掛在為彈藥設計的硬性點上。
硬性點本身如此遠的原因是雙重的:軍用物沒有明顯的助劑,可以減少阻力,並且當它掉落時,它不會撞到支柱上。這兩個原因也適用於船。

人們不會認為他們會像丟掉軍械一樣丟船。但是,如果有人必須紓困... :)
當然可以,“輕輕降低”。但是它仍然必須清除支柱!
Robert DiGiovanni
2020-02-23 23:25:11 UTC
view on stackexchange narkive permalink

可以視為一種空氣動力形式。船尾位於機翼AOA使相對氣流減慢最大的區域。

正如“多普爾邊鋒”所知道的那樣,機翼下側的後部是機翼下側的氣流與上機翼的向下沖刷相結合的地方。這裡的流動更快,更湍急。後緣空氣流動特性已在一個世紀前進行了研究,並作為垃圾箱襟翼應用於STOL飛機。最少的阻力。



該問答將自動從英語翻譯而來。原始內容可在stackexchange上找到,我們感謝它分發的cc by-sa 3.0許可。
Loading...