Какова "степень сжатия" воздуха, попадающего в нос?

Извините, но я не знаю, как точно сформулировать этот вопрос. Я хочу знать, какое сжатие возникает в результате удара воздуха о нос самолета.

Меня интересуют традиционные авиалайнеры (0,85 Маха, тупой нос, как B747 или A320), а также сверхзвуковые штуки, такие как Concorde и даже МиГ-31.

Есть ли уравнение для этого? Предположительно с площадью поперечного сечения и каким-то коэффициентом аэродинамического сопротивления. Я ищу изменение плотности и/или давления.

Я хочу знать, важно ли это, например, действительно ли самолету приходится выполнять много дополнительной работы, чтобы преодолеть большую плотность воздуха в носовой части. Но на самом деле причин несколько. Я хочу рассчитать, сколько тепла выделяется при адиабатическом сжатии, что даст мне знать, требуется ли какое-то активное охлаждение для данного материала. Я хочу знать, действительно ли повышенная плотность воздуха в носовой части меняет общее уравнение сопротивления, например, если вам нужно ввести более высокое значение плотности при простом расчете сопротивления фюзеляжа. Я хочу знать, какое возможное ускорение вы можете получить от «эффекта тарана», например, от прямоточного воздушно-реактивного двигателя.

В этом вопросе все, что я действительно прошу, это степень сжатия ... или изменение плотности, или изменение давления ... извините, я не знаю, какой из них более точен. Если у меня есть только это, то я думаю, что смогу ответить на остальные, используя другие известные мне уравнения.

Я хотел объясниться на случай, если это покажется слишком широким или слишком xyz, извините, я тоже не могу вспомнить этот термин. Надеюсь, кто-то знает уравнение, которое может ответить на это. Уравнения дают точные числа, поэтому они всегда лучше относительных прилагательных, таких как «больше», «незначительно» и т. д.

Кроме того, если кто-то может предложить теги, пожалуйста, сделайте это. Ничего лучше, чем "перетаскивание", придумать не удалось.

Давление на нос (или в трубку Пито) называется общим давлением и включает в себя давление, обусловленное скоростью и статическим давлением. Степень сжатия представляет собой отношение между этим полным давлением и статическим давлением. Дозвуковые и сверхзвуковые скорости имеют разные эффекты. См. этот документ , который является довольно полным.

Ответы (2)

Я думаю, что то, что вы ищете, называется давлением застоя , которое представляет собой повышение давления, испытываемое в данной порции воздуха, если вся кинетическая энергия, связанная со скоростью этой порции, должна быть преобразована без потерь в потенциальную энергию (запасенная работа) сжатия в соответствии с закон идеального газа. Уравнение для давления торможения:

п застой п статический "=" ( 1 + γ − 1 2 × М 2 ) ( γ γ − 1 )

где γ отношение удельных теплоемкостей воздуха и М это число Маха.

Это не дает ответа на вопрос. Чтобы подвергнуть критике или запросить разъяснения у автора, оставьте комментарий под его публикацией. - Из обзора
отредактировано, чтобы включить уравнение. -NN
ОП не указал давление торможения в двигателе.
Меня интересует попадание воздуха в переднюю кромку объекта, например, в нос или кромку крыла. Я не понимаю, как использовать уравнение, потому что оно не имеет площади поперечного сечения или коэффициента лобового сопротивления. Конечно, в носовой части B747 давление торможения больше, чем в носовой части крошечного бизнес-джета на той же скорости? То же самое для передней кромки крыла по сравнению с большим носом. Без площади поперечного сечения я не понимаю, как этому можно доверять. Может быть, давление стагнации все-таки не то?
Кроме того, отредактированное уравнение было неправильным. Exp означает 10 в некоторой степени, но то, что Википедия говорит на своей странице о давлении стагнации, просто показывает простую экспоненту. Отредактировал.
@ DrZ214 DrZ214 Похоже, вы ищете силу сопротивления.
@Koyovis Нет, это сила. Я хочу изменить давление или плотность, но это, очевидно, тесно связано с сопротивлением. Может быть, я имею в виду какое-то кумулятивное или среднее изменение давления для всего ведущего воздуха, потому что кажется, что давление застоя — это просто измерение давления в одной точке.
@ DrZ214: Давление застоя можно найти только в одной точке (очевидно, в точке застоя), поэтому нет области, на которую оно действует. Давление падает, когда вы удаляетесь от критической точки, поэтому в действительности вам придется интегрировать градиент давления при расчете сопротивления носовой части самолета. Но давление застоя реально: оно ограничивает максимальную скорость дирижаблей до точки, где внутреннее давление равняется давлению застоя, иначе нос дирижабля деформируется.
@ DrZ214 Давление застоя — это максимальное давление на движущийся тупой предмет. По сути, это (бесконечно малая) точка, в которой воздух не «знает», двигаться ли ему влево или вправо вокруг тупого предмета, поэтому вместо этого он просто сжимается. Остальной воздух будет иметь более низкое давление (интуитивно, потому что он может преобразовывать часть своей кинетической энергии в боковую кинетическую энергию вместо потенциальной энергии давления). Насколько быстро давление падает от этой точки, конечно, зависит от всех факторов, которые вы упомянули.
@ DrZ214 DrZ214 Итак, вы хотите количественно определить, что происходит с воздухом перед телом, подвергающимся воздействию воздушного потока, верно? Сколько энергии нужно, чтобы убраться с дороги?
@Koyovis Нет, я ищу изменение давления или плотности. Может быть, после этого можно вычислить энергию? Или от того? Я не знаю. Если вы знаете какое-то уравнение, которое включает энергию наряду с одной из этих вещей, опубликуйте его, и оно должно быть решаемо для интересующей меня переменной. Проблема с уравнением стагнационного давления заключается в том, что оно существует только в одной точке. Как сказал Питер Кампф, вы можете сделать это с градиентом давления, а затем интегрировать его. Может быть, есть уравнение для градиента давления, но я этого не знаю.
@PeterKämpf Есть ли уравнение для градиента давления на некоторой поверхности при некоторой воздушной скорости v и площади поперечного сечения A? В идеале тело вращения типа сферы, сирс-хака, эллипсоида и т.д. Я надеялся, что будет достаточно только числа Cd, но если не все так просто, то ладно. Но если существует уравнение для градиента, то я определенно могу его интегрировать так или иначе. Ничего страшного, если есть разные уравнения для разных фигур.
@ DrZ214 DrZ214 то, что вы просите, по сути, является решением для поля давления, которое существует в аналитической форме только для частных случаев, таких как потенциальный поток.

Простой ответ для дозвуковых самолетов — ноль. Воздух не сжимается значительно до тех пор, пока не начнут формироваться ударные волны.

Давление изменяется со скоростью (согласно принципу Бернулли), но плотность можно считать постоянной.

Какова "степень сжатия" воздуха, попадающего в нос?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v