Крылья дозвуковых самолетов обычно имеют очень малую площадь поверхности и максимально возможное удлинение. Однако в сверхзвуковых самолетах используются крылья с большей смачиваемой площадью (например, треугольные крылья). Это потому, что поверхностное трение уменьшается со скоростью или потому, что в сверхзвуковом полете этот тип сопротивления больше не является главной проблемой?
Ваш вопрос касается сопротивления трения, а текст в основном касается соотношения сторон. Кажется, вы объясняете выбор соотношения сторон тем, что он основан на сопротивлении трения. Это неправильно.
Здесь и здесь есть несколько хороших ответов, объясняющих выбор соотношения сторон. Вы увидите, что это в основном связано с конструкционной прочностью и объемом крыла, чтобы упаковать достаточно топлива. Для сверхзвуковых самолетов треугольное крыло обеспечивает сильно стреловидную переднюю кромку, жесткое и легкое крыло и хорошие низкоскоростные характеристики даже с тонкими аэродинамическими профилями, которые полезны при сверхзвуковом полете.
Как правило, соотношение сторон становится менее важным, чем быстрее летит самолет, потому что за единицу времени проходит больше воздуха для создания подъемной силы. На сверхзвуковой скорости часть лобового сопротивления пропорциональна местному наклону поверхности, поэтому конструкторы стараются сделать самолет как можно более обтекаемым . Проще говоря, дозвуковой самолет предпочитает быть как можно шире, чтобы уменьшить индуктивное сопротивление , а сверхзвуковой самолет предпочитает быть длиннее, чтобы уменьшить волновое сопротивление .
Сопротивление трения будет возрастать пропорционально квадрату скорости, если все остальные параметры постоянны. Поскольку более высокая скорость увеличивает число Рейнольдса (отношение сил инерции к силам вязкости), в реальном мире это увеличение немного меньше, чем при квадрате скорости. Поскольку подъемная сила также увеличивается с квадратом скорости, самолет может летать на большей высоте , где плотность ниже, что снижает как подъемную силу, так и сопротивление.
Теперь вам нужно рассмотреть изменение температуры с высотой: воздух становится холоднее, когда он расширяется, а более холодный воздух вызывает более высокие силы вязкости. При полете выше число Рейнольдса снова уменьшается, а вязкое сопротивление увеличивается. В целом, полет быстрее и выше приведет к небольшому увеличению абсолютного сопротивления трения при той же подъемной силе.
Если вы нанесете коэффициент сопротивления на длину пути потока , вы обнаружите, что удлинение пути потока, как правило, увеличивает сопротивление меньше, чем пропорционально. Только когда пограничный слой является ламинарным, а удлинение пути потока добавляет турбулентный переход, вы обнаружите, что сопротивление трения на короткое время возрастает более чем пропорционально. Иногда полезно форсировать этот переход , но чаще всего он происходит раньше, чем хотелось бы инженерам.
Пожалуйста, перейдите по ссылкам и прочитайте связанные ответы, только тогда этот ответ будет полным.
пользователь15037
Питер Кемпф
пользователь15037
Койовис
Питер Кемпф