رابطه بین کشش و وزن چیست؟

با توجه به نوع هواپیما و اصلاح پیکربندی بال آن (فلپ ها، اسلت ها) و تعیین سرعت و ارتفاع آن و با فرض پرواز افقی، رابطه بین کشش آیرودینامیکی و وزن هواپیما چیست؟
البته این رابطه به خود هواپیما و خیلی چیزهای دیگر بستگی دارد، اما قانون قدرت کم و بیش چیست؟
فرض کنید ما دو A320 را با هم مقایسه می کنیم که یکی از آنها ضریب 1.3 سنگین تر است. البته سنگین‌تر با زاویه حمله بالاتر پرواز می‌کند، زیرا به بلند کردن بیشتری نیاز دارد. این باعث ایجاد کشش بیشتر می شود و موتورها برای رسیدن به همان سرعت با قدرت بالاتری کار می کنند. کشش چقدر بیشتر خواهد بود؟ اگر رفتار به عنوان قانون قدرت تقریب شود، توان آن چقدر خواهد بود؟ وقتی هواپیما را "پیچ" می کنیم، سطح مقطع افزایش می یابد. آیا آیرودینامیک در فرآیند طراحی برای هواپیماهای "نیمه بار" بهینه شده است؟ همچنین، این چگونه به مصرف سوخت منتقل می شود، مثلا در 40000 فوت با سرعت های معمول؟کشش اصطکاک تحت تأثیر زاویه تغییر حمله قرار نمی گیرد. این به معنای عدم شروع جداسازی جریان در هواپیماهای سنگین تر است.
L/D بهینه بال با تنظیم فلپ یکسان در هر دو حالت به دست می آید.
لیفت با زاویه حمله به صورت خطی تغییر می کند، بنابراین ضریب بالابر cL را می توان با حاصل ضرب شیب منحنی بالابر cLα و زاویه حمله α بیان کرد.وقتی زاویه حمله افزایش می‌یابد، از تغییر سهم نیروی رانش موتور غفلت می‌کنیم.
طبق تعریف بالا، عبارت cD0 ثابت است، بنابراین تغییر در درگ بین هواپیمای سبک تر (شاخص 1) و هواپیمای سنگین تر (شاخص 2) خواهد بود.
برای بیان این اختلاف پسا ΔD بر حسب جرم هواپیما، ضریب بالابر cL
کشش چقدر بیشتر خواهد بود؟
درگ با مربع افزایش جرم افزایش می یابد. شیب این افزایش به بارگذاری دهانه هواپیما بستگی دارد.
توان چه خواهد بود؟
آیا آیرودینامیک در فرآیند طراحی برای هواپیماهای "نیمه بار" بهینه شده است؟
نه، همیشه برای هواپیماهایی که بار کامل دارند، زیرا بارهای سبک تر را می توان بسیار بهتر از بارهای بالاتر تحمل کرد. با این حال، از آنجایی که سوختن سوخت در طول زمان باعث تغییر در جرم هواپیما می شود، آیرودینامیک باید در محدوده ای از ارتفاعات کار کند.
این چگونه به مصرف سوختمنتقل می شود، مثلاً در 40000 فوت با سرعت های معمول؟
کشیدن با رانش جبران می‌شود، بنابراین برای غلبه بر درگ بالاتر به نیروی رانش بیشتری نیاز دارید. مصرف سوخت به صورت خطی افزایش می یابد، اما از آنجایی که کروز در ارتفاع 40000 فوتی به این معنی است که هواپیما سبک است و موتورها نزدیک به حداکثر نیروی رانش پایدار خود کار می کنند، افزایش جرم 30 درصد غیرممکن است. برای یک نتیجه عملی، هواپیماهای سنگین‌تر با همان زاویه حمله و سرعت پرواز می‌کنند، اما در ارتفاع پایین‌تری پرواز می‌کنند، جایی که هم افزایش نیروی بالابر و هم افزایش نیروی رانش موتور را می‌توان با چگالی هوا بیشتر فراهم کرد.
اگر نیاز به محاسبه سوخت سفر در وزن های مختلف دارید: قبلاً سؤال مشابهی داشتیم، بنابراین لطفاً برای توضیح لینک را دنبال کنید.
شما با گفتن اینکه افزایش وزن مستلزم زاویه حمله بالاتری است، به نوعی آن را میخکوب کردید.
یک هواپیمای سنگین‌تر در واقع به زاویه حمله بالاتری نیاز دارد تا بتواند بلندتر شود.
اشاره کردم که هواپیما به صورت افقی و با سرعت ثابت در حال پرواز است. در این حالت هواپیما در حالت تعادل است، وزن با بالابر و پسا با کشش جبران می شود.
فرض کنید می خواهیم با همان هواپیما پرواز کنیم، اما با بار بیشتری. ما باید بالابر را افزایش دهیم. به چه چیزی می توانیم عمل کنیم؟
بالابر Rz، ρ جرم حجمی هوا، سطح بال S، سرعت V، ضریب بالابر Cz
بنابراین افزایش وزن یا به افزایش جرم حجمی هوا (آیا؟)، سطح بال، سرعت هواپیما یا ضریب بالابر نیاز دارد.