Aerodynamik KAP 1-7 Flashcards
Intro - Basic - Lift - Drag - Stall
Konverter
1nm ⇢ m
1852m
Konverter
1 m ⇢ ft.
3.28 ft
Konverter
1000 m ⇢ km
1 km
Hvilke enheder er 1 kt ?
1 nm/h
Hvilken enhed er vertikal hastighed målt i ?
fpm
Feet per minute
Konverter
1 m/s ⇢ knot
0.514 kt
Tommelfingerregel:
Halver knot for at få m/s
Hvad er regnestykket for
m/s ⇢ kt
m/s x (3600/1852) = kt
Hvad er formlen for acceleration ?
△V/△t = A
Hvad er formlen for kraft ?
F = ma
Konverter
1 kg ⇢ lb
2.205 lb
Hvilken enhed måler man kraft i ?
Newton
Hvilken enhed måler man energi i ?
Joules
Når vi trækker flere G-krafter, er det så flyet/pilotens masse eller vægt der ændre sig ?
Vægt
Hvornår har noget “kinetisk energi”
Når det er i bevægelse
Hvilket punkt udgår
Roll - yaw - pitch fra ?
CG
Center of gravity
Hvilken akse
roller flyet om ?
Engelsk
Longitudinal axis
Hvilken akse
pitcher flyet om ?
Engelsk
Lateral axis
Hvilken akse
Yawer flyet om ?
Engelsk
Normal axis
Hvad er wing span ?
Afstanden mellem vingetipperne
Hvad er “Gross wing area” ?
Arealet af vingerne og den del af fuselage der er mellem vingerne.

Hvad er “Planform”
Formen på vingerne set oppefra

Hvad er “Wing Taper”
En vinge hvor chorden bliver kortere fra roden og ud mod tipperne

Hvad er “chord”
Linje fra leading edge (forreste del af vingen) til trailing edge (bagerste del af vingen)

Hvad er formlen for Aspect ratio ?
Wing span / chord
Hvad indikerer
1) Høj
2) Lav
Aspect ratio ?
1) Høj : Lange, smalle vinger
2) Lav : Kort, brede vinger
Hvad er MAC ?
Mean Aerodynamic Chord
Den gennemsnitlige længde af chorden
Hvad er “Angle of incidence” og hvad hedder den også ?
AOI : Vinklen mellem Chord linjen og longitunial axis
Rigging angel
Kan AOI ændres ?
Nej den er fast
Hvad er “Washout” ?
Ændring i vingeprofil AOI fra roden mod tipperne.
Højere AOI ved roden end tippen
Vinger “Twister” ud mod tipperne
Hvorfor har vinger “Washout” ?
For at vingen har en højere AOA ved roden således den staller der først.
Gør flyet mere stabilt
Holder Aileron kontrol længest muligt
Mindre sandsynlighed for spin
Hvad er forskellen på en dihedral og en anhedral vinge ?
Dihedral : Tipperne højere end roden
Anhedral : Tipperne lavere end roden

Hvornår aftager air density ?
1) Lufttrykket falder
2) Temperatur stiger
3) Luftfugtighed stiger
(Varm sommerdag - Vanddamp - Dårligere flyver)
(Højere op - mindre densitet - dårligere bæreevne)
Hvad er forskellen på statisk og dynamisk tryk ?
- Statisk* tryk påvirker os altid og lige fra alle retninger
- Dynamisk* tryk opstår pga. bevægelse
Hvad angiver “Viscosity”
“Stickiness” af en væske.
Hvor svært molekyler har ved at flyde forbi hinanden
Vand : lav viskositet - tyndt
Honning : Høj viskositet - tykt
Hvorfor reduceres luft densitet med humiditet ?
Fordi vanddamp er lette et tør luft
Hvad er totaltrykket ?
Statisk + dynamisk tryk
Hvor mange grader kelvin er 0 grader celcius ?
0 grader celcius = 273 Kelvin
Hvad er ISA Mean sea level densitet ?
1.225 kg/m3
Hvor meget falder temperaturen med i højden op til tropopausen pr. 1000 ft og 100m
- 98o C per 1000 ft
- 65o C per 100m
Hvor ligger tropopausen (gennemsnitlig ISA)
ft og km
ca. 36.000 ft & 11 km
Hvad er temperaturen i topopausen ( ISA) ?
-56.5oC
Hvad er TAS ?
True Air Speed
Flyets hastighed ift. omgivende luft
(TAS +/- vind i højden = GS)
Hvad er IAS ?
Indikeret Airspeed
Angivet på hastighedsmåleren i flyet
Hastighedsbegrænsninger osv. er i KIAS ( indikeret airspeed )
Hvad sker der med densiteten når luftfugtigheden stiger ?
Den falder
Hvad er statisk tryk målt i ?
Newtons per. square meter
N/m3
Angiv formlen for dynamisk tryk
Pdyn = 1/2 x d x V2
*P= Tryk d= Densitet*
Hvordan relaterer dynamisk tryk til densitet & TAS ?
Stigende med stigende dentisitet og TAS
Hvordan virker en Airspeed indikator ?
Statisk tryk rundt om en kapsel
Pitot rør forbundet med kapslen måler totaltrykket
Det dynamiske tryk vil få kapslen til at udvide sig
(Statisk tryk målet i pitot røret vil blive udlignet af det statiske tryk omkring kapslen)
IAS ville kunne ses på instrument
Hvad er CAS ?
Calibrated Air Speed
IAS justeret for instrument og forudsiglige tryk fejl.
Hvad er EAS ?
Equivalent Air Speed
CAS justeret for kompressionsfejl i pitot røret ved stigende hastighed.
Hvornår er forskellen størst mellem EAS, CAS & IAS ?
Ved høje hastigheder
Der vil kompressionsfejl skabe stor forskel mellem CAS og EAS
Når højden stiger er TAS (større/mindre) end EAS/CAS/IAS ?
TAS er større
Idet der er længere mellem molekylerne
Overordnet:
Hvilke 2 methoder gør at en vinge skaber opdrift ?
1) Flat plate lift
2) Differential Pressure Effect
Nævn de 4 krafter der påvirker flyet
Løft
Vægt (gravity)
Drag
Thrust
Forklar kort “Flat Plate Lift”
Et objekt stillet med en vinkel til luftstrømmen vil “deflect” luften ned.
Dette vil skabe en “equal and opposite” reaktion der vil skubbe objektet op
Derudover - Størrer tryk under vingen
Forklar kort “Differential Pressure Effet”
En luftstrøm over en vinge vil grundet vingens form skabe et lavt tryk på overfladen
og et højt tryk på undersiden. Dette vil drive vingen op mod det lavere tryk.
Nævn de 4 kriterier der er til vingens form for at
“Differential Pressure Effect” kan opstå
1) Kurvet form
* Convex øverste del*
2) Kurved leading edge
3) Skrap trailing edge
4) Relativ lav vinkel til luftstrømmen
* AOA*
Gennemsnitligt : Ved hvilken AOA vil maximal lavt tryk på oversiden skabes ?
Omkring 16o
Hvis AOA oversiger punktet for maximal løft / maximal lavt tryk
hvad vil der ske ?
Vingerne vil stall
miste opdrift
Hvad gør Coanda effekten ?
Gør at luften klistre sig til vingen
Dette betyder luft bøjer med vingens kurvede form
Forklar kort hvad der sker i et Venturi rør ?
Luft strømmer igennem et rør.
Røret snævre ind og i den snævreste del er
Hastigheden højest
Trykket lavest
*Dette sker da Bernoulli siger statisk og dynamisk tyrk = total tryk og totaltrykket skal være konstant. Luften skal igennem den snævre del på samme tide som den brede del. Dynamisk tryk (hastighed) stiger Statisk tryk (trykket på røret) falder*
Hvad definere stagnationspunktet ?
Punktet på en overflade hvor stømmen stopper
Dynamisk tryk 0
Hastighed 0
Statisk tryk = Total tryk
Hvad er fordelen ved et symmetrisk vingeprofil ?
Hvad er forskllen på “Mean camber line” og “Camber”
Mean Camber Line : En linje fra leading til trailing edge
der deler vinge profilen i 2 lige store dele
Camber : Afstanden mellem chord line og camber line
Hvad er “Thickness/Chord ratio” ?
Maximum thickness
Udtrykt i procent af chorden
Målt fra leading edge og bagud
Hvad er “Center of pressure” ? (CP)
Det punkt på chord linjen hvor løft virker fra
Hvad definerer løft ?
Aerodynamisk kraft der virker 90o på den relative luftstrøm
Hvilke egenskaber har en “High camber” Tyk vinge ?
Producere mere løft
Kan flyve langsommere
Kan løfte mere
Hvilke egenskaber har en “Low camber” Tynd vinge ?
Producere relativt mindre løft
Kan flyve hurtigt
Kan ikke løft så meget
Hvad sker der med løft (total reaktion) når “Air flow speed doubles”
Den firdobler
Hvor meget løft skaber en symmetrisk vinge med 0 AOA
0
Hvad sker der med Stagnationspunktet - Center og pressure (CP) - Total reaction
på en cambered aerofoil når AOA stiger ?
Stagnationspunktet flytter sig længere ned på undersiden af vingen
Center of pressure flytter sig mod leading edge
Størrelsen af den totale reaktion stiger
Hvad sker der på en symmetrisk vinge med den Total reaction og Center Of Pressure (CP)
Når AOA stiger ?
Den Total reaktion stiger i størrelse
Center Of Pressure flytter sig ikke
Når camber stiger, hvad sker der med trykforskellen mellem over og under siden af vingen ?
Trykforskellen stiger
Er CP påvirket af “flow speed” ?
Nej - kun AOA og camber
Hvad er forskellen mellem 2 & 3 dimisionelt flow ?
2 Dimisionelt airflow : Over en aerofoil
3 Dimisionelt airflow : Over hele vingen
Hvornår reduceres vortexes?
- Når farten stiger
- Aspect ratio stiger
- Løft produceret falder
Hvorfor opstår “wing tip vorticies” ?
Fordi tryk forskellen vil udligne sig ved vingetipperne og skaber indadrejende hvirvler.
Hvornår skaber flyveren store vortices?
Langsom med høj AOA
Take-off og landing
Hvilken drag form stiger med vortexes ?
Induced drag
Hvad er “Wing load” ?
Flyet vægt / vinge areal
Hvad producerer mest intense vorticies ?
Høj / lav
wing load
Høj wing load
Hvilke 2 componeneter udgør den Totale Reaktion ?
- Løft
- Drag

Angiv formlen for løft
L = 1/2 * p * V2 * CL * S
p = Luftens densitet
V = Hastighed
CL = Kofficienten for løft
S = Surface area
Hvis højden øges og flyets TAS holdes konstant - hvad sker der med løft ?
Den formindskes
Tyndere luft i højden - mindre luft over vingen - mindre løft
I 40.000 ft. er luftens densitet 1/4 af hvad den er ved jordoverfladen.
L = 1/2 * p * V2 * CL * S
Hvordan skal der kompenseres for at holde L konstant ?
V = Hastighed - skal x2
Dermed bliver løft x4
ET GÆT : Da luftens densitet er -4 ift. jordoverfladen og bæreevne er 4 gange dårligere
skal vi have 4 gange så meget løft for at holde os konstant.
i en konstant altitude (air density)
Hvis hastigheden fordobles
L = 1/2 * p * V2 * CL * S
Hvordan skal man kompensere for at holde L konstant ?
CL skal reduceres til 1/4
Dette gøres ved at reducere AOA
Er der en specifik AOA til hver dynamisk tryk for at holde en konstant løft kraft ?
Ja
Hvilke faktorer har indflydelse på CL?
AOA eller vinge profil (configuration/design)
Hvad er koefficienten for løft angivet i ?
Nummer uden enhed
Der angiver løft egenskaberne per enhed dynamisk tryk og areal
Hvad angiver “Critical AOA” ?
Den AOA hvor flyet staller
Hvor vi oplever CLmax
Hvordan kan man se at en vinge er symmetrisk på en løft kurve ?
Den har 0 løft md 0o AOA

Hvis en vingeprofild thickness stiger - hvilken betydning har det på løft kurven ?
Højere CLmax og Kritisk AOA

Hvad er forskellen mellem en symmetrisk og en cambered aerofoil på løftkurven ?
Omtrent samme kritisk AOA
Cambered har positiv løft ved 0o AOA
Cambered producerer mere løft (CL) for hver AOA
Men samme rate hvormed CL stiger for hver AOA
Højere CLmax

Hvorfor sætter vi flaps ?
For at øge løft og få en lavere stall hastighed
Øget camber = Øget CL for en given AOA
Before ikke en lige så stor AOA for at producere ønske løft
OBS - Mere drag

Hvad skal justeres hvis et fly bliver dobelt så tungt ?
Ekstra løft kraft skal bruges for at udligne den øget vægt kraft
- Flyv hurtigere POWER
- CL skal øges AOA
Når IAS fordobbles - stiger løft x 4
Hvad skal udlignes/justeres for at holde konstant løft ?
CL skal sænkes
Flyets næse skal sænkes (mindre AOA)
Hvordan ser en high speed aerofoil ud ?
Hvordan påvirker det CL ?
Skarpere leading edge
Lav camber
Mindre CL

Hvordan ser en low speed aerofoil ud ?
Hvordan påvirker det CL ?
Runder leading edge
Større camber + thickness
Higher CL Nok løft ved lave hastigheder

Hvilken enhed er produktet fra løft formlen i ?
L = 1/2 * p * V2 * CL * S
Newton
Hvad er forskellen på en High speed og en Low speed aerofoil på løft kurven ?
Low speed har større løft ved 0o AOA
Low speed har en højere kritisk AOA
Hvornår opstår ground effect ?
Når flyet er indenfor 1 wingspan af jordens overflade
Hvorfor stiger CL i ground effect ?
Fordi Induceret drag falder “exponentielt” med tiltagende ground effekt
(tættere på jorden)
Hvad sker der med den kritiske AOA i ground effekt ?
Hvad betyder dette under start og landing ?
Den kritiske AOA reduceres
og opleves mere pludseligt
Næsen kan ikke løftes så højt, skal opbyyge fart i ground effekt og trækkes roligt ud.

Hvorfor kan man riskere “nose pitch down” når man kommer ind i ground effekt ?
Fordi downwash reduceres og haleplanet ikke længere trykkes lige så meget ned

Hvorfor kan man riskere at ASI underlæser hastighed i ground effekt ?
Fordi downwash bliver begrænset af overfladen = reducere dynamisk tryk = Lille stigning i statisk tryk under flyveren
Såfremt “Static ports” er lokeret i det område det forekommer = misreading
Hvad sker der når man forlader ground effekt ?
5 punkter :
- Induced drag ⇡
- Lift ⇣
- Kritisk AOA ⇡
- Nose pitch ⇡
- ASI correct reading (afhængig af static ports)
Nævn de 2 drag typer der forekommer i 2D flow
Form drag + Skin friction drag
(Profile drag)
Angiv formlen for drag
Drag = 1/2 * p * V2 * S * CD
- p = Densitet*
- S = Surface*
- CD = Kofficient for drag*
Hvor opstår skin friction drag ?
Boundary Layer
Laminer ⇢ turbulent i boundary layer
Hvad afgører hvor “transisiton point” er ?
- Overfladen : Laminar lag er sensitiv - ureglmæssigheder vil give turbulent luftstrøm
- Adverse pressure gradient : Pressure increasing in the direction of flow
Hvor vil seperationspunktet på en aerofoil typisk være ?
Omkring maximum thickness
Hvilken type luftstrøm i “the boundary layer” er mest tilbøjlig til at separare fra overfladen ?
Laminar luftstrøm
I teorien
Hvis flyets hastighed fordobles - hvad vil der ske med parasite drag ?
Firdobles
På en vinge virker løft vinkelret på og drag parallelt med ?
Flight path
Ved en given TAS - hvilken indflydelse har højere densitet på løft og drag ?
Løft og drag vil stige
Hvis IAS halveres - hvad vil der ske med induced drag ?
4 gange større
Har ændring i IAS indflydelse på “best L/D ratio” ?
Nej - forbliver konstant
Hvilen type drag forekommer når luft deaccelreres i vingens boundary layer ?
Navn og hovedgruppe
Skin friction drag
En del af Parasite drag
Hvornår stiger løft MEN induced drag falder ?
I ground effekt
Hvad sker der med den totale drag når man accelerere fra CLMAX til Vne
Falder og stiger derefter
Hvad er definationen på “Relative airflow”
Produceret af flyets bevægelse igennem luften.
Parallelt og modsat flyverens retning
Hvad er formålet med en vortex generator ?
Producere diskrete hvirvler
Øger den kinetiske energi i boundary layer og forsinker separation
Hvad er wing loading ?
Flyets vægt / Vinge areal
Hvordan finder man Mach nummeret ?
TAS/(a)
(a) = Lokale speed of sound
Hvornår har en aerofoil negative camber ?
Når camber linjen er under chord linjen
Hvad definere center of pressure ? (CP)
Det punkt på chorden hvor løft virker fra
Hvad sker der med CP når AOA stiger
CP bevæger sig frem
Længst fremme lige før stall (CLMAX) & bevæger sig efterfølgende tilbage
Hvad definere det Aeronyamiske Center ? (AC)
En fast position på chorden, hvor:
- Ændringer i løft kraftens størrelse foregår ??? POUL
- Pitching moment omkring AC er konstant med normale AOA
* Lokeret i luftstrømme mindre end M0.4 - 25% inde af chorden*
Hvad karakteriseret symmetirske aerofoil og CP+AC ?
Øget AOA = øget løft
Ingen ændring i position af CP
0 pitching moment omkring AC ved normale AOA
Hvad er kofficienten for løft ( CL ) en ratio imellem ?
Løft per. vinge areal og dynamisk tryk
Hvor er det største positive tryk på en aerofoil?
Leading edge stagnation point
Hvad er form drag et resultat af ?
og hvad hedder det også?
Vingens form
Trykforskellen mellem leading og trailing edge
Hedder også pressure drag
Hvad er formlen for aerodynamisk kraft ?
F = Q * CF * S
- F = Aerodynamisk kraft*
- Q = Dynamisk tryk*
- CF = Koefficienten for aerodynamisk kraft ( CL og CD )*
- S = Surface area*
Når højden stiger, hvordan skal TAS justeres for at holde konstant løft?
TAS skal øges
(skal flyve hurtigere for at få lige så mange partikler
igennem pitot da der i højden er større spredning - lavere densitet)
I en konstant højde (densitet) når hastigheden øges - hvad skal justeres for at holde konstant løft ?
AOA skal mindskes
Hvis hastigheden fordobles skal AOA justeres så CL bliver 1/4 af dens tidligere værdi
Hvad viser løftkurven ?
CL mod AOA
CL Stiger med stigende AOA indtil CLmax / Kritisk AOA
Du vil fastholde en konstant løft
Hvad er forholdet mellem dynamisk tryk (IAS) og AOA ?
For hvert dynamisk tryk (IAS) er der en specifik AOA
Når flyets vægt stiger - hvordan holdes AOA ?
Højere dynamisk tryk - højere hastighed
Symmetrisk vinge - øget thickness = ?
Higher CLMAX
Hvordan påvirker størrer CLMAX stall speed ?
Lavere stall speed
(lavere minimums hastighed)
Hvornår er L/D ratio højest (L/D max) ?
og hvad betyder det ?
Ved en specifik AOA

Det betyder at drag er lavest samtidig med at man generere den nødvendige løft
Hvad har vægt af betydning for L/Dmax ?
Højere vægt = højere IAS
For at holde L/Dmax og dertilhørende AOA
Vægt ændre ikke AOA for L/Dmax
Hvad sker der med L/D ratioen ved AOA højere end L/Dmax ?
Den falder indtil CLMAX

Hvilken indflydelse har vægt på den kritiske AOA ?
Ingen
Dog vil denne AOA opnåes ved en højere hastighed.
Stall speed vil altså være højere
Hvad er taper ratio ?
Tip chord to root chord
Hvor begynder og ender wake vortex ?
(på landingsbanen)
Når flyet rotere
Når flyet rammer jorden (Touch down)
Hvilken indflydelse har følgende på trailing vortices ?
Vægt
Wingspan
Airspeed
Configuration
Attitude
Øget vægt - større vortices
Span: Afstanden mellem de 2 trailing vortices
Lavere hastighed - større vortices
Clean configuration = større vortices
Højere AOA = større vortices
Hvad sker der med lift og induced drag når et fly er i ground effect ?
Lift vil stige
Induced drag vil falde
(aftagende med afstand til jorden)
Hvad sker der når en flyver indgår i ground effect (GE)
1) Decreased downwash = Nose pitch down
2) Reduced induced drag
3) Smaller AOA required fro same CL
(ASI underreading )
Hvad sker der når en flyver udgår fra ground effect (GE)
1) Increased downwash - Nose pitch up moment
2) Increased induced drag
3) Increased AOA to maintain CL
( ASI overreading )
*Man kan gå airborn i ground effekt med en AOA og IAS der ikke
ville holde flyet udenfor GE. Opbyg derfor fart først.
Nose pitch up kan medfører tailstrike*
Hvilke 3 faktorer har indflydelse på productionen af den nødvendigt løft kraft ? (lift force)
1) Dynamisk tryk
2) Tryk fordeling (profile+AOA)
3) Vinge areal (S)
Hvordan kan AOA for CLMAX ændres?
Den er konstant
Ved en konstant IAS - hvordan ændres CL for hver AOA med stigende højde ?
Den er det samme
Hvad justeres på en tynd vinge for at den kan have en acceptabel minimums hastighed ?
Den skal have “high lift devices” - som flaps, slots osv.
Hvorfor staller en vinge ?
Fordi AOA er blevet så stor at luftstrømmen ikke længere kan forblive vedhæftet
og separares fra overfladen.
Dette medfører fald i CL
og forøgelse af drag
Hvilke 2 grunde er der til airflow separation ?
1) Boundary layer har utilstrækkelig kinetisk energi
2) Adverse pressure gradienten bliver for stor
Hvad sker der med den kinetiske energi i boundary layer
når adverse pressure gradient stiger ?
Den falder
Et fly kan stall ved enhver ____ og ____ så længe den kritiske AOA er opnået
Airspeed og attitude
Hvad gør man for at recover fra / forbygge et fuldt stall ?
Reducerer AOA for at sænk adverse pressure gradient
Hvordan påvirker density altitude stall speed ?
Det gør den ikke
Hvis en bestem arefoil section (Design/opbygning/karaktertræk)
staller ved 17o AOA - kan dette ændres ?
Nej - En given areofoil section vil altid stall ved en bestemt AOA
Hvordan kan man ændre CLMAX ?
Ved at ændre flyverens configuration
Hvad har en indflydelse på flyets stall speed ?
1) Vægt ( ⇡ vægt = ⇡ Løft krævet = ⇡ hastighed )
2) G-påvirkning (Ændre vægten)
3) Configuration (Flaps - slats - slots)
4) Is/regn/sne (Ændre vingeprofil, vægt & drag)
5) CG længere fremme
Er densitet højeste i kold eller varm luft ?
Kold luft
Hvad er load faktoren i level flight ?
1 ( Lift = Weight )
Hvad sker der under et accelereret stall ?
Trækker ud af et dyk (tight turns?)
Producere meget løft = Stort lavtryk på oversiden af vingen
Det lave tryk skaber en stejl Adverse pressure gradient
Luftstrømmen (kinetisk energi) kan ikke overkomme den stejle gradient
Luften separere fra overfladen = Stall ved en høj hastighed
Hvad er “load factor”
“Den aerodynamiske vægt”
“Hvad flyet tror det vejer”
Når vi trækker 2 G vejer vi 2 gange så meget
1/cos(bank angle) = load factor
Hvordan finder man stall hastigheden i et drej ?
1/cos(bank angel) = Load factor

Hvordan ændre stall speed sig med vægt ?
Hvordan regner man den nye stall speed ud ?
Når vægten stiger - stiger stall speed

Hvad sker der med separationspunktet når AOA stiger ?

Hvad sker der med hastigheden for minimum totaldrag når vægten stiger ?
Hvilen drag påvirkes af vægt ?
Den stiger pga. induced drag

Hvilke øger stall angle &
hvilke øger CL mest/mindst ?
Trailing edge flaps
Leading edge flaps
Slats/Slots
Trailing edge flaps
Reducere stall AOA
Øger kraftigt CL
Leading edge flaps
Forøger stall AOA
Øger lidt CL
Slats/Slots
Forøger stall AOA
Øger kraftigt CL
