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DATCOM 4.1.5.1 ゼロ揚力における3次元翼の有害抗力の計算

DATCOM 4.1.5.1に基づいて、3次元翼のゼロ揚力有害抗力係数を計算する。

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はじめに

DATCOM 4.1.5.1に基づいて、3次元翼のゼロ揚力有害抗力係数を計算する。

ゼロ揚力の翼にはたらく抗力は摩擦抗力と圧力抗力の2つから構成され、遷音速域では摩擦抗力がその大半を占める。

PDFのページは722ページ

Method 1

3次元翼のゼロ揚力有害抗力係数は以下の式で計算する。

\begin{align}
C_{D_{0}}=C_{f}\left[1+L\left(\frac{t}{c}\right)+100\left(\frac{t}{c}\right)^4\right]R_{_{L.S.}}\frac{S_{wet}}{S_{ref}}
\tag{4.1.5.1-a}
\end{align}

ここで

文字単位説明
\(C_{f}\)-乱流境界層を持つ平板における摩擦抗力係数。
FIGURE 4.1.5.1-26から求める。
\(\frac{t}{c}\)-翼厚比。
\(L\)-コード方向の最大翼厚位置\(x_{t}\)に対する係数。
\(x_{t}>0.30c\)のとき\(L=1.2\)、
\(x_{t}<0.30c\)のとき\(L=2.0\)。
\(S_{wet}\)-翼の濡れ面積。
\(S_{ref}\)-翼の基準面積。
\(R_{_{L.S.}}\)-揚力面の補正係数。
FIGURE 4.1.5.1-28bから求める。

ここで

文字単位説明
\(C_{f}\)-乱流境界層を持つ平板における摩擦抗力係数。
FIGURE 4.1.5.1-26から求める。
\(R_{l}\)-基準長\(l\)に対するレイノルズ数。
Cutoff レイノルズ数と比較して小さい方の値を用いる。
\(R_{l_{cutoff}}\)-Cutoff レイノルズ数。
FIGURE 4.1.5.1-27から求める。
\(l\)-基準長。翼の場合は平均空力翼弦長。
\(k\)in表面粗さの高さ。単位はインチ。
TABLE 4.1.5.1-Aから求める。

ここで

文字単位説明
\(R_{_{L.S.}}\)-揚力面の補正係数。
FIGURE 4.1.5.1-28bから求める。
\(\Lambda_{(t/c)_{max}}\)deg最大翼厚ライン後退角。
reference

-

制限

この手法における注意点は以下の通り。

  • 希薄気体以外のすべての速度範囲で使用できる。
  • 境界層はすべて乱流境界層である。

Sample

OpenVSPのExample FileにあるPod Planeについて、実際に計算してみる

↓計算に使用したエクセルファイル(マクロ付き)

↓計算結果

以上

おわりに

DATCOM 4.1.5.1に基づいて、3次元翼のゼロ揚力有害抗力係数を計算した。

↓次

DATCOM
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