معامل السحب عند انعدام الرفع

في الديناميكا الهوائية ، معامل السحب عند انعدام الرفع${\displaystyle C_{D,0}}$هو معامل بلا أبعاد يربط قوة السحب عند انعدام الرفع للطائرة بحجمها وسرعتها وارتفاع طيرانها.

رياضياً، يُعرَّف معامل السحب عند انعدام الرفع على النحو التالي:${\displaystyle C_{D,0}=C_{D}-C_{D,i}}$، أين${\displaystyle C_{D}}$يمثل معامل السحب الكلي لقوة وسرعة وارتفاع معينين، و${\displaystyle C_{D,i}}$يمثل معامل السحب الناتج عن الرفع في نفس الظروف. وبالتالي، يعكس معامل السحب عند انعدام الرفع السحب الطفيلي ، مما يجعله مفيدًا جدًا في فهم مدى انسيابية أو كفاءة الديناميكا الهوائية للطائرة. على سبيل المثال، طائرة سوبويث كاميل ثنائية الأجنحة من الحرب العالمية الأولى، والتي كانت تحتوي على العديد من الأسلاك والدعامات بالإضافة إلى جهاز هبوط ثابت، كان معامل السحب عند انعدام الرفع فيها حوالي 0.0378. قارن بـ${\displaystyle C_{D,0}}$قيمة 0.0161 للطائرة P-51 موستانج الانسيابية من الحرب العالمية الثانية ^{[ 1 ]} والتي تقارن بشكل إيجابي للغاية حتى مع أفضل الطائرات الحديثة.

يمكن تصور السحب عند انعدام الرفع بسهولة أكبر على أنه مساحة السحب (${\displaystyle f}$) وهو ببساطة ناتج ضرب معامل السحب عند انعدام الرفع ومساحة جناح الطائرة (${\displaystyle C_{D,0}\times S}$أين${\displaystyle S}$(مساحة الجناح). يُعادل السحب الطفيلي الذي تتعرض له طائرة ذات مساحة سحب معينة تقريبًا سحب قرص مربع مسطح له نفس المساحة، موضوع عموديًا على اتجاه الطيران. تبلغ مساحة السحب لطائرة سوبويث كاميل 8.73 قدم مربع (0.811 متر ^مربع ) ، مقارنةً بـ 3.80 قدم مربع (0.353 متر مربع ⁾ لطائرة بي-51 موستانج. تتمتع كلتا الطائرتين بمساحة جناح متقاربة، مما يعكس مرة أخرى تفوق موستانج في الديناميكا الهوائية على الرغم من حجمها الأكبر بكثير. ^{[ 1 ]} في مقارنة أخرى مع كاميل، تتميز طائرة كبيرة الحجم ولكنها انسيابية، مثل لوكهيد كونستليشن، بمعامل سحب عند انعدام الرفع أصغر بكثير (0.0211 مقابل 0.0378) على الرغم من امتلاكها مساحة سحب أكبر بكثير (34.82 قدم ^مربع مقابل 8.73 قدم ^مربع ).        

علاوة على ذلك، فإن السرعة القصوى للطائرة تتناسب طرديًا مع الجذر التكعيبي لنسبة القدرة إلى مساحة السحب، أي:

${\displaystyle V_{max}\ \propto \ {\sqrt[{3}]{power/f}}}$[ ^{1 ]​}

المصدر: ^{[ 1 ]}

كما ذكرنا سابقاً،${\displaystyle C_{D,0}=C_{D}-C_{D,i}}$.

يمكن تقدير معامل السحب الكلي على النحو التالي:

${\displaystyle C_{D}={\frac {550\eta P}{{\frac {1}{2}}\rho _{0}[\sigma S(1.47V)^{3}]}}}$،

أين${\displaystyle \eta }$تمثل كفاءة الدفع ، وP تمثل قدرة المحرك بالحصان .${\displaystyle \rho _{0}}$كثافة الهواء عند مستوى سطح البحر بوحدة السغلج /قدم مكعب،${\displaystyle \sigma }$تمثل نسبة كثافة الغلاف الجوي عند ارتفاع غير مستوى سطح البحر، وS مساحة جناح الطائرة بالقدم المربع، وV سرعة الطائرة بالأميال في الساعة. باستبدال 0.002378 بـ${\displaystyle \rho _{0}}$، وبذلك تُبسط المعادلة إلى:

${\displaystyle C_{D}=1.456\times 10^{5}({\frac {\eta P}{\sigma SV^{3}}})}$.

يمكن تقدير معامل السحب المستحث على النحو التالي:

${\displaystyle C_{D,i}={\frac {C_{L}^{2}}{\pi A\!\!{\text{R}}\epsilon }}}$،

أين${\displaystyle C_{L}}$يمثل معامل الرفع ، و AR نسبة العرض إلى الارتفاع ، و${\displaystyle \epsilon }$هو عامل كفاءة الطائرة .

بديل عن${\displaystyle C_{L}}$أعطِ:

${\displaystyle C_{D,i}={\frac {4.822\times 10^{4}}{A\!\!{\text{R}}\epsilon \sigma ^{2}V^{4}}}(W/S)^{2}}$،

حيث W/S هو حمل الجناح بوحدة رطل/قدم ^مربع .