लिफ्ट गुणांक

द्रव गतिकी में, लिफ्ट गुणांक (C_L) एक आयाम रहित मात्रा है जो एक उठाने वाला शरीर द्वारा उत्पन्न लिफ्ट (बल) को शरीर के चारों ओर द्रव घनत्व, द्रव वेग और संबंधित संदर्भ क्षेत्र से संबंधित करती है। एक लिफ्टिंग बॉडी एक फ़ॉइल (द्रव यांत्रिकी) या एक पूर्ण फ़ॉइल-बेयरिंग बॉडी है जैसे कि फिक्स्ड-विंग विमान । C_L शरीर के प्रवाह के हमले के कोण का एक कार्य है, इसकी रेनॉल्ड्स संख्या और इसकी मैक संख्या। अनुभाग लिफ्ट गुणांक c_l फ़ॉइल तार (विमान) द्वारा प्रतिस्थापित संदर्भ क्षेत्र के साथ, द्वि-आयामी फ़ॉइल अनुभाग की गतिशील लिफ्ट विशेषताओं को संदर्भित करता है।

परिभाषाएँ

लिफ्ट गुणांक सी_L द्वारा परिभाषित किया गया है

$C_{\mathrm {L} }\equiv {\frac {L}{q\,S}}={\frac {L}{{\frac {1}{2}}\rho u^{2}\,S}}={\frac {2L}{\rho u^{2}S}}$ ,

कहाँ

$L\,$ लिफ्ट (बल) है, $S\,$ प्रासंगिक सतह क्षेत्र है और $q\,$ द्रव गतिशील दबाव है, बदले में द्रव घनत्व से जुड़ा हुआ है $\rho \,$, और प्रवाह की गति के लिए $u\,$. संदर्भ सतह का चुनाव निर्दिष्ट किया जाना चाहिए क्योंकि यह मनमाना है। उदाहरण के लिए, बेलनाकार प्रोफाइल के लिए (स्पानवाइज दिशा में एक एयरफ़ॉइल का 3डी एक्सट्रूज़न) यह हमेशा स्पैनवाइज़ दिशा में उन्मुख होता है, लेकिन वायुगतिकी और पतले एयरफ़ॉइल सिद्धांत में सतह को उत्पन्न करने वाली दूसरी धुरी आमतौर पर कॉर्डवाइज़ दिशा होती है:

$S_{aer}\equiv c\,s$

जिसके परिणामस्वरूप गुणांक होता है:

$C_{\mathrm {L} ,\,aer}\equiv {\frac {L}{q\,c\,s}},$

जबकि मोटे एयरफ़ॉइल और समुद्री गतिकी के लिए, दूसरी धुरी को कभी-कभी मोटाई की दिशा में लिया जाता है:

$S_{mar}=t\,s$

जिसके परिणामस्वरूप एक अलग गुणांक होता है:

$C_{\mathrm {L} ,\,mar}\equiv {\frac {L}{q\,t\,s}}$

इन दो गुणांकों के बीच का अनुपात मोटाई अनुपात है:

$C_{\mathrm {L} ,\,mar}\equiv {\frac {c}{t}}C_{\mathrm {L} ,\,aer}$

लिफ्टिंग-लाइन सिद्धांत का उपयोग करके लिफ्ट गुणांक का अनुमान लगाया जा सकता है, एक पूर्ण विमान विन्यास के पवन सुरंग परीक्षण में संख्यात्मक रूप से गणना या मापी गई।

धारा लिफ्ट गुणांक

कैम्बर्ड एयरफॉइल के लिए हमले के कोण बनाम अनुभाग लिफ्ट गुणांक दिखाते हुए एक विशिष्ट वक्र

लिफ्ट गुणांक का उपयोग airfoil के किसी विशेष आकार (या क्रॉस-सेक्शन) की विशेषता के रूप में भी किया जा सकता है। इस एप्लिकेशन में इसे सेक्शन लिफ्ट गुणांक कहा जाता है $c_{\text{l}}$. किसी विशेष एयरफ़ॉइल सेक्शन के लिए, सेक्शन लिफ्ट गुणांक और हमले के कोण के बीच संबंध दिखाना आम बात है। सेक्शन लिफ्ट गुणांक और ड्रैग गुणांक के बीच संबंध दिखाने के लिए भी यह उपयोगी है।

अनुभाग लिफ्ट गुणांक अनंत अवधि और गैर-भिन्न क्रॉस-सेक्शन के पंख पर द्वि-आयामी प्रवाह पर आधारित है, इसलिए लिफ्ट स्पैनवाइज प्रभावों से स्वतंत्र है और इसे परिभाषित किया गया है $l$, विंग की प्रति यूनिट अवधि में लिफ्ट बल। परिभाषा बन जाती है

$c_{\text{l}}={\frac {l}{q\,L}},$

जहां L वह संदर्भ लंबाई है जिसे हमेशा निर्दिष्ट किया जाना चाहिए: वायुगतिकी और एयरफॉइल सिद्धांत में आमतौर पर एयरफॉइल कॉर्ड (विमान) $c\,$ चुना जाता है, जबकि समुद्री गतिकी में और स्ट्रट्स के लिए आमतौर पर मोटाई होती है $t\,$ चुना जाता है। ध्यान दें कि यह सीधे ड्रैग गुणांक के अनुरूप है क्योंकि कॉर्ड को प्रति यूनिट स्पैन के क्षेत्र के रूप में व्याख्या किया जा सकता है।

हमले के दिए गए कोण के लिए, c_l पतला एयरफॉइल सिद्धांत का उपयोग करके लगभग गणना की जा सकती है, त्रि-आयामी प्रभावों को सुधारने के लिए डिज़ाइन किए गए अंत-प्लेटों के साथ, परिमित-लंबाई परीक्षण टुकड़े पर संख्यात्मक रूप से गणना या पवन सुरंग परीक्षणों से निर्धारित। सी के भूखंड_l बनाम हमले का कोण सभी एयरफॉइल के लिए समान सामान्य आकार दिखाता है, लेकिन विशेष संख्याएं अलग-अलग होंगी। वे लिफ्ट ढलान के रूप में जाने वाले ढाल के साथ हमले के बढ़ते कोण के साथ लिफ्ट गुणांक में लगभग रैखिक वृद्धि दिखाते हैं। किसी भी आकार के पतले एयरफॉइल के लिए लिफ्ट स्लोप π है²/90 ≃ 0.11 प्रति डिग्री। उच्च कोणों पर अधिकतम बिंदु तक पहुँच जाता है, जिसके बाद लिफ्ट गुणांक कम हो जाता है। जिस कोण पर अधिकतम लिफ्ट गुणांक होता है वह एयरफ़ॉइल का स्टाल (उड़ान) कोण होता है, जो एक विशिष्ट एयरफ़ॉइल पर लगभग 10 से 15 डिग्री होता है।

किसी दिए गए प्रोफ़ाइल के लिए स्टॉल कोण भी रेनॉल्ड्स संख्या के बढ़ते मूल्यों के साथ बढ़ रहा है, उच्च गति पर वास्तव में स्टाल की स्थिति में देरी के लिए प्रवाह प्रोफ़ाइल से जुड़ा रहता है। इस कारण से कभी-कभी सिम्युलेटेड वास्तविक जीवन की स्थिति की तुलना में कम रेनॉल्ड्स संख्या में किए गए पवन सुरंग परीक्षण कभी-कभी रूढ़िवादी प्रतिक्रिया दे सकते हैं, जो प्रोफाइल स्टॉल को कम करके आंकते हैं।

सममित एयरफोइल्स में आवश्यक रूप से सी के भूखंड हैं_l बनाम हमले का कोण सी के बारे में सममित_l धुरी, लेकिन सकारात्मक कैम्बर (वायुगतिकीय) के साथ किसी भी एयरफॉइल के लिए, यानी असममित, ऊपर से उत्तल, अभी भी शून्य से कम हमले के कोण के साथ एक छोटा लेकिन सकारात्मक लिफ्ट गुणांक है। अर्थात वह कोण जिस पर c_l = 0 ऋणात्मक है। हमले के शून्य कोण पर ऐसे एयरफ़ॉइल पर ऊपरी सतह पर दबाव निचली सतह की तुलना में कम होता है।

यह भी देखें

• लिफ्ट-टू-ड्रैग अनुपात
• खींचें गुणांक
• पन्नी (द्रव यांत्रिकी)
• पिचिंग पल
• परिसंचरण नियंत्रण विंग
• शून्य लिफ्ट अक्ष

संदर्भ

• L. J. Clancy (1975): Aerodynamics. Pitman Publishing Limited, London, ISBN 0-273-01120-0
• Abbott, Ira H., and Doenhoff, Albert E. von (1959): Theory of Wing Sections, Dover Publications New York, # 486-60586-8