Tujahan melawan seretan

Seretan ialah kos pergerakan melalui udara. Jurutera pesawat membahagikannya kepada dua jenis.

1. Seretan parasit. Seretan ini datang daripada bentuk dan permukaan: seretan tekanan pada fiuslaj, tayar dan tupang yang menolak udara ke tepi, serta geseran permukaan apabila udara bergesel di sepanjang permukaan. Seretan ini berkelakuan seperti daya angkat: D_p = ½ρV²S × C_D0. Seretan ini meningkat mengikut kuasa dua laju.

2. Seretan teraruh. Ini ialah kos menghasilkan daya angkat. Sayap dengan rentang terhingga menolak udara ke bawah, dan udara berpusing mengelilingi hujung sayap lalu membentuk pusaran hujung sayap. Tenaga yang terbuang ini muncul sebagai daya ke belakang: D_i = ½ρV²S × C_L² / (π e AR). Di sini AR ialah nisbah aspek (rentang² dibahagikan dengan luas sayap; sayap yang panjang dan nipis mempunyai AR yang tinggi) dan e ialah faktor kecekapan yang kurang daripada 1.

Jika digabungkan, pekali seretan keseluruhan ialah C_D = C_D0 + C_L² / (π e AR).

Nombor pesawat mainan. Pesawat mainan ini mempunyai C_D0 = 0.03, e = 0.8 dan AR = 7.5 (nilai untuk pembelajaran). Dalam penerbangan mendatar L = W, jadi C_L = 2W / (ρV²S) dan menjadi lebih kecil apabila laju meningkat. Ini bermakna seretan teraruh berkurang apabila laju meningkat (ia berkadar dengan 1/V²), manakala seretan parasit meningkat apabila laju meningkat (V²). Pesawat mainan ini memberikan:

• 25 m/s: seretan parasit 184 N, seretan teraruh 834 N, jumlah kira-kira 1,020 N. Penerbangan perlahan didominasi oleh seretan teraruh.
• 36.5 m/s: seretan parasit 392 N, seretan teraruh 391 N, jumlah kira-kira 783 N. Ini ialah seretan minimum.
• 50 m/s: seretan parasit 735 N, seretan teraruh 208 N, jumlah kira-kira 943 N.
• 80 m/s: seretan parasit 1,882 N, seretan teraruh 81 N, jumlah kira-kira 1,963 N. Penerbangan laju didominasi oleh seretan parasit.

Plotkan jumlah seretan berbanding laju dan anda akan mendapat lengkung berbentuk U. Di bahagian bawah U, seretan teraruh dan seretan parasit adalah sama. Itulah laju untuk L/D terbaik: pada 36.5 m/s, pesawat mempunyai L/D = 9,810 / 783 ≈ 12.5. Bagi pesawat jet, laju ini hampir dengan laju yang memberikan jarak paling jauh, walaupun laju terbaik yang tepat juga bergantung pada enjin. Juruterbang peluncur terbang hampir pada laju ini untuk meliputi jarak paling jauh bagi setiap meter tinggi yang hilang (Dunia 6).

Kegunaan enjin. Dalam penerbangan mantap, tujahan mesti sama dengan seretan, jadi tujahan ditentukan oleh lengkung seretan. Pada L/D terbaik, pesawat mainan ini hanya memerlukan kira-kira 785 N tujahan untuk menampung berat 9,810 N. Terbang lebih perlahan atau lebih laju akan menyebabkan tujahan yang diperlukan meningkat semula.

Cara mengurangkan seretan. Bentuk yang licin dan gear pendaratan yang boleh ditarik masuk mengurangkan seretan parasit. Sayap yang lebih panjang dan lebih sempit (nisbah aspek yang lebih tinggi) mengurangkan seretan teraruh, kerana D_i berkadar songsang dengan AR. Itulah sebabnya peluncur mempunyai sayap yang sangat panjang dan pesawat penumpang mempunyai winglet (Dunia 7). Enjin terbahagi kepada dua keluarga utama, kipas (yang mempercepatkan sejumlah besar udara sedikit) dan jet (sejumlah udara yang lebih kecil dengan lebih laju). Dunia 4 menerangkan cara jet menghasilkan tujahan.