Area rule (original) (raw)
La regla del área es una que permite disminuir la de cuerpos volando a velocidades comprendidas entre Mach 0,8 y 1,2. Estas velocidades abarcan a la práctica la totalidad de con capacidad de vuelo supersónico. La regla del área dice que dos cuerpos con la misma distribución de áreas tendrán la misma resistencia aerodinámica, vista desde el campo lejano. Como en vuelo supersónico, el cuerpo de revolución con resistencia de onda mínima es el cuerpo de Sears-Haack, esta regla proporciona un modelo con el que comparar.
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| dbo:abstract | Die Flächenregel beschreibt den optimalen Verlauf der Querschnittsfläche eines sich in der Nähe oder oberhalb der Schallgeschwindigkeit bewegenden Flugkörpers entlang seiner Längsachse. Die Flächenregel gilt in ihrer ursprünglichen Form für den transsonischen Bereich (etwa von Mach 0,8 bis 1,2). Für höhere Geschwindigkeiten ist die Flächenregel in etwas abgewandelter Form gültig, da dann der Einfluss des Machschen Kegels berücksichtigt werden muss. Als Idealform eines Flugkörpers, dessen Geschwindigkeit nahe an oder über der Schallgrenze fliegt, gilt die Haacksche Ogive, ein langgestrecktes, spindelförmiges Gebilde. Bei Flugzeugen kommen indes zur Querschnittsfläche des Rumpfes notwendigerweise die der Tragflächen, der Triebwerke und des Leitwerks hinzu. Die Flächenregel besagt nun: Im Idealfall sollte die Gesamtquerschnittsfläche eines Flugkörpers (nicht seine Form!) an jeder Stelle dem einer Haackschen Ogive entsprechen. Vereinfacht ausgedrückt, sollte also die Querschnittsfläche des Flugkörpers von vorn nach hinten kontinuierlich zu- und wieder abnehmen. Wird die Flächenregel nicht beachtet, etwa indem der Flügelansatz den Flugzeugquerschnitt unvermittelt vergrößert, so wird dadurch bei höherer Geschwindigkeit eine zusätzliche Stoßwelle erzeugt, die den Luftwiderstand des Flugzeugs drastisch erhöht und unter Umständen das Erreichen der Überschallgeschwindigkeit verhindert. Um dies zu vermeiden, könnte man z. B. den Rumpf im Bereich der Tragflächen verschmälern. Dadurch wird das Entstehen einer zusätzlichen Stoßwelle unterbunden. (de) The Whitcomb area rule, named after NACA engineer Richard Whitcomb and also called the transonic area rule, is a design procedure used to reduce an aircraft's drag at transonic speeds which occur between about Mach 0.75 and 1.2. For supersonic speeds a different procedure called the supersonic area rule, developed by NACA aerodynamicist Robert Jones, is used. Transonic is one of the most important speed ranges for commercial and military fixed-wing aircraft today, with transonic acceleration an important performance requirement for combat aircraft and which is improved by reductions in transonic drag. (en) La regla del área es una que permite disminuir la de cuerpos volando a velocidades comprendidas entre Mach 0,8 y 1,2. Estas velocidades abarcan a la práctica la totalidad de con capacidad de vuelo supersónico. La regla del área dice que dos cuerpos con la misma distribución de áreas tendrán la misma resistencia aerodinámica, vista desde el campo lejano. Como en vuelo supersónico, el cuerpo de revolución con resistencia de onda mínima es el cuerpo de Sears-Haack, esta regla proporciona un modelo con el que comparar. (es) La loi des aires (area rule en anglais) est une loi aérodynamique régissant la forme des avions transsoniques ou supersoniques. Cette loi a été mise en évidence en Allemagne par (de) de la société Junkers (brevet déposé entre 1943 et 1945). Elle a été redécouverte en 1951 et mise en application par l'ingénieur américain Richard Whitcomb, d'où l'appellation parfois rencontrée de règle de l’aire de Whitcomb. Certains textes des années 1950 y réfèrent aussi sous l'expression synonyme règle des sections. (fr) エリアルール(Area Rule)とは、遷音速（マッハ 0.8 - 1.2 程度）で飛行する航空機の設計手法の一つ。面積法則・断面積の法則・断面積分布法則とも呼ばれる。断面積変化を小さくすることで音速付近における抗力増大を抑えるもの。オーストリアの技術者オットー・フレンツェルが1943年から1944年にかけて研究し、1944年にドイツ特許を取得している。その後1950年代に NACA（当時。現 NASA）のリチャード・ウィットカムが、おそらく独自に発見した。1955年9月に国家機密事項から解除された。 (ja) Reguła pól – zasada konstrukcji samolotów polegająca na takim ukształtowaniu bryły płatowca, aby pola jego przekrojów poprzecznych nie zmieniały się gwałtownie wzdłuż jego długości. Na skutek zachowania reguły pól, zmniejsza się opór falowy wywołany powstawaniem fal uderzeniowych. Zachowanie reguły pól pozwala na zmniejszenie oporów w locie z prędkościami okołodźwiękowymi. (pl) La regola delle aree è una tecnica aerodinamica progettuale che serve a ridurre la resistenza dei velivoli a velocità transoniche o supersoniche, in particolare tra Mach 0,8 e Mach 1,2. La regola delle aree fu scoperta e studiata per la prima volta da , mentre lavorava come collaboratore presso gli stabilimenti Junkers in Germania fra il 1943 e il 1945. Parallelamente, anche , uno dei pionieri del volo supersonico, sviluppò la regola delle aree in una serie di pubblicazioni a partire dal 1947 nel corso della stesura della sua tesi per il Ph.D. al California Institute of Technology. Anche , al quale viene spesso erroneamente attribuita la scoperta, elaborò in maniera indipendente la stessa legge nel 1952, mentre lavorava presso la NACA. Per questo motivo, la regola delle aree viene tuttora a volte chiamata legge di Whitcomb. Vista inferiore di un'Airbus A380 Ad elevate velocità subsoniche, si può sviluppare localmente un flusso supersonico in aree dove il flusso viene accelerato attorno alla fusoliera o sul dorso delle ali. La velocità alla quale questo accade dipende dal velivolo, e, divisa per la velocità del suono, è chiamato numero di Mach critico. Le onde d'urto che si formano in queste circostanze aumentano considerevolmente la resistenza aerodinamica totale dell'apparecchio. Idealmente la resistenza aggiuntiva viene chiamata appunto resistenza d'onda. Per fare in modo di ridurre il numero e l'intensità di queste onde d'urto, la sezione della fusoliera dovrebbe variare il più dolcemente possibile. Il risultato sarebbe quello di una forma a sigaro, appuntita ad ambo le estremità, come quella riportata in figura, detta anche forma di Sears-Haack. La regola delle aree afferma che un velivolo disegnato con la stessa sezione complessiva (comprensiva quindi delle ali) della forma Sears-Haack genera la stessa resistenza d'onda di quest'ultima. Come risultato, un velivolo dev'essere accuratamente organizzato: forme allungate quali quelle alari devono essere posizionate al centro della fusoliera, mentre sporgenze più contenute quali ad esempio abitacolo, prese d'aria o piani di coda, debbono essere posizionati prima o dopo le ali. La regola delle aree si traduce quindi in pratica nella diminuzione della sezione della fusoliera nella zona di giunzione alare, come si nota dalla figura. Aumentando la velocità di volo supersonica, l'arrangiamento delle sporgenze deve essere retratto verso la coda. In effetti l'angolo formato dalle linee caratteristiche con il corpo diminuisce con l'aumentare del numero di Mach (sen α = 1/M, dove α è appunto l'angolo formato con il vettore velocità del ). Per questo motivo gli aerei supersonici possiedono ali in una zona posteriore, come ad esempio il Concorde. Il primo aeroplano al quale venne applicata scientemente la regola delle aree fu il Convair F-102A, il primo intercettore supersonico USA. Gli aerei progettati secondo la legge di Whitcomb sembravano insoliti e "panciuti" all'epoca delle prime sperimentazioni (per esempio il Blackburn Buccaneer), e per questo motivo furono soprannominati «bottiglie di Coca-Cola volanti», ma la regola si dimostrò efficace e ne diventò familiare l'influenza nella forma di ogni velivolo transonico successivo. In seguito, i progetti di aerei partirono già avendo in mente la regola ed i profili dei velivoli divennero sempre più armoniosi. Lo stesso effetto viene ottenuto per quanto riguarda i missili, posizionando opportunamente i componenti quali i booster o il vano di carico; per gli aviogetti, installando i motori di fronte alle ali (e non al di sotto), come nel caso dell'Airbus A380; oppure prevedendo da progetto i motori dietro le ali e non di fianco alla fusoliera come nel Cessna 750 Citation X; o anche sagomando e definendo la posizione della carlinga di pilotaggio dell'F-22 Raptor. Un'immagine come questa a lato dell'Airbus A380 in volo, mostra l'evidente forma della radice dell'ala progettata per rispettare la legge di Whitcomb. Questa accortezza progettuale è praticamente invisibile dagli altri angoli di visuale. (it) Transsoniska arearegeln eller Whitcombs arearegel är en designteknik för att minimera ett flygplans luftmotstånd vid transsoniska och överljudshastigheter, speciellt i spannet mellan mach 0,8 till 1,2. (sv) Правило площадей — это правило в конструировании летательных аппаратов, позволяющее уменьшить волновое сопротивление на около- и сверхзвуковых скоростях (числа Маха М=0,75 — М=1,2). Данный диапазон скоростей является наиболее используемым среди самолётов современной гражданской и военной авиации. (ru) 面積法則（英語：area rule），又稱面積律、面積法。幫助人類突破音障兩個很大的幫手，一個是面积律，另一個則是超臨界翼型（supercritical airfoil）。 (zh) |
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| rdfs:label | Flächenregel (de) Area rule (en) Regla del área (es) Loi des aires (aérodynamique) (fr) Regola delle aree (it) エリアルール (ja) Reguła pól (pl) Правило площадей (ru) Transsoniska arearegeln (sv) 面積法則 (zh) |
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