NASA has provided extensive information on the factors that affect drag on an aircraft, including the drag coefficient, which quantifies the amount of drag generated by an object. The drag equation states that drag (D) is equal to a drag coefficient (Cd) times the density of the air (r) times half of the square of the velocity (V) times the wing area (A). The drag coefficient is composed of two parts: a basic drag coefficient, which includes the effects of skin friction and shape, and an additional drag coefficient related to the lift of the aircraft, known as induced drag. The induced drag coefficient (Cdi) is equal to the square of the lift coefficient (Cl) divided by the quantity: pi (3.14159) times the aspect ratio (AR) times an efficiency factor (e). The aspect ratio is the ratio of the square of the span to the wing area. Long thin wings have low induced drag, while wings with an elliptical planform also have lower induced drag than rectangular wings, as expressed in the efficiency factor in the induced drag equation. The value of the efficiency factor is 1.0 for an elliptical wing and some smaller number for any other planform, with a value of about .7 for a rectangular wing. 

The Wright brothers, who designed and built the first powered aircraft, learned about induced drag the hard way. Following their first glider flights in 1900, they knew that they had to increase the size of their wings to allow flight in reasonable winds. For the 1901 aircraft, they increased the chord of the wing but kept the span nearly the same, producing a wing with an aspect ratio of 3.0 and high induced drag. The brothers had made mathematical predictions of the performance of their aircraft, but the 1901 aircraft did not meet their range predictions because of lower than expected lift and higher than expected drag. During the winter, with the aid of their wind tunnel, they began to understand the role of induced drag on their aircraft's poor performance. They then designed the 1902 aircraft wing to have a longer span and shorter chord than the 1901 aircraft, changing the aspect ratio to 6.0 with nearly the same wing area. By doubling the aspect ratio, the brothers cut the induced drag in half. The 1902 aircraft was able to meet their performance goals, and they were able to attain glides of over 650 feet.

NASA has also provided information on winglets, which are vertical extensions of wingtips that improve an aircraft's fuel efficiency and cruising range. Winglets reduce the aerodynamic drag associated with vortices that develop at the wingtips as the airplane moves through the air. By reducing wingtip drag, fuel consumption goes down and range is extended. Winglets are designed as small airfoils and are used on aircraft of all types and sizes, from single-seat hang gliders and ultralights to global jumbo jets. Some aircraft are designed and manufactured with sleek upturned winglets that blend smoothly into the outer wing sections, while add-on winglets are also custom made for many types of aircraft. The concept of winglets originated with a British aerodynamicist in the late 1800s, but the idea remained on the drawing board until rekindled in the early 1970s by Dr. Richard Whitcomb when the price of aviation fuel started spiraling upward. NASA extensively studied winglets in an effort to reduce the induced drag on airliners, and they are now one of the most successful examples of a NASA aeronautical innovation being utilized around the world on all types of aircraft.


Sources:

* https://www1.grc.nasa.gov/beginners-guide-to-aeronautics/winglets/

* https://www1.grc.nasa.gov/beginners-guide-to-aeronautics/induced-drag-coefficient/

* https://www.nasa.gov/centers/dryden/about/Organizations/Technology/Facts/TF-2004-15-DFRC.html

* https://wright.grc.nasa.gov/airplane/drageq.html

* https://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12////airplane/winglets.html
NASA ได้ให้ข้อมูลที่ครอบคลุมเกี่ยวกับปัจจัยที่ส่งผลต่อแรงลากบนเครื่องบิน รวมถึงค่าสัมประสิทธิ์การลาก ซึ่งวัดปริมาณแรงลากที่เกิดจากวัตถุ สมการลากระบุว่าการลาก (D) เท่ากับสัมประสิทธิ์การลาก (Cd) คูณความหนาแน่นของอากาศ (r) คูณครึ่งหนึ่งของความเร็วยกกำลังสอง (V) คูณพื้นที่ปีก (A) ค่าสัมประสิทธิ์การลากประกอบด้วยสองส่วน: ค่าสัมประสิทธิ์การลากพื้นฐาน ซึ่งรวมถึงผลกระทบของการเสียดสีและรูปร่างของผิวหนัง และค่าสัมประสิทธิ์การลากเพิ่มเติมที่เกี่ยวข้องกับการยกของเครื่องบิน หรือที่เรียกว่าการเหนี่ยวนำให้เกิดการลาก ค่าสัมประสิทธิ์การลากเหนี่ยวนำ (Cdi) เท่ากับกำลังสองของค่าสัมประสิทธิ์การยก (Cl) หารด้วยปริมาณ: pi (3.14159) คูณอัตราส่วนกว้างยาว (AR) คูณด้วยปัจจัยประสิทธิภาพ (e) อัตราส่วนกว้างยาวคืออัตราส่วนของกำลังสองของช่วงต่อพื้นที่ปีก ปีกที่บางและยาวจะมีแรงต้านที่เหนี่ยวนำต่ำ ในขณะที่ปีกที่มีรูปแบบรูปไข่ก็มีแรงต้านที่เหนี่ยวนำได้ต่ำกว่าปีกทรงสี่เหลี่ยม ดังที่แสดงไว้ในปัจจัยด้านประสิทธิภาพในสมการการลากที่เหนี่ยวนำ ค่าของตัวประกอบประสิทธิภาพคือ 1.0 สำหรับปีกทรงรีและจำนวนที่น้อยกว่าสำหรับแบบแปลนอื่นๆ โดยมีค่าประมาณ 0.7 สำหรับปีกทรงสี่เหลี่ยมผืนผ้า พี่น้องตระกูลไรท์ ซึ่งเป็นผู้ออกแบบและสร้างเครื่องบินขับเคลื่อนลำแรก ได้เรียนรู้เกี่ยวกับการเหนี่ยวนำให้เกิดการลากด้วยวิธีที่ยากลำบาก หลังจากบินเครื่องร่อนครั้งแรกในปี 1900 พวกเขารู้ว่าต้องเพิ่มขนาดปีกเพื่อให้สามารถบินได้ในลมที่พอเหมาะ สำหรับเครื่องบินปี 1901 พวกเขาเพิ่มคอร์ดของปีกแต่ยังคงรักษาช่วงปีกไว้เกือบเท่าเดิม ทำให้ปีกมีอัตราส่วนกว้างยาว 3.0 และแรงต้านแรงดึงสูง สองพี่น้องได้ทำการคาดการณ์ทางคณิตศาสตร์เกี่ยวกับประสิทธิภาพของเครื่องบินของตน แต่เครื่องบินรุ่นปี 1901 ไม่เป็นไปตามการคาดการณ์ในพิสัยของมัน เนื่องจากมีแรงยกต่ำกว่าที่คาดไว้และแรงต้านที่สูงกว่าที่คาดไว้ ในช่วงฤดูหนาว ด้วยความช่วยเหลือของอุโมงค์ลม พวกเขาเริ่มเข้าใจบทบาทของแรงลากที่มีต่อประสิทธิภาพที่ไม่ดีของเครื่องบิน จากนั้นพวกเขาออกแบบปีกเครื่องบินปี 1902 ให้มีช่วงที่ยาวกว่าและคอร์ดสั้นกว่าเครื่องบินปี 1901 โดยเปลี่ยนอัตราส่วนภาพเป็น 6.0 โดยมีพื้นที่ปีกเกือบเท่าเดิม ด้วยการเพิ่มอัตราส่วนภาพเป็นสองเท่า พี่น้องทั้งสองจะลดการลากลงครึ่งหนึ่ง เครื่องบินรุ่นปี 1902 สามารถบรรลุเป้าหมายด้านประสิทธิภาพได้ และสามารถบินได้ไกลกว่า 650 ฟุต NASA ยังให้ข้อมูลเกี่ยวกับ winglets ซึ่งเป็นส่วนต่อขยายปลายปีกในแนวตั้ง ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงของเครื่องบินและระยะการล่องเรือ Winglets ช่วยลดแรงต้านตามหลักอากาศพลศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับกระแสน้ำวนที่เกิดขึ้นที่ปลายปีกขณะที่เครื่องบินเคลื่อนตัวไปในอากาศ การลดการลากปลายปีกจะทำให้การสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิงลดลงและขยายระยะทางได้ Winglets ได้รับการออกแบบให้เป็น airfoils ขนาดเล็ก และใช้กับเครื่องบินทุกประเภทและขนาด ตั้งแต่เครื่องร่อนแบบที่นั่งเดี่ยวและอัลตราไลต์ ไปจนถึงเครื่องบินจัมโบ้เจ็ทระดับโลก เครื่องบินบางลำได้รับการออกแบบและผลิตด้วยวิงเล็ตที่หงายขึ้นซึ่งกลมกลืนกับส่วนปีกด้านนอกได้อย่างราบรื่น ในขณะที่วิงเล็ตเสริมก็ทำขึ้นเป็นพิเศษสำหรับเครื่องบินหลายประเภท แนวคิดของวิงเล็ตมีต้นกำเนิดมาจากนักแอโรไดนามิกชาวอังกฤษในช่วงปลายทศวรรษที่ 1800 แต่แนวคิดนี้ยังคงอยู่บนกระดานวาดภาพจนกระทั่งได้รับการจุดประกายอีกครั้งในต้นปี 1970 โดยดร. ริชาร์ด วิตคอมบ์ เมื่อราคาเชื้อเพลิงการบินเริ่มพุ่งสูงขึ้น NASA ศึกษา winglets อย่างกว้างขวางในความพยายามที่จะลดการลากที่เกิดจากการลากของสายการบิน และปัจจุบันเป็นหนึ่งในตัวอย่างที่ประสบความสำเร็จมากที่สุดของนวัตกรรมด้านการบินของ NASA ที่ถูกนำไปใช้ทั่วโลกกับเครื่องบินทุกประเภท ที่มา: * https://www1.grc.nasa.gov/beginners-guide-to-aeronautics/winglets/ * https://www1.grc.nasa.gov/beginners-guide-to-aeronautics/เหนี่ยวนำให้เกิด-drag- ค่าสัมประสิทธิ์/ * https://www.nasa.gov/centers/dryden/about/Organizations/Technology/Facts/TF-2004-15-DFRC.html * https://wright.grc.nasa.gov/airplane/drageq .html * https://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12////airplane/winglets.html
spam fails_task lang_mismatch pii not_appropriate hate_speech sexual_content quality toxicity humor helpfulness creativity violence