На жаль, я не знайшов жодної статті по аеродинаміки "для моделіста". Ні на форумах, ні в щоденниках, ні в блогах- ні де немає потрібної "вичавки" по цій темі. А питань виникає море, особливо у новачків, так і ті, хто вважає себе "вже не новачком", часто не обтяжують себе вивченням теорії. Але ми це виправимо!)))
Відразу скажу, сильно заглиблюватися в цю тему не буду, інакше це вийде, як мінімум наукова праця, з купкою незрозумілих формул! І тим більше я не стану лякати вас такими термінами, як "число Рейнольдса" - кому буде цікаво-можете почитати на дозвіллі.
Отже, договорілісь- лише найпотрібніше для нас- моделістів. )))
Сили, що діють на літак в польоті.
У польоті літак підпадає під вплив багатьох сил, обумовлених наявністю повітря, але все їх можна представити у вигляді чотирьох головних сил: сили тяжіння, підйомної сили, сили тяги гвинта і сили опору повітря (лобове опір). Сила тяжіння залишається завжди постійною, якщо не брати до уваги зменшення її в міру витрати пального. Підйомна сила протидіє вазі літака і може бути більше або менше ваги, в залежності від кількості енергії, що витрачається на рух вперед. Силі тяги гвинта протидіє сила опору повітря (інакше лобове опір).
При прямолінійній і горизонтальному польоті ці сили взаємно врівноважуються: сила тяги гвинта дорівнює силі опору повітря, підйомна сила дорівнює вазі літака. Ні при якому іншому співвідношенні цих чотирьох основних сил прямолінійний і горизонтальний політ неможливий.
Будь-яка зміна будь-якої з цих сил вплине на характер польоту літака. Якби підйомна сила, створювана крилами, збільшилася в порівнянні з силою тяжіння, результатом виявився б підйом літака вгору. Навпаки, зменшення підйомної сили проти сили тяжіння викликало б зниження літака, т. Е. Втрату висоти.
Якщо рівновага сил не буде дотримуватися, то літак буде викривляти траєкторію польоту в сторону переважної сили.
Про крило.
Розмах крила - відстань між площинами, паралельними площині симетрії крила, і що стосуються його крайніх точок. Р. к. Це важлива геометрична характеристика літального апарату, який впливає на його аеродинамічні і льотно-технічні характеристики, а також є одним з основних габаритних розмірів літального апарату.
Подовження крила - відношення розмаху крила до його середньої аеродинамічної хорди. Для прямокутних крила подовження = (квадрат розмаху) / площа. Це можна зрозуміти, якщо за основу візьмемо прямокутне крило, формула буде простіше: подовження = розмах / хорду. Тобто якщо крилоімеет розмах 10 метрів а хорда = 1 метр, то подовження буде = 10.
Чим більше удліненіе- тим менше індуктивний опір крила, пов'язане з перетіканням повітря з нижньої поверхні крила на верхню через законцовку з утворенням кінцевих вихорів. У першому наближенні можна вважати, що характерний розмір такого вихору дорівнює хорде- і з ростом розмаху вихор стає все менше і менше в порівнянні з розмахом крила. Природно, чим менше індуктивний опір-тим менше і загальний опір системи, тим вище аеродинамічна якість. Природно, у конструкторів виникає спокуса зробити подовження якомога більше. І тут починаються проблеми: поряд із застосуванням високих подовжень конструкторам доводиться збільшувати міцність і жорсткість крила, що тягне за собою непропорційне збільшення маси крила.
З точки зору аеродинаміки найбільш вигідним буде таке крило, яке має здатність створювати якомога більшу підйомну силу при можливо меншому лобовому опорі. Для оцінки аеродинамічної досконалості крила вводиться поняття аеродинамічного якості крила.
Аеродинамічним якістю крила називається відношення підйомної сили до сили лобового опору крила.
Найкращою в аеродинамічному відношенні є еліпсовою форма, але таке крило складно у виробництві, тому рідко застосовується. Прямокутне крило менш вигідно з точки зору аеродинаміки, але значно простіше у виготовленні. Трапецієвидне крило по аеродинамічних характеристик краще прямокутного, але трохи складніше у виготовленні.
Стрілоподібні і трикутні в плані крила в аеродинамічному відношенні на дозвукових швидкостях поступаються трапецієподібним і прямокутним, але на навколозвукових і надзвукових мають значні переваги. Тому такі крила застосовуються на літаках, що літають на навколозвукових і надзвукових швидкостях.
Крило еліптичної форми в плані має найвищий аеродинамічним качеством- мінімально можливим опором при максимальній підйомній силі. На жаль, крило такої форми застосовується не часто через складність конструкції, низькою технологічності і поганих сривних характеристик. Однак опір на великих кутах атаки крил іншої форми в плані завжди оцінюється по відношенню до еліптичному крила. Найкращий приклад застосування крила такого виду- англійський винищувач "Спітфайер".
Крило прямокутної форми в плані має найвище опір на великих кутах атаки. Однак таке крило, як правило, має просту конструкцію, технологічно і має дуже непогані зривні характеристики.
Крило трапецеподібні в плані по величині повітряного опору наближається до еліптичному. Широко застосовувалося в конструкціях серійних літаків. Технологічність нижче, ніж у прямокутного крила. Отримання прийнятних сривних характеристик також вимагає деяких конструкторських хитрувань. Однак крило трапецеподібні і правильної конструкції забезпечує мінімальну масу крила при інших рівних умовах. Винищувачі Bf-109 ранніх серій мали трапецевідное крило з прямими законцовками:
Крило комбінованої форми в плані. Як правило, форма такого крила в плані утворюється декількома трапеціями. Ефективне проектування такого крила передбачає проведення численних продувок, виграш в характеристиках становить кілька відсотків у порівнянні з трапецеїдальним крилом.
Стреловідность крила - кут відхилення крила від нормалі до осі симетрії літака, в проекції на базову площину літака. При цьому позитивним вважається напрямок до хвосту.Существует стреловидность по передній крайці крила, по задній кромці і по лінії чверті хорд.
Крило зворотної стріловидності (КОС) - крило з негативною стреловидностью.
переваги:
-Поліпшується керованість на малих польотних швидкостях.
-Підвищує аеродинамічну ефективність у всіх областях льотних режимів.
-Компоновка з крилом зворотної стріловидності оптимізує розподілу тиску на крило і переднє горизонтальне оперення
недоліки:
-Косів особливо схильне аеродинамічній дивергенції (втрати статичної стійкості) при досягненні певних значень швидкості і кутів атаки.
-Вимагає конструкційних матеріалів і технологій, що забезпечують достатню жорсткість конструкції.
Су-47 "Беркут" зі зворотним стреловидностью:
Чехословацький планер LET L-13 зі зворотним стрілкою крила:
Навантаження на крило - відношення ваги літального апарату до площі несучої поверхні. Виражається в кг / м² (для моделей-гр / дм²) Величина навантаження на крило визначає злітно-посадкову швидкість літального апарату, його маневреність, і зривні характеристики.
По-простому, чим менше навантаження, тим менша швидкість потрібно для польоту, отже тим менше потрібно потужності двигуна.
Середній аеродинамічній хордою крила (Сах) називається хорда такого прямокутного крила, яке має однакові з даними крилом площа, величину повної аеродинамічної сили і положення центру тиску (ЦД) при рівних кутах атаки. Або простіше-Хорда - відрізок прямої, що з'єднує дві найбільш віддалені одна від одної точки профілю.
Величина і координати Сах для кожного літака визначаються в процесі проектування і вказуються в технічному описі.
Якщо величина і положення САХ даного літака невідомі, то їх можна визначити.
Для крила, прямокутного в плані, Сах дорівнює хорді крила.
Для трапецієподібного крила Сах визначається шляхом геометричного побудови. Для цього крило літака викреслюється в плані (і в певному масштабі). На продовженні кореневої хорди відкладається відрізок, рівний за величиною кінцевий хорді, а на продовженні кінцевий хорди (вперед) відкладається відрізок, рівний кореневої хорди. Кінці відрізків з'єднують прямою лінією. Потім проводять середню лінію крила, поєднуючи прямий середини кореневої і кінцевий хорд. Через точку перетину цих двох ліній і пройде середня аеродинамічна хорда (Сах).
Знаючи величину і положення САХ на літаку і прийнявши її як базову лінію, визначають щодо неї положення центра ваги літака, яке вимірюється в% довжини Сах.
Вага літака складається з ваги порожнього літака (планер, двигуни, незнімне обладнання), ваги палива і т. Д. Якщо знайти рівнодіючу сил ваги всіх частин літака, то вона пройде через деяку точку всередині літака, звану центром тяжіння.
Відстань від центра ваги до початку Сах, виражене у відсотках її довжини, називається центруванням літака.
профіль крила
Форма крила в поперечному перерізі називається профілем крила. Профіль крила справляє надзвичайно сильний вплив на всі аеродинамічні характеристики крила на всіх режимах польоту. Відповідно, підбір профілю крила - важлива і відповідальна задача. Втім, у наш час підбором профілю крила з існуючих займаються тільки самодельщики.
Профіль крила - це одна з основних складових, що формують літальний апарат і літак зокрема, так як крило все ж його невід'ємна частина. Сукупність деякої кількості профілів складають ціле крило, причому по всьому розмаху крила вони можуть бути різні. А від того, які вони будуть, залежить призначення літака і те, як він буде літати. Типів профілів досить багато, але форма їх принципово завжди каплевидна. Така собі сильно витягнута горизонтальна крапля. Однак крапля ця зазвичай далека від досконалості, тому що кривизна верхньої і нижньої поверхонь у різних типів різна, як втім і товщина самого профілю. Класика - це коли низ близький до площині, а верх опуклий за певним законом. Це так званий несиметричний профіль, але є і симетричні, коли верх і низ мають однакову кривизну.
Розробка аеродинамічних профілів проводилася практично з початку історії авіації, проводиться вона і сейчас.Делается це в спеціалізованих установах. Найяскравішим представником такого роду установ в Росії є ЦАГІ - Центральний аерогідродинамічний інститут імені професора Н.Є. Жуковського. А в США - такі функції виконує Дослідницький центр в Ленглі (підрозділ NASA).
THE END?
Далі буде.....
THE END?