Развал (аэродинамика)

В аэронавтике и авиационной технике развал — это асимметрия между двумя действующими поверхностями аэродинамического профиля , при этом верхняя поверхность крыла (или, соответственно, передняя поверхность лопасти воздушного винта) обычно более выпуклая ( положительный развал ). Профиль, который не имеет выпуклости, называется симметричным . Преимущества прогиба были обнаружены и впервые использованы Джорджем Кэли в начале 19 века.

Обзор

Развал обычно проектируется в аэродинамическом профиле, чтобы максимизировать его коэффициент подъемной силы . Это сводит к минимуму скорость сваливания самолета, использующего аэродинамический профиль. Самолет с изогнутыми крыльями будет иметь меньшую скорость сваливания, чем самолет с аналогичной нагрузкой на крыло и симметричным профилем крыла.

Авиаконструктор также может уменьшить угол атаки подвесной части крыльев. Это гарантирует, что при приближении самолета к сваливанию корневая часть крыла сваливается раньше законцовки, создавая сопротивление вращению самолета и сохраняя эффективность элеронов вблизи сваливания.

Одна из недавних изогнутых конструкций называется сверхкритическим профилем . Он используется для полетов, близких к сверхзвуковым, и обеспечивает более высокое аэродинамическое качество при полете, близком к сверхзвуковому, чем традиционные аэродинамические профили. Сверхкритические профили имеют уплощенную верхнюю поверхность, сильно изогнутую (изогнутую) кормовую часть и больший радиус передней кромки по сравнению с традиционными формами профиля. Эти изменения задерживают начало волнового сопротивления .

Определение

Говорят, что аэродинамический профиль имеет положительный развал, если его верхняя поверхность (или, в случае ведущей турбины или лопасти воздушного винта, его передняя поверхность) более выпуклая. профиля Развал — это сложное свойство, которое можно более полно охарактеризовать с помощью линии развала , кривой Z(x), которая находится посередине между верхней и нижней поверхностями, и функции толщины T(x) , которая описывает толщину профиля в любой точке. заданный пункт. Верхнюю и нижнюю поверхности можно определить следующим образом:

$Z_{\text{upper}}(x)=Z(x)+{\frac {1}{2}}T(x)$

$Z_{\text{lower}}(x)=Z(x)-{\frac {1}{2}}T(x)$

Пример. Профиль с изогнутой линией развала.

Аэродинамический профиль с рефлекторным изгибом.

Профиль, в котором линия развала изгибается вверх возле задней кромки, называется профилем с рефлекторным развалом. Такой профиль полезен в определенных ситуациях, например, в случае с бесхвостыми самолетами , поскольку момент относительно аэродинамического центра профиля может быть равен 0. Линию развала для такого профиля можно определить следующим образом ( обратите внимание, что линии над переменными обозначают что они были обезразмерены путем деления на хорду ):

${\overline {Z}}(x)=a\left[\left(b-1\right){\overline {x}}^{3}-b{\overline {x}}^{2}+{\overline {x}}\right]$

Справа показан профиль крыла с изогнутой линией развала. Было использовано распределение толщины профиля NACA 4-й серии с соотношением толщины 12%. Уравнение для этого распределения толщины:

${\overline {T}}(x)={\frac {t}{0.2}}\left(0.2969{\sqrt {\overline {x}}}-0.1260{\overline {x}}-0.3516{\overline {x}}^{2}+0.2843{\overline {x}}^{3}-0.1015{\overline {x}}^{4}\right)$

Где t – коэффициент толщины.

См. также

• Аккорд
• Профиль NACA
• Аэродинамическое сопротивление
• Ось нулевого подъема

Ссылки

Источники

• Настольный цифровой учебник по аэродинамике . Проверено 7 сентября 2008 г.
• Теория секций крыла , Ира Х. Эбботт и Альберт Э. Фон Дёнхофф (Dover Publications-1959) ISBN   0-486-60586-8