Развал (аэродинамика)

В аэронавтике и авиационной технике изгиб — это асимметрия между двумя действующими поверхностями аэродинамического профиля , при этом верхняя поверхность крыла (или, соответственно, передняя поверхность лопасти винта) обычно более выпуклая ( положительный изгиб ). Аэродинамический профиль, который не имеет изгиба, называется симметричным профилем . Преимущества изгиба были обнаружены и впервые использованы Джорджем Кейли в начале 19 века. ^[1]

Прогиб обычно проектируется в профиле, чтобы увеличить его максимальный коэффициент подъемной силы C _Lmax . Это минимизирует скорость сваливания самолета, использующего профиль. Самолет с крыльями, использующими изогнутый профиль, будет иметь более низкую скорость сваливания, чем самолет с аналогичной нагрузкой на крыло и крыльями, использующими симметричный профиль.

Одна из последних конструкций с изгибом называется сверхкритический аэродинамический профиль . Он используется для почти сверхзвукового полета и обеспечивает более высокое отношение подъемной силы к лобовому сопротивлению при почти сверхзвуковом полете , чем традиционные аэродинамические профили. Сверхкритические аэродинамические профили используют сплющенную верхнюю поверхность, сильно изогнутую (изогнутую) заднюю часть и больший радиус передней кромки по сравнению с традиционными аэродинамическими профилями. Эти изменения задерживают начало волнового сопротивления .

Говорят, что аэродинамический профиль имеет положительный изгиб, если его верхняя поверхность (или в случае лопасти приводной турбины или пропеллера его передняя поверхность) более выпуклая. Изгиб — это сложное свойство, которое можно более полно охарактеризовать линией изгиба аэродинамического профиля , кривой Z(x), которая находится на полпути между верхней и нижней поверхностями, и функцией толщины T(x) , которая описывает толщину аэродинамических профилей в любой заданной точке. Верхнюю и нижнюю поверхности можно определить следующим образом:

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

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

Профиль, где линия изгиба изгибается назад около задней кромки, называется профилем с загнутым изгибом. Такой профиль полезен в определенных ситуациях, например, с бесхвостыми самолетами , поскольку момент относительно аэродинамического центра профиля может быть равен 0. Линия изгиба для такого профиля может быть определена следующим образом ( обратите внимание, что линии над переменными указывают на то, что они были обезразмерены путем деления на хорду ):

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

Справа показан аэродинамический профиль с отогнутой линией изгиба. Использовалось распределение толщины для аэродинамического профиля NACA 4-й серии с коэффициентом толщины 12%. Уравнение для этого распределения толщины следующее:

${\displaystyle {\overline {T}}(x)={\frac {t}{0,2}}\left(0,2969{\sqrt {\overline {x}}}-0,1260{\overline {x}}-0,3516{\overline {x}}^{2}+0,2843{\overline {x}}^{3}-0,1015{\overline {x}}^{4}\right)}$

Где t — отношение толщин.

• Аккорд
• Аэродинамический профиль NACA
• Аэродинамическое сопротивление
• Ось нулевого подъема

Источники

• Цифровой учебник по аэродинамике для настольных компьютеров. Получено 07.09.08.
• Теория сечений крыла , Айра Х. Эбботт и Альберт Э. фон Денхофф (Dover Publications-1959) ISBN 0-486-60586-8