Сверхкритический профиль крыла что это

Сверхкритический профиль

Полезное

Смотреть что такое «Сверхкритический профиль» в других словарях:

сверхкритический профиль — сверхкритический профиль, суперкритический профиль, — дозвуковой профиль крыла, позволяющий при фиксированном значении коэффициентов подъёмной силы и толщины профиля существенно повысить критическое Маха число М*. На самолётах с малыми… … Энциклопедия «Авиация»

сверхкритический профиль — сверхкритический профиль, суперкритический профиль, — дозвуковой профиль крыла, позволяющий при фиксированном значении коэффициентов подъёмной силы и толщины профиля существенно повысить критическое Маха число М*. На самолётах с малыми… … Энциклопедия «Авиация»

сверхкритический профиль — сверхкритический профиль, суперкритический профиль, — дозвуковой профиль крыла, позволяющий при фиксированном значении коэффициентов подъёмной силы и толщины профиля существенно повысить критическое Маха число М*. На самолётах с малыми… … Энциклопедия «Авиация»

сверхкритический профиль — сверхкритический профиль, суперкритический профиль, — дозвуковой профиль крыла, позволяющий при фиксированном значении коэффициентов подъёмной силы и толщины профиля существенно повысить критическое Маха число М*. На самолётах с малыми… … Энциклопедия «Авиация»

ПРОФИЛЬ — аэродинамический контур сечения аэродинамической поверхности нек рой плоскостью. Напр., крыло ЛА может иметь вогнуто выпуклый, плоско выпуклый, двояковыпуклый (симметричный и несимметричный), ромбовидный и т. п. П. в плоскости, параллельной… … Большой энциклопедический политехнический словарь

Суперкритический профиль — см. Сверхкритический профиль. Авиация: Энциклопедия. М.: Большая Российская Энциклопедия. Главный редактор Г.П. Свищев. 1994 … Энциклопедия техники

суперкритический профиль — суперкритический профиль — то же, что сверхкритический профиль … Энциклопедия «Авиация»

суперкритический профиль — суперкритический профиль — то же, что сверхкритический профиль … Энциклопедия «Авиация»

Профиля теория — описывает взаимодействия профиля крыла бесконечного размаха с плоско параллельным течением и позволяет определять его аэродинамические характеристики путём использования моделей идеальной жидкости, пограничного слоя и вязкой жидкости (газа).… … Энциклопедия техники

профиля теория — профиля теория — описывает взаимодействия профиля крыла бесконечного размаха с плоскопараллельным течением и позволяет определять его аэродинамические характеристики путём использования моделей идеальной жидкости, пограничного слоя и вязкой… … Энциклопедия «Авиация»

Источник

Какие предметы создают подъемную силу, и зачем крылу форма крыла. ч.2

В первой части https://pikabu.ru/story/kakie_predmetyi_sozdayut_podemnuyu_s. было про то, как всякие не очень похожие на крыло предметы создают подъемную силу. А в этом посте предлагаю проверить свою интуицию и угадать, что происходит с подъемной силой в том или ином случае.

К сожалению, ученые не продувают чайники в аэродинамических трубах, вместо этого предпочитая профили крыльев. (Пикабу, может запилим пикабушную аэродинамическую трубу?) Однако, нашлись странные люди, которые решили продуть профиль крыла под всеми углами атаки от 0 до 180 (в отличие от «обычных» 0-17 градусов, на которых летают самолеты). Эти данные мы и используем. Но начнем с закрылков.

Пример 1: из крыла торчит плоская хрень почти перпендикулярно потоку.

Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть фото Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть картинку Сверхкритический профиль крыла что это. Картинка про Сверхкритический профиль крыла что это. Фото Сверхкритический профиль крыла что это

Как вы думаете, увеличится или уменьшится подъемная сила крыла, если в его конец (на 20% длины хорды) присобачить щиток почти перпендикулярно потоку (показано красным)? скажем, под углом 75 градусов от убранного положения?

Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть фото Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть картинку Сверхкритический профиль крыла что это. Картинка про Сверхкритический профиль крыла что это. Фото Сверхкритический профиль крыла что это

Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть фото Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть картинку Сверхкритический профиль крыла что это. Картинка про Сверхкритический профиль крыла что это. Фото Сверхкритический профиль крыла что это

Какой же правильный ответ? Подъемная сила увеличится почти в 2-3 раза. (Чтобы это не было средней температурой по больнице, нужно указать, при каких углах атаки; для интересующихся, графики в комментариях.)

Пример 2. Крыло задом наперед. Допустим, по каким-то странным причинам крыло установили задом наперед (не зря на некоторых авиационных деталях написано «этой стороной вверх»:D ). Сможет ли самолет лететь?

Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть фото Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть картинку Сверхкритический профиль крыла что это. Картинка про Сверхкритический профиль крыла что это. Фото Сверхкритический профиль крыла что это

Этот вопрос на самом деле не такой уж и праздный. У вертолетчиков, как известно, все не как у людей, и иногда некоторые части лопастей оказываются в зоне обратного потока. Не все хорошо и у водителей самолетов с хвостовым колесом: на рулении даже не очень сильный попутный ветер вполне способен создать подъемную силу на стабилизаторе (несмотря на то, что он к ветру задом наперед) и перевернуть самолет носом вниз, повредив пропеллер.

Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть фото Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть картинку Сверхкритический профиль крыла что это. Картинка про Сверхкритический профиль крыла что это. Фото Сверхкритический профиль крыла что это

Но вернемся к теме! Есть ли подъемная сила при обратном обтекании и сколько?

С одной стороны, у нас прямо в поток торчит острый конец. За ним же наверно срыв потока и вот это вот все? С другой стороны, вспомним наше правило из прошлого поста:

Если что-то более-менее плоское поставить под разумным углом атаки к потоку на большой скорости, то оно будет создавать дохрена подъемной силы.

Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть фото Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть картинку Сверхкритический профиль крыла что это. Картинка про Сверхкритический профиль крыла что это. Фото Сверхкритический профиль крыла что это

(источник графика: Fluid-dynamic lift, S. Hoerner, стр. 2-8 (так вот у него в книжке страницы пронумерованы)

Если присмотреться, то обратное обтекание даже создает чуть больше подъемной силы. (Хотя такие тонкости наверно сильно зависят от конкретного профиля крыла. Но это не помешало авторам книги привести аж две теории, почему так случилось.)

Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть фото Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть картинку Сверхкритический профиль крыла что это. Картинка про Сверхкритический профиль крыла что это. Фото Сверхкритический профиль крыла что это

(и как выглядит его обтекание?)

Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть фото Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть картинку Сверхкритический профиль крыла что это. Картинка про Сверхкритический профиль крыла что это. Фото Сверхкритический профиль крыла что это

Если грубо прикинуть для нашего самолета, то получаются примерно такие цифры: при посадке перед касанием (на больших углах атаки) нужен коэффициент где-то 1.4. При круизе на скорости 100 узлов нужно где-то 0.3-0.4. При полете на скорости 150 узлов (очень маленькие углы атаки) нужно где-то 0.15.

Иными словами, если кто-то на скорости 150 узлов вдруг поставит крылья нашего самолета перпендикулярно потоку, они продолжат создавать подъемную силу, но в 2-3 раза меньшую, чем нужно, и смогут поднять где-то 300-400 кг вместо обычных

Авторы кстати сами слегка удивились и предположили, что подъемная сила создается благодаря обтеканию воздуха вокруг закругленной передней части крыла.

4. Крыло под 45 градусов к потоку. Дело в том, что гражданские самолеты летают на углах атаки где-то 0-17 градусов (зависит от крыла), и поэтому график подъемной силы от угла атаки обычно приводят только для этих углов.

Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть фото Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть картинку Сверхкритический профиль крыла что это. Картинка про Сверхкритический профиль крыла что это. Фото Сверхкритический профиль крыла что это

Милая сердцу любого пилота картина.

Все пилоты знают, что за критическим углом атаки подъемная сила падает, но вот насколько сильно она падает и что с ней происходит дальше, обычно не говорят, т.к. это банально не нужно в полете. Многие даже считают, что она падает до нуля. Мне казалось, что она ведет себя как-то так:

Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть фото Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть картинку Сверхкритический профиль крыла что это. Картинка про Сверхкритический профиль крыла что это. Фото Сверхкритический профиль крыла что это

а реальность как всегда оказалась сурова и бескомпромиссна:

Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть фото Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть картинку Сверхкритический профиль крыла что это. Картинка про Сверхкритический профиль крыла что это. Фото Сверхкритический профиль крыла что это

Данный конкретный профиль под углом 45 градусов производит даже чуть больше подъемной силы, чем в «нормальном режиме крыла» в районе 10 градусов. (Но на всякий случай уточню, что конкретные числа зависят от удлинения крыла и от числа Рейнольдса. Мне попадались графики, где второй пик (на 45 градусов) был сильно ниже или выше первого)

5. Крыло под 80 градусов к потоку. В этом случае профиль NACA 0012 имеет коффициент подъемной силы примерно 0.35, т.е. такое крыло может поддерживать наш самолет в круизе на скорости в 100 узлов.

Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть фото Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть картинку Сверхкритический профиль крыла что это. Картинка про Сверхкритический профиль крыла что это. Фото Сверхкритический профиль крыла что это

Сопротивление довольно мало при маленьких (круизных) углах атаки, но потом на углах 10-15 градусов резко возрастает. А теперь давайте посмотрим, где это резкое возрастание в общей картине, и сколько сопротивления производило бы наше «крыло» под 45 градусов к потоку:

Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть фото Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть картинку Сверхкритический профиль крыла что это. Картинка про Сверхкритический профиль крыла что это. Фото Сверхкритический профиль крыла что это

Сперва и не найдешь, где на это картинке то самое «резкое возрастание». Вон оно, слева, на углах 0-12 градусов почи у самого нуля, сплющилось до почти горизонтальной линии из-за огромных чисел сопротивления на больших углах атаки.

То есть, крыло под нормальными углами атаки типа 5 градусов создает очень много подъемной силы очень мало сопротивления, а крыло под скажем 70 градусов создает столько же подъемной силы и в разы больше сопротивления. Ну и нафига нам такое крыло?

Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть фото Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть картинку Сверхкритический профиль крыла что это. Картинка про Сверхкритический профиль крыла что это. Фото Сверхкритический профиль крыла что это

Кто-то в интернете когда-то сказал:

Когда мне говорят «с хорошим двигателем полетит даже забор», я спрашиваю у него: «ну и нафига тебе забор с двигателем?»

За сим откланяюсь, спасибо за внимание, и не стоит недооценивать количество производимой подъемной силы!

Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть фото Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть картинку Сверхкритический профиль крыла что это. Картинка про Сверхкритический профиль крыла что это. Фото Сверхкритический профиль крыла что это

Авиация и Техника

6.4K поста 13.1K подписчиков

Правила сообщества

Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть фото Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть картинку Сверхкритический профиль крыла что это. Картинка про Сверхкритический профиль крыла что это. Фото Сверхкритический профиль крыла что это

ну вот. На всех графиках при 0 атаки крыла-0 подъёмной силы

Это всё херня! Где МАГИЯ ВОЗДУХА?!

Вам надо физику в университете преподавать) Я ни у кого еще понятнее не читал)

А почему не использовать сверхтонкое и сверхплощадное крыло плоской формы? Чтобы самолёт был просто маленьким фюзеляжем, прикреплённым к огромному куску фанеры. Так обеспечится наименьшее аэродинамическое сопротивление.

Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть фото Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть картинку Сверхкритический профиль крыла что это. Картинка про Сверхкритический профиль крыла что это. Фото Сверхкритический профиль крыла что это

Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть фото Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть картинку Сверхкритический профиль крыла что это. Картинка про Сверхкритический профиль крыла что это. Фото Сверхкритический профиль крыла что это

Факты из аэродинамики 5. Крыло

Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть фото Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть картинку Сверхкритический профиль крыла что это. Картинка про Сверхкритический профиль крыла что это. Фото Сверхкритический профиль крыла что это

С прямым крылом все просто: легко в производстве, отлично себя чувствует на небольших скоростях. Пример самолеты первой и второй мировых войн, современные поршневые самолеты.

Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть фото Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть картинку Сверхкритический профиль крыла что это. Картинка про Сверхкритический профиль крыла что это. Фото Сверхкритический профиль крыла что это

Стреловидное крыло (40. 60град) имеет преимущества на околозвуковых скоростях и сверхзвуковых скоростях. Современные авиалайнеры развивают скорость до 900км/ч, а на больших высотах это может быть уже M=0,8 (в авиации М=1 это скорость звука при данных условиях полета). Поэтому у всех крупных самолётов угол стреловидности завис от 35. 45 град, не более.

Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть фото Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть картинку Сверхкритический профиль крыла что это. Картинка про Сверхкритический профиль крыла что это. Фото Сверхкритический профиль крыла что это

Абзац со звездочкой*
Поток воздуха на стреловидном крыле можно разложить на две составляющие: перпендикулярно крылу и вдоль передней кромки. Тот вектор скорости, что вдодь передней кромки в создании подъемной силы не участвует, лишь создает сопротивление. А второй вектор, который перпендикулярен кромке крыла (Vn) имеет МЕНЬШУЮ скорость, нежели поток воздуха, который был изначально (V) (сложение векторов, все дела).
Таким ообразом, все негативные эффекты околозвуковой скорости наступят позже.

Пример, условно: негатив при M=0.8. Фактическая скорость V М=0.9, но на крыле (Vn) всего лишь М=0.6 из-за стреловидности крыла

Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть фото Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть картинку Сверхкритический профиль крыла что это. Картинка про Сверхкритический профиль крыла что это. Фото Сверхкритический профиль крыла что это

Еще одно инженерное решение для самолетов с большим углом стреловидности. Чтобы тот поток воздуха, что скользит по кромке крыла, был нам на пользу, ставят аэродинамические гребни (МиГ17)

Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть фото Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть картинку Сверхкритический профиль крыла что это. Картинка про Сверхкритический профиль крыла что это. Фото Сверхкритический профиль крыла что это

На некотрых истребителях вместо гребней есть «аэродинамический зуб» (МиГ23, например). Создаваемый им вихрь не дает воздуху перетекать, а при маневрировании (на як130 тоже есть) закрученный поток воздуха намного позже отлипает от крыла (при больших углах атаки, срыв на крыле позже кароч)

Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть фото Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть картинку Сверхкритический профиль крыла что это. Картинка про Сверхкритический профиль крыла что это. Фото Сверхкритический профиль крыла что это

Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть фото Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть картинку Сверхкритический профиль крыла что это. Картинка про Сверхкритический профиль крыла что это. Фото Сверхкритический профиль крыла что это

Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть фото Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть картинку Сверхкритический профиль крыла что это. Картинка про Сверхкритический профиль крыла что это. Фото Сверхкритический профиль крыла что это

Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть фото Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть картинку Сверхкритический профиль крыла что это. Картинка про Сверхкритический профиль крыла что это. Фото Сверхкритический профиль крыла что это

Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть фото Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть картинку Сверхкритический профиль крыла что это. Картинка про Сверхкритический профиль крыла что это. Фото Сверхкритический профиль крыла что это

Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть фото Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть картинку Сверхкритический профиль крыла что это. Картинка про Сверхкритический профиль крыла что это. Фото Сверхкритический профиль крыла что это

Итак, теперь про крылья изменяемой стреловидности. Площадь крыла не изменятся при повороте консоли, так что формула подъемной силы и сама подъемная сила должна быть постоянной.
Теперь перечитываем все выше и получаем: на взлетно-посадочных и маневренных режимах важны: большое удлинение крыла и малая стреловидность, а на больших скоростях наоборот. Вот вам хит 80ых, крыло изменямой стреловидности

Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть фото Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть картинку Сверхкритический профиль крыла что это. Картинка про Сверхкритический профиль крыла что это. Фото Сверхкритический профиль крыла что это

Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть фото Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть картинку Сверхкритический профиль крыла что это. Картинка про Сверхкритический профиль крыла что это. Фото Сверхкритический профиль крыла что это

Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть фото Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть картинку Сверхкритический профиль крыла что это. Картинка про Сверхкритический профиль крыла что это. Фото Сверхкритический профиль крыла что это

Не могу пройти мимо истребителей. Для малых скоростей есть отклоняемые носки крыла, отклоняемые флаппероны (Су-30см). Для устойчивости на больших углах атаки от наплывов образуется полезный вихрь, сохраняющий путевую устойчивость самолета. Для сверхзвуковых скоростей есть цельноповоротный стабилизатор, ведь из-за образовавшихся скачков уплотнения эффективности обычных рулей высоты (как на поршневых самолетах) недостаточно.

Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть фото Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть картинку Сверхкритический профиль крыла что это. Картинка про Сверхкритический профиль крыла что это. Фото Сверхкритический профиль крыла что это

Все. Не отвлекаюсь. Я про крыло рассказывал.

Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть фото Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть картинку Сверхкритический профиль крыла что это. Картинка про Сверхкритический профиль крыла что это. Фото Сверхкритический профиль крыла что это

Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть фото Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть картинку Сверхкритический профиль крыла что это. Картинка про Сверхкритический профиль крыла что это. Фото Сверхкритический профиль крыла что это

Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть фото Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть картинку Сверхкритический профиль крыла что это. Картинка про Сверхкритический профиль крыла что это. Фото Сверхкритический профиль крыла что это

Какие предметы создают подъемную силу, и зачем крылу форма крыла. ч.1

В первой части поста мы немного поговорим про подъемную силу вообще (по принципу «ей-богу так!»), а во второй части посмотрим уже на конкретные цифры в некоторых случаях. Там вы сможете проверить свою интуицию и угадать, как много подъемной силы создается в том или ином случае.

Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть фото Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть картинку Сверхкритический профиль крыла что это. Картинка про Сверхкритический профиль крыла что это. Фото Сверхкритический профиль крыла что это

Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть фото Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть картинку Сверхкритический профиль крыла что это. Картинка про Сверхкритический профиль крыла что это. Фото Сверхкритический профиль крыла что это

Т.к. крыло прикладывает силу к воздуху, изменяя его траекторию, воздух в ответку прикладывает силу к крылу. И если картинка обтекания несимметрична (верх/низ), то скорее всего на тело действует сколько-то подъемной силы.

Из этого нехитрого рассуждения можно сделать простой вывод: почти всё создает подъемную силу. Чтобы тело не создавало подъемной силы, нужно специально постараться: либо надо взять симметричное тело и поставить его параллельно потоку:

Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть фото Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть картинку Сверхкритический профиль крыла что это. Картинка про Сверхкритический профиль крыла что это. Фото Сверхкритический профиль крыла что это

либо, если тело несимметрично, надо найти специальный угол обдува (на авиационном языке угол атаки), при котором подъемная сила оказывается равна нулю:

Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть фото Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть картинку Сверхкритический профиль крыла что это. Картинка про Сверхкритический профиль крыла что это. Фото Сверхкритический профиль крыла что это

Вот возьмем простой советский чайник. Если его обдувать, скажем, справа, будет он создавать подъемную силу? Да, будет, он же несимметричен (если только ему случайно не повезло. Но тогда можно чуть изменить угол атаки. ). Она может быть большой или маленькой, она может быть направлена вверх или вниз, но она будет.

Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть фото Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть картинку Сверхкритический профиль крыла что это. Картинка про Сверхкритический профиль крыла что это. Фото Сверхкритический профиль крыла что это

От чего зависит подъемная сила. Вы скажете, ну ладно, будет у чайника подъемная сила, но она будет крохотной. Это не считается. И тут нужно сказать две вещи.

Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть фото Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть картинку Сверхкритический профиль крыла что это. Картинка про Сверхкритический профиль крыла что это. Фото Сверхкритический профиль крыла что это

Второе. Несмотря на отсутствие экспериментальных данных, иногда можно «на глаз» определить, создает ли что-то подъемную силу. Эмпирическое правило выглядит примерно так, хотя есть некоторое количество исключений:

Если что-то более-менее плоское поставить под разумным углом атаки к потоку на большой скорости, то оно будет создавать дохрена подъемной силы.

Начнем с предметов, про которые точно известно, что они создают дохрена подъемной силы:

Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть фото Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть картинку Сверхкритический профиль крыла что это. Картинка про Сверхкритический профиль крыла что это. Фото Сверхкритический профиль крыла что это

В данном случае пластинка и крыло поставлены под большими углами атаки, где-то 40 и 60 наверно. Несмотря на тотальный срыв потока за данными предметами, они продолжают создавать дофига подъемной силы, хотя казалось бы, этот хаос на картинке не имеет ничего общего с плавным обтеканием крыла на картинках выше. Откуда подъемная сила?

Воздух, расступаясь перед оными предметами, создает зону повышенного давления, которое выталкивает предмет вверх. А что происходит за предметом, ему уже как-то пофиг. Много этой подъемной силы создается или мало? Эксперимент показывает, что величина подъемной силы зависит в первую очередь от скорости, и при стандартных скоростях полета данные предметы создают достаточно подъемной силы, чтобы компенсировать вес самолета.

Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть фото Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть картинку Сверхкритический профиль крыла что это. Картинка про Сверхкритический профиль крыла что это. Фото Сверхкритический профиль крыла что это

А вот еще одно эээ. чудо инженерной мысли, создающее подъемную силу фюзеляжем:

Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть фото Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть картинку Сверхкритический профиль крыла что это. Картинка про Сверхкритический профиль крыла что это. Фото Сверхкритический профиль крыла что это

Но эээ.. стоп, у него же лапки крылья, скажете вы. Да, и они вносят свой вклад, но когда у этого чуда померяли подъемную силу в зависимости от угла атаки, оказалось, что крылья уже давно свалены, а подъемная сила все росла. и росла. и росла.

А вот крыло, поставленное задом наперед, т.е. острым концом вперед к потоку. И что бы вы думали. (на величину подъемной силы, производимой таким образом, посмотрим в следующей части)

Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть фото Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть картинку Сверхкритический профиль крыла что это. Картинка про Сверхкритический профиль крыла что это. Фото Сверхкритический профиль крыла что это

Как вы видели в видео с гоночной машиной, машины тоже те еще любители полетать, причем не только с задранным носом, но и с задранным боком и, простите, задом (погуглите видео NASCAR Blowover Compilation, но там немного жесть)

Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть фото Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть картинку Сверхкритический профиль крыла что это. Картинка про Сверхкритический профиль крыла что это. Фото Сверхкритический профиль крыла что это

Перейдем к предметам, которые, к сожалению, никогда не продували в аэродинамических трубах, но которые просто обязаны создавать подъемную силу, по тем же причинам, как и предметы выше.

Ступа Бабы-Яги. Вопрос исключительно скорости и угла атаки.

Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть фото Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть картинку Сверхкритический профиль крыла что это. Картинка про Сверхкритический профиль крыла что это. Фото Сверхкритический профиль крыла что это

Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть фото Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть картинку Сверхкритический профиль крыла что это. Картинка про Сверхкритический профиль крыла что это. Фото Сверхкритический профиль крыла что это

Заключение. Конечно, никакой речи о реальных летающих метлах и чайниках не идет: чтобы на чем-то можно было летать, одной подъемной силы мало: нужна балансировка, управляемость, хорошее поведение возле критических режимов полета и возможность из них выйти, прочность конструкции, а так же достаточно мощный двигатель, чтобы, как в анекдоте про бассейн на борту, «со всем этим взлететь».

Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть фото Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть картинку Сверхкритический профиль крыла что это. Картинка про Сверхкритический профиль крыла что это. Фото Сверхкритический профиль крыла что это

Именно поэтому все, что торчит в поток в самолете, по возможности имеет каплевидную форму: крылья и стабилизаторы, лопасти винтов и роторов, фюзеляжи и даже вот эти каплевидные штуки на колесах: чем меньше сопротивление, тем меньше мощности двигателя нужно тратить на его преодоление, и тем быстрее можно лететь.

Источник

Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть фото Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть картинку Сверхкритический профиль крыла что это. Картинка про Сверхкритический профиль крыла что это. Фото Сверхкритический профиль крыла что это

А сверхкритический профиль (сверхкритический профиль в британском английском) является профиль предназначен в первую очередь для задержки начала волновое сопротивление в трансзвуковой диапазон скоростей.

Сверхкритические профили характеризуются уплощенной верхней поверхностью, высокой изогнутый («загнутые вниз») в кормовой части и больше передовой радиус по сравнению с NACA 6-й серии ламинарные профили. [1] Стандартные формы крыла предназначены для создания более низкого давления на верхнюю часть крыла. И распределение толщины, и изгиб крыла определяют, насколько воздух вокруг крыла ускоряется. По мере приближения скорости самолета к скорость звука, воздух, ускоряющийся вокруг крыла, достигает Мах 1 и ударные волны начинают формироваться. Образование этих ударных волн вызывает волновое сопротивление. Сверхкритические профили спроектированы таким образом, чтобы минимизировать этот эффект за счет уплощения верхней поверхности крыла.

Происхождение сверхкритического профиля можно проследить до немецкого аэродинамика К. А. Кавалки, который спроектировал ряд профилей во время Вторая мировая война. После окончания конфликта несколько стран продолжили исследования в этой области, в том числе Германия, объединенное Королевство, а Соединенные Штаты. Особенно, Hawker Siddeley Aviation разработал ряд усовершенствованных аэродинамических профилей, которые среди других программ были включены в Airbus A300. В Америке аэродинамик Ричард Уиткомб изготовил сверхкритические профили, идентичные более ранним работам Кавалки; они были использованы для создания сверхкритического крыла, которое, в свою очередь, использовалось как в гражданских, так и в военных самолетах. Соответственно, методы, извлеченные из исследований исходных сверхкритических сечений профиля крыла, были использованы для проектирования профилей нескольких высокоскоростных дозвуковых и околозвуковых самолетов. Airbus A310 и Боинг 777 авиалайнеры в McDonnell Douglas AV-8B Harrier II jumpjet.

Содержание

История

Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть фото Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть картинку Сверхкритический профиль крыла что это. Картинка про Сверхкритический профиль крыла что это. Фото Сверхкритический профиль крыла что это

Сверхкритический профиль был впервые предложен аэродинамиками в Германии во время Вторая мировая война. В 1940 г. К. А. Кавалки на Deutsche Versuchsanstalt für Luftfahrt Берлин-Адлерсхоф разработал ряд профилей, характеризующихся эллиптическими передними кромками, максимальной толщиной ниже по потоку до 50% хорды и плоской верхней поверхностью. Об испытаниях этих профилей сообщили Б. Гетерт и К. А. Кавалки в 1944 году. Формы профилей Кавалки были идентичны тем, которые впоследствии были изготовлены американскими специалистами по аэродинамике. Ричард Уиткомб. [2] Авторы авиации Эрнст Генрих Хиршель, Хорст Прем и Геро Маделунг назвали сверхкритический профиль крыла, имеющий не меньшее значение с точки зрения аэродинамики, чем нововведение в области аэродинамики. стреловидное крыло на высокоскоростной самолет. [3]

В течение 1950-х и 1960-х годов ряд различных высокоскоростных исследовательских самолетов, оснащенных обычными аэродинамическими профилями, неоднократно сталкивался с трудностями при преодолении звукового барьера или даже при достижении 0,9 Маха. Сверхзвуковой воздушный поток над верхней поверхностью традиционного аэродинамического профиля вызвал чрезмерное волновое сопротивление, а также форма потери устойчивости, известная как Mach tuck. Специалисты по аэродинамике определили, что за счет соответствующей формы используемого аэродинамического профиля серьезность этих проблем может быть значительно снижена и самолет может развивать гораздо более высокие скорости; это основа сверхкритического крыла. Его конструкция позволяет крылу сохранять высокие характеристики на скоростях, близких к 1 Маха, чем у традиционных аналогов.

Между 1959 и 1968 годами британский производитель аэрокосмической Hawker Siddeley Aviation, базирующаяся в Хатфилде, Англия, разработала собственные улучшенные профили аэродинамического профиля, которые иногда называют крылатыми профилями с задней загрузкой. Исследования Hawker Siddeley впоследствии послужили основой для сверхкритического крыла Airbus A300, многонациональный широкое тело авиалайнер, совершивший первый полет в 1972 году. [4] [5] В параллели, послевоенный Германия и Нидерланды также провели собственные исследования оптимальных околозвуковых конструкций аэродинамического профиля, намереваясь направить эти усилия на поддержку программ гражданской авиации. [6] Вплоть до 1970-х годов большое внимание уделялось разработке аэродинамического профиля, который выполнял изоэнтропическую рекомпрессию, безударный возврат воздушного потока к дозвуковой скорости. [7]

В Соединенных Штатах сверхкритический профиль крыла был областью исследований в 1960-х годах; одним из ведущих американских деятелей в этой области был Ричард Уиткомб. Специально модифицированный Североамериканский Т-2С Бакай Он служил первым испытательным полигоном для сверхкритического крыла, выполнив в течение этого периода многочисленные оценочные полеты в поддержку исследовательских усилий. [8] После первоначальных летных испытаний новые крылья были испытаны на все более высоких скоростях на другом модифицированном военном самолете, TF-8A Крестоносец. [9]

В то время как сверхкритический аэродинамический профиль изначально разрабатывался НАСА как часть США. Национальный сверхзвуковой транспорт программа, сверхзвуковой авиалайнер, который разрабатывался, чтобы использовать его, Боинг 2707, был в конечном итоге отменен из-за сочетания технических проблем и относительно высоких затрат. [10] [11] Несмотря на это, работа была одним из аспектов программы, которая пережила отмену ее основного предполагаемого получателя. Сверхкритическая форма профиля крыла была заложена в конструкцию сверхкритического крыла.

Таким образом, впоследствии технология была успешно применена к нескольким высокодозвуковым самолетам, заметно увеличив их эффективность топлива. [12] Ранние примеры включают Боинг 757 и Боинг 767 авиалайнеры, оба из которых были разработаны в 1980-х годах. [13] По словам Хиршеля, Прем и Маделунга, сверхкритическое крыло считается важным элементом современных авиалайнеров, что указывает на его использование в ассортименте продукции Airbus. [7]

В 1984 г. исследование Кавалки было приведено в качестве основания для официального возражения против США. патент спецификация, выпущенная для сверхкритического профиля. [14] Примерно в это время работы Кавалки, как сообщается, играли активную роль в проектировании новых авиалайнеров, таких как Airbus A310. [7] Кроме того, некоторые самолеты были модернизированы с добавлением сверхкритических крыльев; такой как Хоукер Сиддли Харриер, широко известный как Джет Харриер, у которого было второе поколение AV-8B Harrier II модель, которая приняла новое цельное сверхкритическое крыло для улучшения круизная производительность за счет задержки увеличения лобового сопротивления и увеличения аэродинамического сопротивления. [15]

Внедрение сверхкритического профиля на современных реактивных самолетах привело к сокращению использования некоторых других методов уменьшения волнового сопротивления. В противоударный корпус был одним из таких методов, который также был получен из Ричард Уиткомбработы немецкого аэродинамика Дитрих Кюхеманн. [16] Его также называют «тельцами Уиткомба» или «морковью Кюхемана», он тесно связан с правило области, недавнее нововведение той эпохи, позволяющее минимизировать волновое сопротивление за счет поперечный площадь, плавно изменяющаяся по длине самолета. [17] [18]

Описание

Преимущества

Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть фото Сверхкритический профиль крыла что это. Смотреть картинку Сверхкритический профиль крыла что это. Картинка про Сверхкритический профиль крыла что это. Фото Сверхкритический профиль крыла что это

В определенной точке профиля возникает ударная волна, которая увеличивает коэффициент давления до критического значения Cp-крит, где местная скорость потока будет равна 1 Маха. Положение этой ударной волны определяется геометрией профиля; сверхкритическая фольга более эффективна, потому что ударная волна сводится к минимуму и создается как можно дальше от кормы, что снижает тащить. По сравнению с типичным сечением аэродинамического профиля сверхкритический аэродинамический профиль создает большую подъемную силу на заднем конце из-за более равномерного распределения давления по верхней поверхности.

Помимо улучшенных околозвуковых характеристик, увеличенная передняя кромка сверхкритического крыла обеспечивает ему превосходные характеристики большой подъемной силы. Следовательно, самолеты, использующие сверхкритическое крыло, имеют превосходные взлетно-посадочные характеристики. Это делает сверхкритическое крыло фаворитом конструкторов грузовых транспортных самолетов. Ярким примером одного такого тяжелого самолета, в котором используется сверхкритическое крыло, является Боинг C-17 Globemaster III. [21]

Характеристики стойла

В ларек поведение сверхкритического профиля не похоже на поведение низкоскоростных профилей. Пограничный слой вдоль передней кромки сверхкритического крыла начинается тонким и ламинарным при крейсерских углах. По мере увеличения угла атаки (АОА) этот ламинарный слой отделяется в узкой области и образует короткий пузырь. Воздушный поток, теперь уже турбулентный, снова присоединяется к поверхности позади пузыря; увеличение сопротивления не является экстремальным в этом состоянии. Однако, если AOA увеличивается до точки срыва, создается неблагоприятный градиент давления, и в тонком пограничном слое перед пузырем может образовываться ударная волна даже при относительно низкой скорости. Под критическим углом пузырек быстро расширяется («лопается»), в результате чего воздушный поток внезапно отрывается от всей поверхности (от передней до задней кромки). Резкая потеря подъемной силы усугубляется отсутствием традиционного предупреждения о сваливании или шведский стол, буфет как обеспечит низкоскоростной контур. [22]

Из-за отсутствия предупреждения о столкновении самолеты, использующие сверхкритические крылья, обычно оснащаются шейкер предупреждение и толкатель палок системы восстановления, чтобы соответствовать требованиям сертификации. С заборы крыла «предотвращать одновременное сваливание всего крыла», они также могут служить альтернативным средством обеспечения восстановления в этом отношении. [23]

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *