Care este unghiul de atac în aviație. Aviație, militară și civilă. De ce se întâmplă asta

Pe baza valorilor cunoscute ale coeficienților aerodinamici C yȘi C x trasează un grafic pentru diferite unghiuri de atac LA = f ( A ) (Fig. 23).

Graficul arată că odată cu creșterea unghiului de atac până la o anumită valoare, calitatea aerodinamică crește. La un anumit unghi de atac calitatea atinge valoarea maximă K max. Acest unghi este numit cel mai avantajos unghi de atac, un naiv .

La unghiul de atac zero de ridicare a o Unde C y =0 calitatea aerodinamică va fi zero.

Influența asupra calității aerodinamice a formei profilului este asociată cu grosimea relativă și curbura profilului. In acest caz, forma contururilor profilului, forma degetului si pozitia au o mare influenta grosime maxima profil de-a lungul coardei (Fig. 24).

Orez. 23 Graficul dependenței calității aerodinamice de unghiul de atac

Orez. 24 Dependența calității aerodinamice de unghiul de atac și grosimea profilului

Orez. 25. Formarea forței de aspirație

Orez. 26 Modificarea calității aerodinamice a aripii în funcție de numărul Mach

Când curgeți în jurul profilelor cu degete rotunjite și îngroșate, se formează o forță de aspirație la vârful profilului, care poate reduce semnificativ rezistența la rezistență. Ea atinge cea mai mare valoare la unghiuri de atac apropiate un naiv când forţa de aspiraţie poate depăşi forţa de frecare (Fig. 25).

Pentru a obține valori mai mari K max sunt selectate grosime optimăși curbura profilului, formele conturului și alungirea aripilor.

Forma planului aripii afectează și calitatea aerodinamică a aripii. Pentru a obține cele mai înalte valori de calitate, cea mai bună formă a aripii este eliptică cu marginea anterioară rotunjită. Această aripă are cea mai mică rezistență inductivă. Creșterea raportului de aspect al aripii reduce rezistența sa indusă (rețineți ) crește deci eficiența aerodinamică.

Pe măsură ce numărul crește M zbor înainte de apariția crizei valurilor, calitatea va crește ușor (pentru un anumit unghi de atac), deoarece manifestarea compresibilității aerului crește C y . Odată cu declanșarea crizei valurilor, calitatea scade brusc deoarece coeficientul de portanță scade și C x crește (Fig. 26).

Starea suprafeței aripii (rugozitate, ondulație, abatere de la o formă dată) afectează valoarea rezistenței profilului. Prin urmare, prin îmbunătățirea stării suprafeței aripii (sau menținerea acesteia în stare bună), este posibilă îmbunătățirea calității aerodinamice a aeronavei.

CONSTRUCȚIA CARACTERISTICILOR AERODINAMICE ALE ARIPILOR ȘI ALE AEROVILOR

ARIPA POLAR

Pentru diferite calcule ale caracteristicilor de zbor ale aripii, este deosebit de important să se cunoască schimbarea simultană C yȘi C x în intervalul unghiurilor de atac de zbor. În acest scop, este trasat un grafic al dependenței coeficientului C y din C x, numita polara.

Pentru a construi un polar pentru o anumită aripă, aripa (sau modelul ei) este suflată într-un tunel de vânt la diferite unghiuri de atac. La suflare, valorile forței de ridicare sunt măsurate pentru fiecare unghi de atac folosind echilibre aerodinamice Y și forțele de tracțiune Q. După ce am determinat mărimea forțelor Y și Q pentru un profil dat se calculează coeficienții aerodinamici ai acestora. Din formula pentru forțele de ridicare și tragere găsim:

(2.20)

Acest calcul se face pentru fiecare unghi de atac. Rezultatele măsurătorilor și calculelor sunt introduse într-un tabel.

Pentru a construi o polară, sunt desenate două axe reciproc perpendiculare. Valorile sunt reprezentate pe axa verticală C y , si pe orizontala - C x . Cântare pt C yȘi C x De obicei se iau altele diferite.

Acceptat pentru C y ia o scară de 5 ori mai mare decât pentru C x , întrucât în ​​cadrul unghiurilor de zbor de atac gama de schimbare C y de câteva ori mai mare decât intervalul de schimbare C x . Fiecare punct al graficului rezultat corespunde unui anumit unghi de atac.

Numele „polar” se explică prin faptul că această curbă poate fi considerată ca o diagramă polară construită pe coordonatele coeficientului total de forță aerodinamică Cu R Și j , Unde j - unghiul de înclinare al forţei aerodinamice totale R pe direcția vitezei curgerii care se apropie (cu condiția ca scara C y și C x ia la fel).

Orez. 27 Principiul construirii unei aripi polare

Orez. 28 aripi polari

Dacă desenăm un vector de la originea coordonatelor (Fig. 27), combinat cu centrul de presiune al profilului, până la orice punct de pe polar, atunci acesta va reprezenta diagonala unui dreptunghi, ale cărui laturi sunt, respectiv, egale. Cu yȘi C x . coeficientul de tragere și ridicare din unghiurile de atac - așa-numita polaritate a aripii.

Deoarece coeficienţii Cu yȘi C x sunt proporționale cu forțele aerodinamice, atunci este ușor de verificat dacă unghiul dintre vectori Cu rȘi Cu y , reprezintă unghiul de calitate q. Unghiul de calitate q poate fi măsurat direct pe un polar construit pe scale egale Cu yȘi C x, și întrucât polarii sunt construiti, de regulă, pe coeficienți de scară diferiți Cu yȘi C x , atunci unghiul de calitate este determinat din raport

Polarul este construit pentru o aripă foarte specifică cu dimensiuni geometrice date și forma profilului (Fig. 28). Pe baza polarității aripilor, pot fi determinate un număr de unghiuri caracteristice de atac.

Zero lift anglea o se află la intersecția dintre polar și ax C x . La acest unghi de atac coeficientul de portanță este zero (Cu y = 0).

Pentru aripile aeronavelor moderne este de obicei a o =

Unghiul de atac la care C x are cea mai mică valoare a C h.min . se găsește desenând o tangentă la polara paralelă cu axa Cu y . Pentru profilurile de aripi moderne, acest unghi este în intervalul de la 0 la 1°.

Cel mai favorabil unghi de atac a naiv . Deoarece la unghiul cel mai favorabil de atac calitatea aerodinamică a aripii este maximă, unghiul dintre axe Cu y iar o tangentă trasă de la origine, adică unghiul de calitate , la acest unghi de atac, conform formulei (2.19), va fi minimă. Prin urmare, pentru a determina un naiv trebuie să desenați o tangentă la polar de la origine. Punctul de atingere va corespunde un naiv . Pentru aripi moderne un naiv se află înăuntru 4 - 6°.

Unghiul critic de atac a Creta . Pentru a determina unghiul critic de atac, este necesar să trasați o tangentă la polar, paralel cu axa C x . Punctul de contact va corespunde un critic . Pentru aripile aeronavelor moderne un critic= 16-30°.

Unghiurile de atac cu aceeași calitate aerodinamică se găsesc prin trasarea unei secante de la origine la polar. La punctele de intersecție găsim unghiurile de atac (a 1 Și a 2) la zbor, în care calitatea aerodinamică va fi aceeași și neapărat mai mică K max .

AVION POLARE

Una dintre principalele caracteristici aerodinamice ale unei aeronave este polara aeronavei. S-a stabilit anterior că coeficientul de portanță al aripii Cu y egal cu coeficientul de portanță al întregii aeronave, iar coeficientul de rezistență al aeronavei pentru fiecare unghi de atac este mai mare C x aripă după mărime C x vr , adică

Prin urmare, polara avionului poate fi obținută prin adăugarea cantității C x vr La C x aripă pe aripa polară pentru unghiurile de atac corespunzătoare. Polaritatea avionului va fi deplasată la dreapta polarității aripii cu o sumă C x vr (Fig. 29). De obicei, o aeronavă polară este construită folosind date de constrângere Cu y =f(a) Și C x =f(a), obţinute experimental prin suflarea modelelor în tuneluri de vânt. Unghiurile de atac pe planul polar al aeronavei sunt stabilite prin translarea orizontală a unghiurilor de atac marcate pe planul polar al aripii.

Determinarea caracteristicilor aerodinamice și a unghiurilor caracteristice de atac de-a lungul polarității aeronavei se realizează în același mod ca și la polaritatea aripii.

Unghi de atac zero de ridicare a aeronava nu este practic diferită de unghiul de atac al unei aripi cu portare zero. Pentru că pe cărbune un 0 forța de ridicare este zero, atunci la acest unghi de atac este posibilă doar mișcarea verticală în jos a aeronavei, numită scufundare verticală, sau alunecare verticală la un unghi de 90°.

Orez. 29 Polari de aripă și avioane

Orez. 30 Polari de avion cu clapete extinse

Unghiul de atac la care coeficientul de rezistență are o valoare minimă () este situat paralel cu axa Cu y tangentă la polar. Când zburați în acest unghi de atac, va exista cea mai mică pierdere de rezistență. La acest unghi de atac (sau aproape de el) zborul se efectueaza la viteza maxima.

Cel mai avantajos unghi de atac (un naiv) corespunde cea mai mare valoare calitatea aerodinamică a aeronavei. Grafic, acest unghi, la fel ca și pentru aripă, este determinat prin trasarea unei tangente la polar de la origine. Graficul arată că înclinarea tangentei la polara aeronavei este mai mare decât cea a tangentei la polara aripii. Și de când

atunci putem concluziona că calitatea maximă a aeronavei în ansamblu este întotdeauna mai mică decât calitatea aerodinamică maximă a unei aripi individuale.

Din același grafic se poate observa că unghiul cel mai favorabil de atac al aeronavei este cu 2 - 3° mai mare decât unghiul cel mai favorabil de atac al aripii.

Orez. 31 Polari de avion pt numere diferite M

Unghiul critic de atac al aeronavei (un critic) valoarea sa nu diferă de valoarea aceluiași unghi pentru aripă.

În fig. 32 prezintă polarii avionului în trei versiuni:

- clapele sunt retractate;

- clapetele sunt extinse în poziția de decolare ( d 3 = 20°);

- flapsurile sunt extinse până în poziția de aterizare ( d 3 = 45°).

Ridicarea clapetelor în poziția de decolare (d 3 = 15-25°) vă permite să creșteți coeficientul de ridicare maxim Su max cu o creștere relativ mică a coeficientului de rezistență. Acest lucru face posibilă reducerea vitezei minime de zbor necesare, ceea ce determină practic viteza de decolare a aeronavei în timpul decolării. Prin desfășurarea clapetelor (sau clapetelor) în poziția de decolare, lungimea cursei de decolare este redusă cu până la 25%.

Când flapsurile (sau flapsurile) sunt extinse până la poziția de aterizare (d 3 = 45 - 60°), coeficientul maxim de ridicare poate crește la 80%, ceea ce reduce brusc viteza de aterizare și lungimea cursei. Cu toate acestea, rezistența crește mai rapid decât forța de ridicare, astfel încât calitatea aerodinamică este redusă semnificativ. Dar această împrejurare este folosită ca factor operațional pozitiv - abruptul traiectoriei în timpul planării înainte de aterizare crește și, în consecință, aeronava devine mai puțin pretențioasă cu privire la calitatea abordărilor către pista de aterizare.

Anterior, am luat în considerare polarii aripii și ai aeronavei pentru astfel de viteze de zbor (numerele M), când influenţa compresibilităţii ar putea fi neglijată. Cu toate acestea, atunci când astfel de numere sunt atinse M, la care compresibilitatea nu mai poate fi neglijată ( M> 0,6 - 0,7) coeficienții de ridicare și rezistență trebuie să fie determinați ținând cont de o corecție pentru compresibilitate.

(2.23)

unde Su сж este coeficientul de portanță ținând cont de compresibilitatea;

Su coeficientul de curgere incompresibil al forței de ridicare a curgerii incompresibile pentru același unghi de atac ca Su comprimat.

Până la cifre, toți polarii sunt practic la fel, dar în număr mare M ele încep să se deplaseze spre dreapta și în același timp cresc înclinarea față de axă C x . Deplasare polară la dreapta (în mare C x ) datorită creșterii coeficientului de rezistență a profilului datorită influenței compresibilității aerului și cu o creștere suplimentară a numărului (M> 0,75 - 0,8) datorita aparitiei rezistentei undelor (Fig. 31).

Creșterea înclinării polarilor se explică prin creșterea coeficientului de rezistență inductivă, deoarece la același unghi de atac într-un flux subsonic de gaz compresibil va crește proporțional calitatea aerodinamică a aeronavei din momentul compresibilității efectul se manifestă vizibil începe să scadă.

MECANIZAREA ARIPILOR

La aeronavele moderne, pentru a obține caracteristici tactice de zbor ridicate, în special pentru a obține viteze mari de zbor, atât zona aripii, cât și raportul de aspect al acesteia sunt reduse semnificativ. Și acest lucru afectează negativ calitatea aerodinamică a aeronavei și în special caracteristicile decolare și aterizare.

Pentru a menține un avion în aer în zbor drept la o viteză constantă, este necesar ca forța de ridicare să fie egală cu greutatea avionului - Y = G . Dar de atunci

(2.24)

Din formula (2.24) rezultă că pentru a menține aeronava în aer la cea mai mică viteză (la aterizare, de exemplu), este necesar ca coeficientul de portanță Cu y a fost cel mai mare. in orice caz Cu y poate fi mărită prin mărirea unghiului de atac doar până la A Creta. O creștere a unghiului de atac mai mare decât cel critic duce la o întrerupere a fluxului pe suprafața superioară a aripii și la o scădere bruscă Cu y, ceea ce este inacceptabil. Prin urmare, pentru a asigura egalitatea portanței și greutății aeronavei, este necesară creșterea vitezei de zbor .

Din aceste motive, vitezele de aterizare ale aeronavelor moderne sunt destul de mari. Acest lucru complică foarte mult decolarea și aterizarea și mărește raza de acțiune a aeronavei.

Pentru a îmbunătăți performanța la decolare și aterizare și pentru a asigura siguranța în timpul decolării și mai ales a aterizării, este necesar să se reducă viteza de aterizare dacă este posibil. Pentru a face acest lucru trebuie Cu y a fost poate mai mult. Cu toate acestea, profilele aripilor având o mare Su max, au, de regulă, valori mari de tragere Cx min , întrucât au grosime relativă și curbură mare. Și creșterea Cx. min , previne creșterea vitezei maxime de zbor. Pentru a produce un profil de aripă care satisface simultan două cerințe: obținerea de viteze maxime mari și viteze mici de aterizare - aproape imposibil.

Prin urmare, atunci când proiectează profilele aripilor aeronavelor, ei se străduiesc mai întâi să asigure viteza maximă și pentru a reduce viteza de aterizare, se folosesc dispozitive speciale pe aripi, numită mecanizarea aripilor.

Prin utilizarea unei aripi mecanizate, mărimea de Su Max, ceea ce face posibilă reducerea vitezei de aterizare și a lungimii cursei aeronavei după aterizare, reducerea vitezei aeronavei în momentul decolării și scurtarea duratei cursei de decolare. Utilizarea mecanizării îmbunătățește stabilitatea și controlabilitatea aeronavei la unghiuri mari de atac. În plus, reducerea vitezei în timpul decolării și aterizării crește siguranța executării acestora și reduce costul construcției pistelor.

Deci, mecanizarea aripilor servește la îmbunătățirea caracteristicilor de decolare și aterizare ale aeronavei prin creșterea valorii maxime a coeficientului de susținere a aripii. Su Max .

Esența mecanizării aripii este că, cu ajutorul unor dispozitive speciale, curbura profilului (în unele cazuri, zona aripii) este mărită, în urma căreia se modifică modelul de curgere. Rezultatul este o creștere a valorii maxime a coeficientului de ridicare.

Aceste dispozitive, de regulă, sunt controlate în zbor: atunci când zboară la unghiuri mici de atac (la viteze mari de zbor), nu sunt utilizate, ci sunt utilizate numai în timpul decolării și aterizării, când o creștere a unghiului de atac nu asigurați cantitatea necesară de ridicare.

Există următoarele tipuri de mecanizare a aripilor : clape, clapete, lamele, șosete deflectabile aripi, control strat limită, clapete cu jet .

scut este o suprafață de deviere, care în poziția retrasă este adiacentă suprafeței inferioare, din spate a aripii. Scutul este unul dintre cele mai simple și mai comune mijloace de creștere a Su max.

Creșterea Su max atunci când clapea este deviată se explică printr-o modificare a formei profilului aripii, care poate fi redusă condiționat la o creștere a unghiului efectiv de atac și a concavității (curburei) profilului.

Când clapeta este deviată, se formează o zonă de aspirație vortex între aripă și clapetă. Presiunea redusă din această zonă se extinde parțial la suprafața superioară a profilului la marginea de fugă și determină aspirarea stratului limită de pe suprafața aflată în amonte. Datorită acțiunii de aspirație a clapetei, se previne blocarea fluxului la unghiuri mari de atac, viteza curgerii peste aripă crește, iar presiunea scade. În plus, devierea clapetei mărește presiunea sub aripă prin creșterea curburii efective a profilului și a unghiului efectiv de atac un ef .

Datorită acestui fapt, eliberarea flapurilor crește diferența de presiuni relative deasupra și sub aripă și, prin urmare, coeficientul de portanță. Su .

În fig. Figura 36 prezintă graficul dependenței Cu y din unghiul de atac pentru o aripă cu diferite poziții ale flapelor: retras, decolare d = 15°, aterizare d = 40°.

Când clapeta este deviată, întreaga curbă Su = f(a) se deplasează în sus aproape echidistant față de curbă Su = f(a) profilul principal.

Graficul arată că atunci când clapeta este deviată în poziția de aterizare (d = 40°), incrementul Su este de 50-60%, iar unghiul critic de atac scade cu 1-3°.

Pentru a crește eficiența clapetei, acesta este proiectat structural în așa fel încât atunci când este deviat, acesta se deplasează simultan înapoi, spre marginea de fugă a aripii. Aceasta crește eficiența aspirației stratului limită de pe suprafața superioară a aripii și lungimea zonei de înaltă presiune de sub aripă.

Când clapeta este deviată, concomitent cu o creștere a coeficientului de portanță, crește și coeficientul de rezistență, în timp ce calitatea aerodinamică a aripii scade.

Clapa. Clapeta este o parte de deviere a marginii de fugă a aripii sau o suprafață care se extinde (cu deformare simultană în jos) înapoi de sub aripă. Prin design, clapele sunt împărțite în simplu (fără fante), cu o singură fante și cu mai multe fante .

Orez. 33 Profil de aripă cu clapetă care se deplasează în spate

Orez. 34 Flapsuri: a - fără fante; b - crestat

Clapetă fără fante crește coeficientul de ridicare Cu y prin creşterea curburii profilului. Dacă există un spațiu special profilat între vârful clapetei și aripă, eficiența clapetei crește, deoarece aerul care trece cu viteză mare prin spațiul de îngustare previne umflarea și ruperea stratului limită. Pentru a crește și mai mult eficiența clapetelor, se folosesc uneori clapete cu două fante, care măresc coeficientul de ridicare Cu y profil până la 80%.

Creșterea Su max a unei aripi la extinderea flapurilor sau a flapurilor depinde de o serie de factori: dimensiunile lor relative, unghiul de deviere, unghiul de mișcare a aripii. Pe aripile măturate, eficiența mecanizării este de obicei mai mică decât la aripile drepte. Deformarea clapetelor, precum și clapele, este însoțită nu numai de o creștere Cu y , dar într-o măsură şi mai mare prin creştere C x , prin urmare, calitatea aerodinamică scade atunci când se extinde mecanizarea.

Unghiul critic de atac cu flapsurile extinse scade ușor, ceea ce face posibilă obținerea Cmax cu o portanță mai mică a nasului aeronavei (Fig. 37).

Orez. 35 Profil aripă cu scut

Orez. 36 Influența eliberării flapurilor asupra curbei Cy=f(a)

Orez. 37 Polari aeronave cu clapete retractate și extinse

Lama este o aripă mică situată în fața aripii (Fig. 38).

Lamelele sunt fie fixe, fie automate.

Lamelele fixe pe suporturile speciale sunt fixate permanent la o anumită distanță de vârful profilului aripii. Când zboară la unghiuri mici de atac, șipcile automate sunt apăsate strâns pe aripă de fluxul de aer. Când zboară la unghiuri mari de atac, modelul de distribuție a presiunii de-a lungul profilului se modifică, drept urmare lama pare să fie aspirată. Lama se extinde automat (Fig. 39).

Când șipca este extinsă, se formează un spațiu de îngustare între aripă și șipcă. Viteza aerului care trece prin acest gol și energia lui cinetică cresc. Spațiul dintre șipcă și aripă este astfel profilat încât fluxul de aer, părăsind golul, este direcționat cu viteză mare de-a lungul suprafeței superioare a aripii. Ca urmare, viteza stratului limită crește, devine mai stabil la unghiuri mari de atac, iar separarea sa este împinsă înapoi la unghiuri înalte de atac. În acest caz, unghiul critic de atac al profilului crește semnificativ (cu 10°-15°), iar Cy max crește în medie cu 50% (Fig. 40).

De obicei, șipcile nu sunt instalate de-a lungul întregii deschideri, ci doar la capete. Acest lucru se datorează faptului că, pe lângă creșterea coeficientului de portanță, eficiența eleronanelor crește, iar acest lucru îmbunătățește stabilitatea laterală și controlabilitatea. Instalarea unei șipci de-a lungul întregii deschideri ar crește în mod semnificativ unghiul critic de atac al aripii în ansamblu, iar pentru a o implementa în timpul aterizării ar fi necesar să faceți barele trenului principal de aterizare foarte înalte.

Orez. 38 Slat

Orez. 39 Principiul de funcționare al lamelei automate: a - unghiuri mici de atac; b – unghiuri mari de atac

Lamele fixe Ele sunt instalate, de regulă, pe aeronave cu viteză mică, deoarece astfel de lamele cresc semnificativ rezistența la rezistență, ceea ce reprezintă un obstacol în calea atingerii vitezei mari de zbor.

Deget de la picior(Fig. 41) este utilizat pe aripile cu profil subțire și cu o margine anterioară ascuțită pentru a preveni blocarea în spatele marginii înainte la unghiuri mari de atac.

Prin modificarea unghiului de înclinare a nasului mobil, pentru orice unghi de atac este posibilă selectarea unei poziții în care fluxul în jurul profilului să fie continuu. Acest lucru va îmbunătăți caracteristicile aerodinamice ale aripilor subțiri la unghiuri mari de atac. În acest caz, calitatea aerodinamică poate crește.

Curbarea profilului prin devierea vârfului crește Sumax-ul aripii fără a schimba semnificativ unghiul critic de atac.

Orez. 40 Curba Su =f (a) pentru o aripă cu lamele

Orez. 41 Vârful aripii deflectabile

Controlul stratului limită(Fig. 42) este unul dintre cele mai eficiente tipuri de mecanizare a aripii și se reduce la faptul că stratul limită este fie aspirat în aripă, fie suflat de pe suprafața sa superioară.

Pentru a aspira stratul limită sau pentru a-l elimina, se folosesc ventilatoare speciale sau se folosesc compresoare ale motoarelor cu turbine cu gaz aeronavelor.

Aspirarea particulelor inhibate din stratul limită în aripă reduce grosimea stratului, crește viteza acestuia lângă suprafața aripii și promovează fluxul continuu în jurul suprafeței superioare a aripii la unghiuri mari de atac.

Dezumflarea stratului limită crește viteza de mișcare a particulelor de aer în stratul limită, prevenind astfel blocarea fluxului.

Controlul stratului limită funcționează bine atunci când este combinat cu clapete sau clapete.

Orez. 42 Controlul stratului limită

Orez. 43 Clapeta cu jet

Clapeta cu jet(Fig. 43) reprezintă un flux de gaze care curge cu viteză mare la un anumit unghi descendent dintr-o fantă specială situată lângă marginea de fugă a aripii. În acest caz, jetul de gaz afectează fluxul care curge în jurul aripii, ca o clapetă deviată, în urma căreia presiunea în fața clapei jet (sub aripă) crește, iar în spatele acesteia scade, provocând o creștere a clapetei. viteza fluxului deasupra aripii. În plus, se generează o forță reactivă R, creat de jetul care curge.

Eficacitatea clapetei cu jet depinde de unghiul de atac al aripii, unghiul de ieșire al jetului și de mărimea forței de împingere. R. Sunt folosite pentru aripi subțiri, înclinate, cu un raport de aspect scăzut, care permite creșterea coeficientului de portanță Su max de 5-10 ori .

Pentru a crea un jet, se folosesc gazele care ies dintr-un turboreactor.

Astăzi este un scurt articol pentru a restabili ordinea în concepte. Deși principiul principal al poveștilor mele este simplitatea maximă, aparent, încă nu putem scăpa de câteva definiții aerodinamice. Cu toate acestea, desigur, nu vom merge complet în sălbăticie, cred... 🙂 Deci, să începem.

Determinarea unghiului de atac

Pentru comoditate, vom vorbi despre ceea ce știm deja și știți deja că acest lucru este valabil pentru aripa în ansamblu.

Într-unul dintre articolele anterioare, am vorbit despre forța de ridicare generată atunci când curge în jurul unui profil asimetric, situat paralel cu fluxul pentru ușurință de înțelegere (adică, o versiune simplificată). De fapt, orice aripă (adică profilul însuși) este situată într-un unghi față de ea. Astfel, există un concept atât de important ca. Să o definim mai precis.

Distanța minimă în linie dreaptă de la nasul profilului până la vârful acestuia (între punctele A și B) este coarda profilului. Iar unghiul dintre coardă și direcția de mișcare a fluxului care se apropie este unghiul de atac α . În acest caz, considerăm că fluxul este calm, adică netulburat. Pentru viitor, voi observa că fluxul poate fi laminar, atunci când curge lin, fără amestecarea straturilor din apropiere, și turbulent, când apar vârtejuri și amestecarea straturilor.

Forța aerodinamică

Și aici poți dezvălui secret mic:-). De fapt, nu există nicio forță de ridicare ca mărime independentă. Dar, desigur, nu te-am înșelat. Doar că, pe lângă portanța (Y), există o altă forță de natură aerodinamică. Aceasta este forța de rezistență a aerului (X). Rezistenta are o valoare considerabila si, mai ales in prezenta unui unghi de atac, nu poate fi ignorata. Ambele forțe se adună la o valoare numită forța aerodinamică totală (R). Acesta este ceea ce afectează profilul aripii. Se aplică într-un punct numit centru de presiune. De ce presiune? Pentru că aerul „apasă” pe profil chiar prin această forță.

Odată cu introducerea conceptului, apare un alt lucru care este foarte important și nu poate fi ignorat. Când profilul se mișcă la un unghi față de fluxul care se apropie, acest flux pare să fie teșit și capătă o mișcare în jos. Deoarece aerul are o anumită masă, conform legii conservării impulsului, o forță va acționa asupra profilului în direcția opusă (adică aproape în sus) și depinde de mărimea acestei mase. De asemenea, va participa la formarea forței aerodinamice totale și, prin urmare, a forței de ridicare a profilului, deși este clar că el însuși are o natură de formare ușor diferită față de cea despre care am vorbit.

Când curge în jurul unei folii aerodinamice (atât asimetrice, cât și oricare altele), aceste două tipuri de forță de ridicare par să se completeze reciproc, iar rolul decisiv (în mărime) este acum jucat de forță. rezultată din prezenţa unui unghi de atac. Forța de susținere care apare conform legii lui Bernoulli joacă un rol secundar, ceea ce se întâmplă într-un avion real.

Datorită acestui fenomen, aproape orice, chiar și o farfurie plată, poate zbura. Pentru aceasta există o cerință: trebuie să existe un unghi de atac. De îndată ce placa devine neparalelă cu fluxul care se apropie, forțele aerodinamice menționate mai sus apar imediat și procesul începe... Acesta este, în general, un concept important, se pare.

Încheind acest articol, voi spune la fel ca înainte. Astăzi am menționat doar câțiva termeni și definiții de la regina științelor aviației, aerodinamica. Tocmai mentionat! De fapt, această știință este pe cât de complexă, pe atât de interesantă. Cu toate acestea, frumusețea uimitoare a aviației este accesibilă oricui, chiar și celor ignoranți de aerodinamică... :)

P.S. În concluzie, vă sugerez să vizionați un scurt videoclip care ilustrează frumos fluxul în jurul unui profil în funcție de unghiul de atac și de forțele care acționează asupra acestuia. Tensiunea arterială ridicată este afișată cu roșu, tensiunea arterială scăzută este afișată cu albastru.

P.S.S. Cele două ilustrații folosite în acest articol sunt preluate din resursa http://www.rcdesign.ru/articles/avia/wings_profile. Mulțumim autorului lor Konstantin Bochkov.