Search in topic

Вопросы на понимание основ, число Рейнольдса

To CrazyElk, Mikele_P:

Идея была в чем:
когда обдувается конечная хорда - как правило можно подобрать наименьшую скорость при которой пограничный слой практически не отрывается и дальше увеличивать ее.
когда обдувается шар или цилиндр - часть потока попадает в его центр, а часть - на края, так что точка отрыва может определяться именно самым “крайним” потоком (а может и нет).

А вот когда речь идет о бесконечной синусоиде - есть шанс, что будет четко выраженный оптимум: медленнее - не “приклеится”, быстрее - тоже улетит (а во впадине будет вихрь). (А на бесконечной скорости - поток вообще улетит на первом же пике, не приклеевшись, хотя кто его знает.) Ближе к оптимуму - приклеенный будет распростряняться на все большее количество сегментов, по гипотизе.

То есть, если идея имеет право на жизнь, я надеялся понять какая “самая оптимальная” скорость для огибания сегмента окружности с опереленным радиусом (и вязкостью воздуха), и уже вооружившись этим знанием внимательно посмотреть на профили.
(То что Re и ReK будут другими - это тоже понятно.)

Все остальное - и то что поток будет терять скорость (если его нагнетают в единой точке) и тд - уже ньюансы, вопрос-то на понимание природы “приклеенного” потока.

Заодно: прочел что глубина (или ширина в другой терминологии) приклеенного потока зависит от скорости, а вот формулы не нашел. Интересно - линейно ли ?

С уважением,
Николай.

когда обдувается конечная хорда - как правило можно подобрать наименьшую скорость при которой пограничный слой практически не отрывается и дальше увеличивать ее. когда обдувается шар или цилиндр - часть потока попадает в его центр, а часть - на края, так что точка отрыва может определяться именно самым “крайним” потоком (а может и нет).

(Ща начну практически цитировать введение к каждой книге по аэродинамике) С точки зрения “обдува”, что шар, что профиль, что кирпич, что синусоидный шифер – это суть роли не играет. А для моделей обтекания для упрощения берется всегда единый поток, который в бесконечной области имеет одну и ту же скорость. Обтекание любого тела зависит от ТОЧКИ в которой поток набегает на тело, а отрыв пограничного слоя от поверхности и его обтекание – это уже системы диффуравнений, которые даже не всегда решаются. Т.е. природа хитрее любой модели. Именно по этому и сделали аэродинамические трубы для продувки тел, т.к. как бы и чего бы мы ни рассчитывали, а оно все-равно обдувается как-то по-своему.

А вот когда речь идет о бесконечной синусоиде - есть шанс, что будет четко выраженный оптимум: медленнее - не “приклеится”, быстрее - тоже улетит (а во впадине будет вихрь) (А на бесконечной скорости - поток вообще улетит на первом же пике, не приклеевшись, хотя кто его знает.)

Уже говорил, абсолютно бесполезные знания. 😃 Т.е. как ты шифер ни обдувай, а крыло из него выйдет неважнецкое, хотя, как показывает практика, сильным ветром крыши сносит… 😁

я надеялся понять какая “самая оптимальная” скорость для огибания сегмента окружности с опереленным радиусом (и вязкостью воздуха), и уже вооружившись этим знанием внимательно посмотреть на профили.

Нету ее. 😃 (Скажу, как математик) Само слово “ОПТИМАЛЬНОЕ” уже говорит о том, что рашается задача какой-то минимизации/максимизации, а это задачи, как правило, многокритериальные и с ограничением области решений. Значит для решения нужно приводить к однокритериальной, выбирая приоритеты. Т.е. говоря человечьим языком: ОПТИМУМ достигается каждый раз – РАЗНЫЙ. И зависеть он будет от УСЛОВИЙ, т.е. опять – составляй техзадание.
Да и на профили нужно смотреть несколько с другой стороны. Я опять про поляры. Т.е. график зависимости подъемной силы и лобового сопротивления от угла атаки и скорости потока. Как деды – они сначала в аэродинамической трубе продували, строили самолет, а только когда он уже летал пытались понять, а что за сила его в воздухе держит.

Все остальное - и то что поток будет терять скорость (если его нагнетают в единой точке) и тд - уже ньюансы, вопрос-то на понимание природы “приклеенного” потока.
Заодно: прочел что глубина (или ширина в другой терминологии) приклеенного потока зависит от скорости, а вот формулы не нашел. Интересно - линейно ли ?

Нелинейно однозначно. “Природа приклеенного потока” – это по-правильному зовется теорией пограничного слоя. Уже ни раз описано. Злобнейшие системы диффуравнений, которые решаются только приближенными методами.

Заодно: прочел что глубина (или ширина в другой терминологии) приклеенного потока зависит от скорости, а вот формулы не нашел. Интересно - линейно ли ?

Условно считается что на одном метре накапливается 1 см погранслоя. Естественно это зависит от обшивки, температуры, скорости и т.д. Но условно так.
Применяя это знание к вашей задаче про синусоиду, то начиная с длинны L синусоиды, она будет обтекаться как пластина, поскольку в ее впадинах будет скапливаться погранслой.
Эсли вы скажете что вас интересует теория и накоплением погранслоя можно пренебречь, то и числом рейнольдса тоже можно пренебречь, поскольку оно появляется именно в теории пограничного слоя.
А вобще при конструировании ни каких чисел рейнольдса не используют, а используют именно условные соотношения (1см на 1 метре) чтобы сделать, например, отсос пограничного слоя.

longman:
> Условно считается что на одном метре накапливается 1 см погранслоя.

Спасибо, ценные вседения.

2All:

В общем, на первый набор вопросов ответы уже найденны, повились новые и найденна интересная статья (на понимание которой, видимо, потребуется некоторое время):

webcache.googleusercontent.com/search?hl=en&q=cach…

С уважением,
Николай.

Условно считается что на одном метре накапливается 1 см погранслоя.

А если хорда=100мм, то тогда что будет?

Читаю и чувствую себя балбесом…нифига не втыкаюсь. В общих чертах понятно что на разных профилях разное сопротивление и подъемная сила, а вот более глубоко…темный лес.
А я вот, как то без всего этого проектировал и ниче…летаю. Наверное не прав…

Ребят, рисунок в первом сообщении открывает тайну маленького крыла.

Я в своей авиамодельной практике столкнулся с тем, когда тщательно сделанное крыло, с гладкой поверхностью с любым профилем (из теоретически правильных) очень рано срывается и все тут, а сделанное на пофиг, с таким же профилем, из пенопласта, с шероховатой поверхностью (как тот мячик на рисунке) держится до победного, пока есть какая-то скорость.

У меня в дневнике есть 2 записи на эту тему.

В общих чертах понятно что на разных профилях разное сопротивление и подъемная сила, а вот более глубоко…темный лес.

Когда начинал свое хобби, то у меня были модели, которые в воздухе держались, но как-то без комфорта. Первая – штопорила. Вторая – если нос вниз- пикировала, а в верх – задирала морду. Центровка была 25%. Третья вообще не полетела. Вот и пришлось “курить мануалы” целый год. Одну и ту же книжечку (“Радиоуправляемые модели планеров” Автор: В.Е.Мерзликин) перечитывал каждые 3 дня, находя каждый раз что-то новое. Потом (уже не помню) книгу по проектированию СЛА – столько же. А всё почему? Хотелось, чтоб летело как мне хочется, а не как оно сможет.

Я в своей авиамодельной практике столкнулся с тем, когда тщательно сделанное крыло, с гладкой поверхностью с любым профилем (из теоретически правильных) очень рано срывается и все тут, а сделанное на пофиг, с таким же профилем, из пенопласта, с шероховатой поверхностью (как тот мячик на рисунке) держится до победного, пока есть какая-то скорость.

Нагрузка на крыло в обоих случаях какая (Полетный вес деленый на площадь крыла)? Что-то сдается мне, что в первом – на много выше.
Про подобие моделей обтекания уже говорилось. 😃
Заглянул в дневник… Мама дорогая… 95 гр/дм2 для 20 дм2 крыла – это не просто большая, а СВЕРХбольшая нагрузка. У вас крыло летало на углах близких к закритическим. И ваш “турбулизатор” на самом деле не так работает. 😃 При опускании элерона вниз у вас просто происходил срыв потока с элерона, а в результате и небыло эффективности. А “проволочка” сделала эффект чуть меньшего опускания вниз. Иногда можно и на аппаратуре такое задать.
У меня как-то раз было… Сделал на крыле симметричный NACA0015. Для улучшения посадочных свойств сделал микс флапероны и решил при посадке их вниз опустить. Так на малой скорости я получил аж РЕВЕРС реакции по элеронам.

Применение турбулизаторов передней кромки, мало влияет на срывные характеристики, однако существенно ухудшает работу элеронов.

Ага. Именно по этой самой причине. Вы вихрь делали на турбулизаторе. Элерон и стал неэффективным. Там уже срыв идет.

Нагрузка на крыло в обоих случаях

Сначала была меньше, затем я догрузил самолет и стала такая же. Полетные свойства незначительно ухудшились, а именно стала больше скорость на всех режимах и всё.

95 гр/дм2 для 20 дм2 крыла – это не просто большая

Ну пока не получается меньше. Точнее удалось на последнем деревянном самолете снизить до 80гр (тема про Ан-70), но все равно не то пальто. Модель летала незначительно лучше, чем Ан-72, где пришлось поставить турбулизатор. Про аэродинамику я тоже много чего прочитал и как понял, условия работы и размеры имеют решающее значение и спорить о профиле с хордой 100мм и нагрузке 95грамм по-моему бесполезно. Фиг его знает, как оно там на самом деле работает.

У меня как-то раз было… Сделал на крыле симметричный NACA0015. Для улучшения посадочных свойств сделал микс флапероны и решил при посадке их вниз опустить. Так на малой скорости я получил аж РЕВЕРС реакции по элеронам.

Интересно, почему? Нет, я не хочу этого знать, просто маленький самолет - он сам себе на уме. Вот такие примеры тому доказательство.

спорить о профиле с хордой 100мм и нагрузке 95грамм по-моему бесполезно

Ну, на таких-то данных, ясное дело, простая теория не пройдет. По мне, так такое вообще летать не может. 😃

Интересно, почему? Нет, я не хочу этого знать, просто маленький самолет - он сам себе на уме.

Я сначала и сам в шоке был… Про реверс по элеронам я уже читал, когда на такую граблю наступил. Просто не мог поверить, что такое возможно. А произошло примерно так… я опустил чуть в низ оба элерона, чтоб получились “закрылки”. И то, что я опустил элерон в низ (условно на правой консоли, ожидая левого крена) привело к тому, что срыв охватил весь элерон. На малых скоростях и больших углах атаки срыв охватил не всю длину хорды, а только часть – элеронную. Значит подъемная сила на нем исчезла, хотя для левого крена именно ее и ожидал. А вот на левой консоли получилось, что приподнятый в верх элерон еще остался в обтекании, а то что он уже опущен в низ, как закрылок, дало дополнительную подъемную силу. И в итоге левая консоль пошла в верх, а правая – вниз. Т.е. реверс по элеронам.

Не думаю, что “сам себе”. Просто надо думать о подобных возможностях, когда проектируешь. 😃

Я про то, что срыв в задней части профиля зависит еще и от разности давлений сверху и снизу крыла. Чем больше разница – тем вероятнее отрыв погранслоя. Например, толстый профиль на большом углу атаки (путь проходимый сверху на много больше чем снизу, а значит и давление сверху на много меньше чем снизу): Передняя часть профиля создает хорошую подъемную силу. Крыло держится за воздух, а из-за большой разницы давлений. А вот из-за этой же разницы в задней части погран слой очень хорошо отсасывается от поверхности. Элероны менее эффективны.
А я опустив закрылок как раз и сделал бОльшую кривизну, и путь сверху больше чем снизу. при том обтекание неравномерное (с изломом по шарниру элерона). Вот и улетел погран слой сразу после излома.

Наверное вы правы. Мне, кстати, толстые профиля тоже не понравились (речь идет про сильнонагруженные крылья). Особой разницы в скорости на всех режимах, я не заметил, а вот самолет с более толстым крылом быстрее теряет скорость, чем с тонким и почему-то не выигрывает по углу атаки. Ну во всяком случае на глаз, угол сваливания примерно одинаковый, скорость сваливания тоже не очень отличается.

самолет с более толстым крылом быстрее теряет скорость, чем с тонким

Ну так это очевидно… У толстого профиля больше лобовое сопротивление, а значит ниже качество планирования Cy/Cx. Отсюда и притормаживание.

почему-то не выигрывает по углу атаки. Ну во всяком случае на глаз, угол сваливания примерно одинаковый, скорость сваливания тоже не очень отличается.

Плавность сваливания должна отличаться. Хотя для больших нагрузок, конечно, может и не сильно отличаться.
А можно конкретные примеры? Опишите геометрию крыла (размер корневой хорды, концевой хорды, размах, профиль корня, профиль конца, угол стреловидности по передней кромке, угол крутки, поперечное V), нагрузку. Попробуем вместе посчитать. 😃 Глядишь и выявим причину.

Михаил, спасибо за предложение, только сейчас это уже не актуально. Есть в полукопиях тема rcopen.com/forum/f131/topic208215, там есть рабочий чертежик. Оттуда можно взять геометрические данные. Но вышесказанное мною относится не только к стреловидным крыльям. Мною была построена модель Ан-28 в М1:10. Я ему крыло переделывал 3 раза, применяя разную толщину профиля, меняя угол установки крыла… Полетом это назвать сложно. Сваливается без предупреждения и резко. Скорость теряет быстро, а по идее должен был обладать хорошими планирующими способностями. По итогу на 3-й раз просто на пофиг вырезал из пенопласта консоли, вклеил туда лонжерон и монтажные площадки под мотогондолы и в этом исполнении, самолет летал просто чудесно. Хорды во всех вариантах не увеличивал, профиль как на чертеже. Чертеж airwar.ru/other/draw/an28.html

Ну так это очевидно… У толстого профиля больше лобовое сопротивление, а значит ниже качество планирования Cy/Cx. Отсюда и притормаживание.

Это не совсем полное объяснение, точнее можно сказать: у толстого профиля более высокое критическое Re. Что простым языком означает, ему для нормального полета нужна более высокая скорость.
Тема довольно интересная потому, что все модели на взлете-посадке попадают в зону критических чисел Re.

…

у толстого профиля более высокое критическое Re. Что простым языком означает, ему для нормального полета нужна более высокая скорость.

Мой ответ про лобовое – относился к перетормаживанию. Т.к. как бы профиль ни обдувался лобовое при увеличении скорости только растет и при том как квадрат от скорости.

А ваш комментарий про критическое Re – это просто в терминах то, что я на пальцах описал про частичный обдув и причины реверса по элеронам. Ну и ответ, почему перегруженное крыло с малой хордой имеет низкую эффективность по элеронам. 😃

Подозреваю, что для новичков и для тех кому некогда разбираться, это все “темный лес”. Кто бы написал короткую статью с картинками.
Кстати, спасибо за то, что “подсадили” меня на XFLR5:)

Подозреваю, что для новичков и для тех кому некогда разбираться, это все “темный лес”. Кто бы написал короткую статью с картинками.

Если совсем делать будет зимой нечего, глядишь и скомпилирую рефератик. 😃 Или доработаю статейку про XFLR… Хотя, сколько людей – столько и мнений. Тоже далеко не все понимаю.

Кстати, спасибо за то, что “подсадили” меня на XFLR5

😃 Пожалуйста. Рад, что помог.

Кто бы написал короткую статью с картинками.

Было бы неплохо, а то существующие статьи написаны по принципу “понемногу ниочем”. Т.е. так, почитать интересно, а практической пользы мало.

Было бы неплохо, а то существующие статьи написаны по принципу “понемногу ниочем”. Т.е. так, почитать интересно, а практической пользы мало.

Введение в аэродинамику.
АЭРОДИНАМИКА - ЭТО ГЕОМЕТРИЧЕСКИЙ ОБРАЗ ВНУТРЕННЕГО МИРА АБСТРАКТНОЙ ДИНАМИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ, - а Вам это надо ?

1. Делайте модели, которые будут летать на числах Ре гарантированно больше 150 000 или с хордой крыла равной или большей 240 мм.
2. Если очень хочется заморочиться, то сюда -
   journals.ioffe.ru/jtf/2006/04/p136-139.pdf
3. Если заморочились и мозг клинит , то быстро из п.2 в п.1.

а Вам это надо ?

Не уверен)))

Делайте модели, … или с хордой крыла равной или большей 240 мм.

Легко сказать… Ладно, будем мириться с тем, что получается.

Легко сказать… Ладно, будем мириться с тем, что получается.

Не надо слов, не получается, прыгать надо. 😁

Это небольшая подборка ответов по ФАК из разных печатных и непечатных источников. Это не я придумал, мимо проходил.

• Если Вы в своих проектах мысленно не достигаете идеала, надо учитывать, что даже если бы в мыслях идеал был достижим, суровая правда жизни (в виде прочности, аэродинамики, устойчивости и управляемости…) не даст его реализовать, вводя коррективы в худшую сторону. Если же ухудшения уже заложены изначально - жизнью они будут преумножены, будьте покойны

• Относительно чисел Ре. Очень образно можно сказать. Если модель будет летать в области чисел Ре около 70 000, надо принимать меры для турбулизации пограничного слоя. Шероховатость поверхности (пенопласт), турбулизаторы или острые кромки для деревянных моделей. Профиль может быть любой сколь угодно тонкий или в виде пластины. В области чисел Ре 70 000 – 150 000 начинаются переходные процессы изменения характера пограничного слоя при увеличении и уменьшении скорости полёта. Характеристики обтекания в полёте могут меняться скачкообразно. При Ре больше 150 000 пограничный слой более-менее устаканивается, аэродинамические характеристики улучшаются и далее становятся относительно стабильными.

• Все аэродинамические расчёты проводятся только для несорванного потока.
  Считать сваливания пока НИКТО не научился.

• Запомните раз и навсегда, что характеристика Су по альфа дается для образца конкретной конфигурации (напр. с удлинением 5) , а для всего остального пересчитывается.

• Для какого удлинения приводятся характеристики профиля, следует уточнять обязательно, равно как и для каких Ре. То что имеется в виду именно бесконечное удлинение - вовсе не факт.

• Характеристики профилей даются только для конкретной модели, продутой в конкретной трубе и зависят от ее (модели) удлинения. В атласах профилей имеются данные об используемых моделях и способах замера, кроме того сравнивать результаты, полученные на разных трубах нельзя - они имеют разную степень турбулентности, Рейнольдсы и пр.

• Эффективность крыла в большей степени зависит от удлинения, чем от профиля.

• Угол сваливания является характеристикой не профиля, а крыла.

• Заставить начать срываться с конца крыло высокоплана без сужения практически невозможно без принятия специальных мер для этого, затягивающих срыв в корне.

• Нет ничего лучше и эффективнее самолёта нормальной аэродинамической схемы. Самолёты ненормальной схемы тоже можно делать, но только по большой нужде или ради забавы.
  – Всегда надо знать ответ в конце задачи, т.е. сверять исходные и расчётные данные с прототипом или аналогом, иначе можно потерять правильную ориентацию. Проектируемый самолёт начнёт доминировать над конструктором, а это нехорошо.

• Необходимо проектировать самолёт, как единое целое, а не как расчленёнку. Иначе нос взлетит, а хвост увязнет.

• Коэффициент эффективности горизонтального оперения – Аго = 0,4 …0,5 – достаточная устойчивость, Аго = 0,6 – очень хорошая устойчивость, Аго = 0,65 …0,7 больше и не надо.

• Длина хвостовой секции фюзеляжа и площади оперения выбираются исходя из необходимых коэффициентов Аго и Вго.

• Площадь ГО от 18 до 30 % площади крыла. Площадь вертикального оперения от 8 до 25% от площади крыла. Чем больше относительное удлинение ГО и ВО, тем их действие эффективнее, а площадь и соответственно вес можно сделать меньше. При «Т» образном оперении ВО работает эффективнее.

• Если применять отрицательную крутку, область развития срывных явлений смещается к плоскости симметрии самолета, что более благоприятно для характера сваливания, чем без крутки. Однако необходимо учитывать обтекание оперения сорванным потоком. При начале срыва в зоне большей, чем размах ГО, оно при начале срыва все еще остается в чистом потоке, в то время, как из-за потери Су, подъемная сила крыла уже начинает снижаться. Элероны при этом также пока находятся в несорванной зоне.
  Уводя зону начала срыва к концам крыла (напр. увеличив сужение), Вы увеличите кренящий момент при начале срыва и приблизите снижение эффективности элеронов, приводя эту зону к ПСС. Элероны останутся эффективными, но ГО окажется в сорванном потоке и его эффективность очень сильно зависит от размещения его по высоте.
  Поэтому нормальным считают срыв на полуразмахе 40% , как компромиссное решение, корректируемое в зависимости от конкретных задач.

• С точки зрения аэродинамики абсолютно фиолетово, какая крутка – геометрическая или аэродинамическая. Это вопрос технологии.

• Крыло с круткой всегда будет иметь худшую несущую способность по сравнению с крылом без крутки. При наличии крутки скорость сваливания увеличится. Без крутки, теоретически вся поверхность крыла может работать с максимальным а/д качеством. Минимально возможная скорость будет достигнута, когда все сечения крыла одновременно достигают Су макс

• Любимые всеми моделистами аэродинамические программы фактически ничего не считают, только рисуют иллюзорные картинки. Чтобы сделать не очень сложный и относительно достоверный расчёт аэродинамики, кластер из нескольких не хилых ПК должен непрерывно напрягаться в течение нескольких суток и полученный результат будет далеко не однозначен.

• И самое главное, принимайте в расчет минимальные цифры, даже еще уменьшите их для верности.

• Конструкторы умеющие выжать из крыла всю возможную подъемную силу и макс. качество уже давно знают ответы на все задаваемые вопросы.