Аэродинамика летающих крыльев
А ссылка правильная? У меня какой то сайт-файлообменник открывается. Разобрался спасибо.
Облетал я свой сиквестированый Х-8. Мне понравилось. Планирование заметно хуже, на моторе хорошо. В очередной раз убедился- размер имеет значение. Скоростенка вроде не уменьшилась.
подскажите пожалуйста, как сказывается на поведении если ЛК имеет маленькую хорду
те чтото типо такого :
или если быть более точным интересуют особенности поведения вот такого крыла:
Я так понимаю прежде всего сложнее с центровкой
а вот поведение крыла ?
Спасибо
Смотря, что иметь в виду под сложностью центровки. Если хорда в центре меньше - устойчивость больше, и переднюю центровку получить легче.
Поведение: хорда и площадь меньше = при перегрузке легче будет срываться в штопор. Если не перегружать планировать будет лучше.
Коллеги,
появилась пара вопросов для знатоков профилей и XFLR5:
-
Подбирая профиля для очередного своего крылышка наткнулся на подборку профилей HN - Norbert Habbe. Характеристики некоторых его профилей мягко говоря впечатлили, полез искать поиском какую нибудь дополнительную информацию, но к сожалению, безрезультатно. Подскажите, пожалуйста, есть ли в сети где нить чего нить почитать про Norbert Habbe, его профиля и самое главное про его модели (если они вообще были)? Профилей много, но из описаний только информация в dat-файлах - F3B, F3F, F3J, Aile volante (что это?) и Planeur>3.5m
-
Анализируя скопом профиля HN, среди которых периодически попадались симметричные профили, обнаружил довольно интересную штуку: если толщина симметричного профиля не превышает 8%, то основные характеристики итогового ЛК (графики Cl/Cd от Vx, Cm от Vx, Vz от Vx) с симметричным профилем получаются гораздо лучше точно такого же ЛК с самыми лучшими S-образными профилями (я сравнивал с MH64, RS0004a). Но если толщина больше 8%, то характеристики резко падают.
Условия анализа следующие: в одно и то же крыло (корневая 370, концевая 220, полуразмах 800, offset - 480, крутка - 0, V - 0, взлетный вес - 1000 гр, Xcg - 266) по очереди подставлял профиля (один и тот же в корень и законцовку) и анализировал графики.
Собственно, вопрос у меня следующий (возможно где-то чего то пропустил): а почему не принято использовать симметричные профиля на стреловидных ЛК? До 8% их характеристики получаются явно лучше, т.к. Cl/Cd и Cm таких профилей изначально несколько выше, а из минусов вижу только немного меньший диапазон скоростей максимального качества…
P.S. …pнаю, что обычно симметричные профиля пользуют в законцовках, сам в прошлом году построил ЛК с HS522 в корне и NACA 0007 в законцовке - летает здорово, пустое крыло фиг посадишь из-за высокого аэродинамического качества… а вот симметричный профиль в корне…?
ИМХО, важнее распределение, а потом уже профиль.
Возьмем для примера распределение Хортенов (и в статьях тут есть еще вариантов).
На пальцах: Если считать, что концевые 25% размаха ЛК это классический стабилизатор, то можно нарисовать распределение с учетом этого.
Центральная часть с эллиптическим распределением, концевые части как на классическом стабилизаторе – это вариант 2. И вариант 3. ближе к эллиптическому распределению, с более высоким АК, концевые части создают положительную подъемную силу, а балансировка за счет S-образного профиля.
Эти варианты распределения будут вести себя по разному с точки зрения управляемости и устойчивости. 1 вариант Хортеновский – лучше управляемость по крену при большом удлинении, меньше АК. Вариант 2 Больше АК и устойчивость по тангажу за счет S-образности профиля и . Вариант 3 еще больше АК, но меньше устойчивость.
При правильном распределении еще нужно что бы в каждом сечении профиль был с максимальным качеством на рабочем значении Су и с минимальным пикирующим моментом. Не говоря уже о: «Линейность поляры Су\альфа в пределах лётных углов атаки. Равномерность См в пределах лётных углов и скоростей.»
С учетом всего этого выбираем не профиль а распределение профилей по размаху.
Файлик в качестве примера.
Примерно так это может выглядеть:
Любой ценой следует избавляться от фюзеляжа.
Понятно, но это размен 15-20% АК на удобную компоновку.
ИМХО, важнее распределение, а потом уже профиль.
Подскажите, правильно ли я понимаю, что В XFLR анализировать распределение надо на альфа, при котором См=0? Я обычно старался подогнать распределение своих крыльев под просто эллипс, а на концевые части как то особо не обращал внимания (т.к. считал что в случае чего эти кончики всегда можно приподнять установкой концевого ВО), но теперь буду.
Касательно профиля - ИМХО, имея изначально хороший профиль с высоким Cl/Cd и Cm около нуля (либо еще лучше - больше ноля), подогнать все остальные характеристики под требуемые (или хотя бы оптимальные) гораздо проще, нежели наоборот - пытаться выжать из изначально проигрышного профиля что нибудь хорошо летающее…
Любой ценой следует избавляться от фюзеляжа.
Согласен, но иногда к сожалению без него никак… Но это вопрос компромисов между высоким АК, конструкционной прочностью/жесткостью и удобством обслуживания начинки, все зависит от того, для чего именно проектируется данное ЛК.
Касательно профиля - ИМХО, имея изначально хороший профиль с высоким Cl/Cd и Cm около нуля (либо еще лучше - больше ноля), подогнать все остальные характеристики под требуемые (или хотя бы оптимальные) гораздо проще, нежели наоборот - пытаться выжать из изначально проигрышного профиля что нибудь хорошо летающее…
Согласен. Так и делал. Взял два профиля (корневой MH и концевой PW) с небольшой S-образностью и подобрал распределение изменяя вогнутость и толщину профилей, с учетом Су мах, чтобы не было несимметричного срыва. Причем не особенно заморачивался, думаю если потратить время можно сделать и лучше.
В XFLR анализировать распределение надо на альфа, при котором См=0?
Ну да.
Взял два профиля (корневой MH и концевой PW) с небольшой S-образностью и подобрал распределение изменяя вогнутость и толщину профилей,
Глянул ваши модифицированные профиля в файлике из предыдущего поста… Они же у вас в итоге “почти” симметричными получились, и S-образность у них совсем минимальная??? Особенно PW805 (правда сходу я не смог найти исходного профиля чтобы сравнить…). Значит ли это, что все таки симметричные профиля предпочтительнее для стреловидных ЛК (если совсем тупо, не заморачиваясь с величинами АК)?
с учетом Су мах, чтобы не было несимметричного срыва.
Подскажите пожалуйста, как вы это определяете? По самой поляре профиля Cl/альфа (в разделе XFoil Direct Analisis)?
“почти” симметричными получились, и S-образность у них совсем минимальная???
По другому максимального АК не получается. Хотя профили получились более скоростные, для медленного планера вогнутость нужно больше.
С симметричными в центроплане ничего не получиться, летать будет но АК будет не большой. Смотрите на кривую АК профиля от угла атаки.
По самой поляре профиля Cl/альфа (в разделе XFoil Direct Analisis)?
Да с учетом углов крутки, Су мах должен наступить раньше в центроплане.
Да с учетом углов крутки, Су мах должен наступить раньше в центроплане.
Э-э-э… туплю однако… чувствую, что тут важный момент, можно еще разочек, по-подробнее?
Поправьте пожалуйста, если не прав:
на вложенной поляре Cl/альфа:
- Резкое падение Cl (срыв потока?) на графике Re=40000 происходит на альфа около 8 градусов. Это понятно, скорость маленькая… и данная поляра нам интересна для анализа полета на низких скоростях…
- На всех остальных Re резкое падение Сl происходит на альфа около 10 градусов. Т.е. если данный профиль стоит в центроплане, где угол крутки обычно нулевой, то профиль работает, грубо говоря, от альфа -6 градусов до -10 градусов. Если данный профиль стоит в законцовке, которая закручена на -3 градуса, то рабочий диапазон углов смещается соответвенно, т.е. от -9 до 7 градусов. И это означает, что если по расчетам у нас Cm=0 при альфа скажем 2 градуса, то тут нужно смотреть чтобы на этом угле Cl был максимальным в корне и как минимум положительный на законцовке?
- А в этой зоне как раз таки и зарыта та самая сакраметальная фраза «Линейность поляры Су\альфа в пределах лётных углов атаки"? Т.е. при выборе профиля надо обращать внимание на равномерность графиков Cl/альфа а также на угол их наклона (грубо говоря - чем “круче” подъем графиков и чем они ровнее - тем лучше?
И еще… вопрос больше к терминологии (я возможно совсем затупил, но что-то я никак до конца разобраться не могу): правильно ли я понимаю, что во всех этих графиках угол альфа это угол между САХ корневой нервюры и вектором направления потока? А как связан этот угол с реальным углом тангажа ЛК? Т.е. если просто: горизонтальный полет, Cm=0, угол тангажа ЛК=0, Альфа = 2 градуса. А при угле тангажа скажем в 30 градусов, какой будет угол альфа? 32 градуса или те же 2 градуса?
Взял два профиля (корневой MH и концевой PW)
Не очень хорошо.
Посмотрите внимательно на графики Induced AoA \ Real AoA. Они должны быть линейны в диапазоне лётных углов атаки. Рискуете получить кривое распределение.
Не очень хорошо.
Возможно. Буду копать глубже.
во всех этих графиках угол альфа это угол между САХ корневой нервюры и вектором направления потока?
В профилях (XFoil Dirrect Analisis) угол относительно хорд самих профилей, а в самолете (Wing and Plane design) относительно оси X самолета. А крыло и корневая могут быть под другим углом, если он не 0 (Main wing Tilt Angle).
По п.1, 2, 3 нужно подумать (дома).
Посмотрите внимательно на графики Induced AoA \ Real AoA. Они должны быть линейны в диапазоне лётных углов атаки. Рискуете получить кривое распределение.
Дядь Вов, я конечно же понимаю, что мы в “контрах”… 😃 Но был бы вам крайне признателен, если расскажите немного по-подробнее про физику данных параметров. Жутко интересно… ИМХО, XFLR вообще крайне полезная программа, но т.к. информации по ней, к сожалению, практически нету, приходится собирать ее по крупицам…
на вложенной поляре Cl/альфа:
п.2. Даже без учета Ре, если Су на законцовке начнет уменьшаться (после Су мах) раньше чем в центроплане, появится кабрирующий момент тангажа, ЛК начнет само задирать нос. Думаю нужно чтобы угол Су мах для корневой нервюры был меньше Су мах плюс крутка для концевой.
п.3. Это скорее к Владимиру вопрос.
Интересно конечно построить крылышко (с качеством хотя бы 25) из бальзы и посмотреть как оно полетит в реале.
Посмотрите внимательно на графики Induced AoA \ Real AoA.
Real AoA не нашел. Есть Total AoA наверно это оно и есть. В общем крутка получается меньше на 1 градус в конкретном примере.
Остальное все как учили. Су и См линейны до скорости 100 км/ч.
Интересный документ. spyplanes.com/wp-content/uploads/…/gnc_92.pdf
Видео к сожалению на английском.
Вот тут обсуждение этого видео.
Если резюмировать то НАСА заявило, что собранные данные позволяют уменьшить на 11% индуктивное сопротивление. И в итоге они собираются улучшить энергоэффективность самолета на 60%. Довольно громкое заявление. Хотя пока они изобрели только новый вариант распределения с нелинейной круткой.