Профиль крыла для наиболее подходящий для планера

Все хорошо летящие профили высокомоментные. Потому что летят они хорошо именно потому что подъемная сила размазана по хорде равномерно. Для ГО это копейки, я думаю, проблема надумана.
Для планеров не используют низкомоментные профили, потому что они не летят. То что дают продувки в трубе не соответствует факту в свободной атмосфере
 
Давайте обсудим какие основные требования к профилю планера, известные профили дающие хороший или удовлетворительный результат и какие технологии требуются чтобы достичь каких либо характеристик?

Начну пожалуй с момента, на сколько критичен момент профиля? Если профиль высокомоментен, требует ли он особого подхода к ГО, чтобы постоянная компенсация не вызывала повышенного сопротивления? Например не плоское ГО, а профилированное, без щелей между половинками стабилизатора? Имеет ли смысл использовать низкомоментные ламинарные профили при гаражных технологиях (пенопласт, проволка, стеклоткань)?
Для планера, момент профиля не столь критичен из-за того что типичные углы атаки (наивыгоднейшая и экономическая скорость полета) достаточно большие. При увеличении угла атаки, центр давления профиля смещается вперёд, приближаясь к точке аэродинамического фокуса профиля (крыла). Для скорости (малых углов атаки), закрылки (при наличии) бывает отклоняют вверх для понижения момента и потерь на балансировку. Ещё, где то читал что отклонение закрылка смещает ламинарную "корзину" (зону ламинарного обтекания / минимального сопротивления) по углам атаки.


Выбор профиля зависит от назначения планера.

-1) Гоночные планеры должны иметь низкий Cx на режимах перехода - это Cy ~= 0,2-0,3. Обычно как критерий берут Cx на скорости 200км/ч по прибору в двух вариантах - с балластом и без. Подбирают профиль с ламинарной зоной на Су, соответствующих этой скорости . Будет оправдано применение профиля с закрылком. Отклонение закрылка действительно двигает ламинарную зону по углам атаки. Отклонение закрылка вверх сдвигает ламинарную зону вниз, на Cy, характерные для высоких скоростей, что приводит с снижению Cx, ради чего это и делается. Если делать закрылок - то по всему размаху.
В наше время применяют тонкие профили (12...13%) с малой кривизной и закрылками, например:
1713781756761.png




-2) Планеры учебные, тренировочные, а также те, что для удовольствия от полета, быстро бегать не обязаны. Им можно ставить профили, адаптированные на режим парения (Cy ~=1). Эти будут будут кривые, с большим моментом. Можно толстые. Даже лучше толстые -сваливаться будут мягче, со штопором проблем не будет. Закрылки делать необязательно. Но если хочется - пожалуйста.

-3) Особого подхода к ГО высокомоментный профиль не предполагает - хорда крыла маленькая, а плечо оперения - большое - этак от 5*САХ, к тому же планер обычно летает на задних центровках, когда балансировочная сила на оперении направлена вверх. Наиболее критичен для размера оперения режим захода на посадку с полностью отклоненными закрылками, если они есть. Обычного статического момента Aго = 0,5 обычно хватает. Оперение лучше профилированное. Есть специальные профили для оперения (FX-71, FX-76 например)

-4) Потребная жесткость крыла на кручение обычно определяется из условия отсутствия флаттера. Требования к жесткости по флаттеру выше требований по статической жесткости на кручение до порядка, т.е. этак до 10 раз. Не шучу. Т.е. нет флаттера - не сломается от кручения и не закрутится лишнего.

т. обр. в силу 3) и 4) момент профиля некритичен для планера, а ламинарные низкомоментные профили в общем случае не оправданы. В каком-либо специфическом - может быть.
 
Две заслуженные "летающие парты" с обзорными данными по профилям.
 

Вложения

  • training dailplanes.pdf
    855,6 КБ · Просмотры: 115
Давайте обсудим какие основные требования к профилю планера...
...при гаражных технологиях...
В подавляющем большинстве случаев "гараж" не превышает 6 метров. Поэтому никакие технологии не подойдут, по причине невозможности создания в гараже хотя бы одной консоли. Ну, если только это не Брошка :)
Планерный "гараж" начинается с 8 метров, чтобы хоть одна консоль влезла. А лучше метров 16...18, чтобы консоли состыковать и подогнать, не на улице среди прохожих и на ветру.
Считаю это самым началом технологии строительства планёра :)
А по профилям следующие соображения. Как раз этой зимой пытался проникнуться данной темой и понял, что самостоятельно подбирать профиля вообще безсмысленно.
...То что дают продувки в трубе не соответствует факту в свободной атмосфере
Гы-гы, а планеро- и самолетостроители не знают и применяют! Кошмар!
Все всё знают и применяют как нужно. Но планёр - это не самолёт. Данные с продувок не покажут, например, поведение планёра в болтанку в спирали. Ни в каких продувках не узнать насколько приятно планёр будет управляться.
Помимо выбора профиля на планёрах с круткой крыла не меньшая головоломка.
Вот, например, крутка крыла популятного ASK-13.
Screenshot_20240206-192509_Chrome.jpg

Ни в какой трубе такое ненапродуваешь. И профиля, и крутки - результат практических полётов и сотни построенных экземпляров.
Самому конечно спроектировать можно, но это будет планёр с посредственнными характеристиками.
Про современные рекордные планётные профили вообще можно забыть. Не "гаражная" технология :)
 
Гы-гы, а планеро- и самолетостроители не знают и применяют! Кошмар!

касательно ламинарных профилей и продувок можно сказать следующее. Интересной для ламинарно-турбулентного перехода в пограничном слое крыла турбулентности в атмосфере нет, ноль она там. А в трубе всегда какая-то, но есть. Соотв. в полете можно на планёрном крыле ждать бОльшей протяженности зоны ламинарного обтекания, чем, возможно, в трубе. При анализе трубных данных следует обращать внимание на степень турбулентности установки в которой они получены (лучше если установка малотурбулентная, со степенью турбулентности ниже 0,1%). Ну, и на Рейнольдс продувок тоже надо смотреть, это для перехода важно.
 
И профиля, и крутки - результат практических полётов и сотни построенных экземпляров
Планеры при создании обычно в трубах не дули никогда т.к. слишком дорого. Обычно дули только профили. Но и их уже лет 20 не дуют в трубах, ибо научились считать достаточно близко к правде, а ламинарная труба - редкое и дорогое удовольствие (в России работает всего одна и размеры у нее 1x1м). Крутки тоже считаются достаточно легко. Впрочем, сейчас обычно делают эллиптические крылья, которые не требуют крутки.
Для создания законченного хорошего планера, годного в серию в наше время понадобятся несколько тысяч часов машинного времени на среднем кластере (арендуется в Сети, уже недорого) на обсчет моделей (аэродинамика, динамика полета, прочность, аэроупругость и совмещенные задачи по всему вышеперечисленному), сотня-две доводочных полетов и один - два опытных экземпляра. Чаще - один. Ну и 3..5 светлых голов и десяток пар прямых рук. Один экз. для себя можно сделать с гораздо меньшими ресурсами. Первый Jonker JS-1 был сделан именно в гараже группой из 6 человек.
 
касательно ламинарных профилей и продувок можно сказать следующее. Интересной для ламинарно-турбулентного перехода в пограничном слое крыла турбулентности в атмосфере нет, ноль она там. А в трубе всегда какая-то, но есть. Соотв. в полете можно на планёрном крыле ждать бОльшей протяженности зоны ламинарного обтекания, чем, возможно, в трубе. При анализе трубных данных следует обращать внимание на степень турбулентности установки в которой они получены (лучше если установка малотурбулентная, со степенью турбулентности ниже 0,1%). Ну, и на Рейнольдс продувок тоже надо смотреть, это для перехода важно.
Турбулентность в атмосфере есть довольно существенная. Например в в среднем термике степень турбулентности где-то = 0.1%, что ВЫШЕ, чем в трубе Т-324, где она = 0,04%.
следует обращать внимание на степень турбулентности установки в которой они получены (лучше если установка малотурбулентная, со степенью турбулентности ниже 0,1%)
действительно учитывать надо. В материалах по продувкам обычно этот параметр приводят.
 
...у G-103 постоянный профиль по всему крылу.
Укажите пожалуйста источник, а то в подобное не верю.
19 процентный профиль в корне - это норма
Screenshot_20240423-070916_Chrome.jpg

Но этот же профиль не может стоять на концах крыла.
У конкурентов, при очень схожей форме крыла в плане, на концах популярен такой
Screenshot_20240423-071021_Chrome.jpg
 
Турбулентность в атмосфере есть довольно существенная. Например в в среднем термике степень турбулентности где-то = 0.1%, что ВЫШЕ, чем в трубе Т-324, где она = 0,04%.

Вы вряд ли представляете себе сколько времени я провел с трубами Т-324, а потом Т-124... Важны не только интегральные цифры, важны масштабы этой турбулентности. Вихри размерами с хорду крыла что сделают в пограничном слое? Да почти ничего. А мелкомасштабная турбулентность не слишком сильна в атмосфере. Впрочем, завтра я еще раз гляну в статейки по поводу атмосферы (Занин давным-давно на Бланике летал и другие есть некоторые материалы) и освежу вопрос в памяти.
 
Обычно дули только профили. Но и их уже лет 20 не дуют в трубах, ибо научились считать достаточно близко к правде,
Это вряд ли. Мир продолжает дуть. Задачи смещаются в область малых Re по известным причинам, а для планёров просто рынка нет, не нужны они никому. У нас, во всяком случае.

а ламинарная труба - редкое и дорогое удовольствие (в России работает всего одна и размеры у нее 1x1м).
дешевые это трубы, реально дешевые. До недавнего времени в России было две. Но таких и в мире не очень много. Основная масса данных в атласах и прочих материалах, имеющих широкое хождение, была получена уже давно и в трубах с открытыми рабочими частями, турбулентность в хороших трубах такого типа 0,15-0,3%.
 
Но этот же профиль не может стоять на концах крыла.
У конкурентов, при очень схожей форме крыла в плане, на концах популярен такой

Каким образом меняют профиль с корневого на концевой, если они разные не только по толщине, но и по форме?

Нашёл такую информацию, два идентичных планера КАИ-14 и Вега, оперение и фюзеляж +- одинаковые, размах одинаковый, вес не сильно отличается. Но у КАИ-14 профиль ламинарный и качество 39, а на Веге Р-3А который все ругают и качество 31! И это на лакированном и обжатом в упор фюзеляже, и V-образном оперении. Посмотреть бы их поляры, скорее всего на переходах у них ещё больше различие по качеству было, но выходит что на малых скоростях профиль вообще не важен, а решает только размах? Р3 ведь на таких рейнольдсах как там ещё не очень работает, особенно на концах крыла. Есть ли профили которые работают на малых рейнольдсах (~500 000 скорость 20м/с и хорда 40см на конце крыла, как на ас-4-115), не требовательны к точному воспроизведению, и терпимы к масштабированию по толщине? Или лучше взять тот толстый профиль Эпплера в корне, и сделать плавный переход на аналогичный тонкий на конце? В каталоге нашёл много похожих разной толщины, может быть они терпимы к небольшим отклонениям? Проволко-пенопластовый метод даёт точность +-5мм на метровых сегментах в худшем случае. Гладкость в любом случае будет глаже чем на металлических крыльях к примеру Бланика.
 
Последнее редактирование:
Давайте обсудим какие основные требования к профилю планера, известные профили дающие хороший или удовлетворительный результат и какие технологии требуются чтобы достичь каких либо характеристик?

Начну пожалуй с момента, на сколько критичен момент профиля? Если профиль высокомоментен, требует ли он особого подхода к ГО, чтобы постоянная компенсация не вызывала повышенного сопротивления? Например не плоское ГО, а профилированное, без щелей между половинками стабилизатора? Имеет ли смысл использовать низкомоментные ламинарные профили при гаражных технологиях (пенопласт, проволка, стеклоткань)?

Начнем с этого: никто больше не использует турбулентные профили для изготовления планера. Преимущества ламинарных профилей очевидны, и хотя они очень требовательны к точности изготовления и качеству поверхности, все отдают им предпочтение. В целом, аэродинамические профили с более высоким моментом имеют более высокие аэродинамические характеристики ( Cy, K) из-за большей кривизны. Но если иметь в виду гоночные планеры, то сейчас усилия направлены не столько на какой-то максимум аэродинамического качества, сколько на поддержание относительно высоких значений аэродинамического качества на относительно более высоких скоростях. Это побудило к разработке ламинарных профилей с уменьшенным продольным моментом. Сравнивая графики аэродинамических характеристик старого и нового профилей, непрофессионалы удивляются, почему выбраны более новые, хотя они имеют меньшие характеристики.
 
Каким образом меняют профиль с корневого на концевой, если они разные не только по толщине, но и по форме?
Точных сведений никто не даст. У меня стойкое предположение, что наиболее сильно профиль меняется от корня к началу элерона. Далее изменения незначительные или вовсе тип профиля постоянный.
...два идентичных планера КАИ-14 и Вега, оперение и фюзеляж +- одинаковые, размах одинаковый, вес не сильно отличается. Но у КАИ-14 профиль ламинарный и качество 39, а на Веге Р-3А который все ругают и качество 31!
У Веги заметно больше площадь крыла = трение обшивки. Возможно это и понизило качество.
Так понимаю они на один и тот же лонжерон натягивали разные профиля.
Давно считаю, что достаточно просто спроектировать лонжерон. А профиль крыла - это всего лишь обтекатель лонжерона :)
 
Это только корневые профиля. На концах профиля и близко не похожие на корень :)
Не все хотят удивить планерный мир. А если делать для любительских полётов, с К примерно 20, то всё становится проще. :) Берём для примера "Монерай". Сужение=1, круток нет (ЕМНИП), по технологическим условиям. К=26 или 28.
Возьмём А-13. К=34, (при удлинении 22,4). Профиль крыла-Р-IIIA, без затей.
Р3 ведь на таких рейнольдсах как там ещё не очень работает, особенно на концах крыла
Он-то как раз и работает, до 0,5 млн. точно! См. атлас Кашафутдинова и Лушина!
 
Не все хотят удивить планерный мир. А если делать для любительских полётов, с К примерно 20, то всё становится проще. :) Берём для примера "Монерай". Сужение=1, круток нет (ЕМНИП), по технологическим условиям. К=26 или 28.
Возьмём А-13. К=34, (при удлинении 22,4). Профиль крыла-Р-IIIA, без затей.

Он-то как раз и работает, до 0,5 млн. точно! См. атлас Кашафутдинова и Лушина!
Если вы строите планер просто для развлечения, просто чтобы потрогать небо, конечно, вы можете использовать любой профиль, какой захотите. В том числе профили с достаточно выраженными моментальными характеристиками. Если мы строим, например, планер «Пионер», лично я бы отдал предпочтение профилю DAE-11 (Marc Drella). Но вопрос коллега RommT был о получении определенных характеристик. Ведь влияние удельного удлинения крыла тоже огромно. При больших значениях удлинения хороших результатов можно добиться и при использовании турбулентных профилей. Но все же – при одинаковом удлинении ламинарные профили имеют решающее преимущество, выраженное в аэродинамическом качестве. Даже для удовольствия можно использовать ламинарные профили с высокими значениями Cy, K, Mz. Так вы добьетесь очень высокого качества, пусть и в нижнем диапазоне скоростей.
 
Начну пожалуй с момента, на сколько критичен момент профиля? Если профиль высокомоментен, требует ли он особого подхода к ГО, чтобы постоянная компенсация не вызывала повышенного сопротивления?

Нет, это не так критичен. Здесь важным моментом является заданный статический момент г.о. добиться не столько площадью г.о., сколько достаточно длинным аэродинамическим плечом. Таким образом, балансировочные потери будут меньше. И, конечно, есть оптимум, потому что по мере удлинения фюзеляжа вес увеличивается (и цена тоже). Другой способ компенсации – добиться высокого статического момента (А г.о), что расширяет диапазон центровок и летать с более задная центровка (33% и более назад). При этом не исключено Г.О. создасть положительная подъемная сила.
 
Насчёт плеча. Частенько бывают дурацкие ограничения - размеры помещения для постройки и хранения или длина имеющегося прицепа. :(
 
Назад
Вверх