Аэродинамические характеристики профилей

[Zakhar]

daredevil
начну с Вортмана. Я заметил, что его профили созданы таким образом, чтобы на крейсерском угле атаки давление по профилю было размазано максимально ровно. Это дает невысокую и плавную волну давления, которая захватывает в движение максимально возможную массу воздуха. И испытывал он свои профили не в трубе, стенки которой режут индуктивное сопротивление, а в открытом воздухе. И это дало мне основания думать, что Вортман пришел к такому же выводу, что и я.
Про сжимаемость воздуха. Воздух сжимается и при давлении 0.1 атм и при давлении 10 атм. Нельзя не учитывать этого, мелочей нет
Про то. что крылом мы чувствуем только то, что создали около крыла- это взгляд не физика, а математика. Конечно, сумма давления на крыло и создает подъемную силу, но если не будет ответа со стороны среды, это давление пропадет, оно уйдет на сжимание близлежащих слоев воздуха. Надо видеть полную картину. Если огромная масса воздуха не будет захвачена крылом и отброшена вниз- подъёмной силы не будет.
Про скорости. Воздух сжимается при любых скоростях. С увеличением скорости нужны другие профили, учитывающие силы инерции. Конечно, профиль созданный для малых скоростей не будет идеальным на больших. (Еще раз замечу. Скорость и Re это не синонимы и писать при продувках только Re неграмотно)
Налипшие комары увеличивают сопротивление трения, в итоге растет общее сопротивление, а индуктивное на режиме качества равно ровно половине общего. Получается, что и оно тоже вырастет на режиме качества. потому что этот режим сместится на меньшую скорость.
В шестых -не понял. Профиль всегда влияет на индуктивное сопротивление. Но его минимум будет рассчитан на одном режиме. На другом режиме идеальным будет уже немного другой профиль

 

[daredevil]

Налипшие комары увеличивают сопротивление трения, в итоге растет общее сопротивление, а индуктивное на режиме качества равно ровно половине общего. Получается, что и оно тоже вырастет.

- Нет. Речь не о минимуме сопротивления, а о сопротивлении в конкретном режиме. Всё как раньше: угол атаки, скорость - но комары. И вот шероховатость поверхности у нас (у вас) влияет на сжимаемость воздуха?

это взгляд не физика, а математика.

- Это именно взгляд физика с манометром. Понятно, что замеренное в той или иной точке давление зависит от всей картины обтекания. Но если оно не зависит от шероховатости - то и картина не зависит. Именно движение огромных масс достаточно далеко от крыла, чтобы пренебречь пограничными явлениями - не зависит.

И это дало мне основания думать, что Вортман пришел к такому же выводу, что и я.

- Так бы сразу и писали: я думаю, что он думал)) А я думаю, что он думал другое. Испытания в атмосфере отличаются от испытаний в трубе не столько влиянием стенок на индуктивное сопротивление (обычно стенки не вплотную к торцам модели), сколько малой завихрённостью воздуха, которая как раз позволяет "ловить" ламинарность! Вспомним, что ложки не видно по результатам многих испытаний в трубе даже при Re <5 млн., но она есть в упомянутом КАА отчёте NACA, где например на рис. 17 оговорено: low-turbulence tunnel.

И про ложку вы не ответили. Расчёт сопротивления трения с учётом условий перехода ламинарного обтекания в турбулентное объясняет как эффективность ламинарных профилей в узком диапазоне углов атаки, так и резкое увеличение сопротивления при выходе из этого диапазона. В то же время резкого изменения подъёмной силы при пересечении границ данного диапазона мы не наблюдаем! А ведь индуктивное сопротивление это lift-induced drag, т.е. сопротивление, обусловленное подъёмной силой.

 

[Zakhar]

Про комаров не понял. Вырастет только общее сопротивление, что не так? Как могут комары влиять на сжимаемость?
Про ложку я не знаю. Буду благодарен за ссылки. Интересует величина этой ложки на фоне индуктивного сопротивления, которое для самолета в несколько раз больше профильного.

 

[Petyofi]

Моя проблема в другом. Мне нужно выбрать такой профиль, чтобы я мог использовать лонжероны в носовой части и около 70% хорды. Либо носовая часть не соответствует диаметру трубы, который например должен быть больше 50 мм, либо хвостовая часть слишком толстая. На вопрос специалисты говорят использовать USA-35B, но без учета этой проблемы. Профиль надо модифицировать и тогда я не буду знать какие у него характеристики на самом деле. Как Clark-Y. И все остальные старые, но бывшие в употреблении профили. Единственный, который я попробовал в начале и конструкция несколько удалась, это UI-1720, но его не рекомендуют. Ищу еще мнения по этому поводу.

Профиль не выбирается самостоятельно, Миро. Вне контекста проектируемого самолета. Во-первых, необходимо учитывать диапазон скоростей, назначение и способ эксплуатации самолета. Потом - технология изготовления крыла и конкретные требования (как в вашем случае) к местной высоте. На сверхзвуковой самолет профиль Eppler-423 не поставишь, на STOL - профиль 3% сверхзвуковой. Если сделать металлическое крыло с выступающими заклепками, польза из ламинарного профиля сводится практически к нулю - это доказывают многие существующие конструкции (Piper-28, например). И так далее. Поделитесь, как вы видите самолет как характеристики, и тогда мы можем обсудить разные профили.

 

[Миро-Бг]

Поделитесь, как вы видите самолет как характеристики, и тогда мы можем обсудить разные профили.

Двухместный, взлетная маса 500 кг, скорости 70-140 кмч, скороподемность 2.5-3 м/с, дальност 350-400 км, двигатель 65 к.с., технология "тряпколет".

 

[Petyofi]

Как любитель, я считаю наиболее важными характеристиками профиля при нулевом угле атаки и поведение при критических углах атаки.

На самом деле это очень дилетантский подход к выбору профиля. Самой важной характеристикой из всех считается аэродинамическое качество на наиболее часто используемом режиме полета. Об этом говорится в каждом справочнике или учебнике по аэродинамике. Из профилей с близкими аэродинамическими качествами предпочтение отдается профилям с меньшим продольным моментом.

 

[daredevil]

Как могут комары влиять на сжимаемость?

- По вашей логике разница в сопротивлении ламинарных и лобастых профилей обусловлена сжимаемостью воздуха? Комары эту разницу отменяют.

Буду благодарен за ссылки.

- Magnum уже давал, я повторю:

https://engineering.purdue.edu/~aerodyn/AAE514/Spring%202011/naca-report-824.pdf

Речь вот об этом участке:

Кстати, в том отчёте ложку видят и после Re 9 млн., что намекает: Re, рассчитанное по формуле для пластинки, к профилям не очень применимо, надо смотреть ламинарность по ворсинкам))

Интересует величина этой ложки на фоне индуктивного сопротивления, которое для самолета в несколько раз больше профильного.

- Вы же сами дали ответ:

индуктивное на режиме качества равно ровно половине общего

 

[Zakhar]

У меня проблемы с языком. Как бы прочитать это на русском?
Я не писал о противопоставлении ламинарных и лобастых профилей, но да, в плане ламинарности комары отменяют разницу. И что?
Я пишу о том, что индуктивное сопротивления самолета равно половине общего, профильное же является же малой частью общего, а сопротивление ламинарного участка обтекания является малой частью профильного. Как отыскать величину этой ложки на фоне огромного индуктивного сопротивления?

 

[Petyofi]

А в конструкции «тряпколета» получается немного наоборот, иначе не получится вставить лонжероны в контур профиля.
И теперь я ищу аэродинамический профиль с притупленным носом и сужженой хвостовой частью, чтобы передний лонжерон соответствовал контуру носа, а задний лонжерон опирался на два контура верхней и нижней дуги аэродинамического профиля. И это без необходимости модификации. Но пока я не нашел ни одного полезного совета по этому поводу.

Его еще называют "вихревое", что несколько отвечает на вопрос.

Тебя годиться DFS-P9-14, MUE-139, Eppler 1210, 1211,1212, 1213, 1214, Sibnia-S16, CAP-21...

 

[Petyofi]

Двухместный, взлетная маса 500 кг, скорости 70-140 кмч, скороподемность 2.5-3 м/с, дальност 350-400 км, двигатель 65 к.с., технология "тряпколет".

У вас слишком мала специфическая мощност будет (всего 0.1625 л.с./кг), но все таки летать можно. Рекомендую (в низходящим порядке) Eppler-1210, DFS-P9-14, SD-7062 (Selig/Donovan) и MUE-139. Полщадь не ниже 12 кв.м., лучше 14 кв.м.

 

[daredevil]

Как бы прочитать это на русском?

- тут не смогу помочь.

индуктивное сопротивления самолета равно половине общего, профильное же является же малой частью общего, а сопротивление ламинарного участка обтекания является малой частью профильного.

Насколько я понимаю, если самолёт летающее крыло, то профильное равно индуктивному равно половине общего. В других случаях профильное+паразитное равно половине общего. На крейсерской скорости.

 

[леха (magnum)]

Все про закрылок забывают

У меня проблемы с языком. Как бы прочитать это на русском?
Я не писал о противопоставлении ламинарных и лобастых профилей, но да, в плане ламинарности комары отменяют разницу. И что?
Я пишу о том, что индуктивное сопротивления самолета равно половине общего, профильное же является же малой частью общего, а сопротивление ламинарного участка обтекания является малой частью профильного. Как отыскать величину этой ложки на фоне огромного индуктивного сопротивления?

Сl это Су
Сd это Сх
вот и весь перевод ))

 

[Zakhar]

Насколько я понимаю, если самолёт летающее крыло, то профильное равно индуктивному равно половине общего. В других случаях профильное+паразитное равно половине общего. На крейсерской скорости.

Для самолета в сумме сопротивлений шасси, фюзеляжа, профильного крыла и интерференции , профильное является малой частью, допустим третью от половины, значит шестой частью. Индуктивное с ростом скорости падает, остальные слагаемые растут и минимум общего сопротивления всегда достигается при равенстве индуктивного половине общего.

 

[Миро-Бг]

У вас слишком мала специфическая мощност будет

Одна из моих идей заключается в том, что мощность должна быть минимально допустимой и при этом соответствовать требованиям безопасности.

 

[daredevil]

минимум общего сопротивления всегда достигается при равенстве индуктивного половине общего

- Я с этим не спорю. Но из этого не следует, что влияние профиля на общее сопротивление опосредовано индуктивным.

вот и весь перевод ))

- Там на самом деле много интересного в тексте и на графиках, которые не очень-то поймёшь без текста. На рис. 10, например, видно, что минимальное (т.е. соответствующее нулевой подъёмной силе) сопротивление одного из ламинарных профилей становится меньше, чем у классического симметричного, только после Re 1,5 млн. В тексте объясняется, что при малых Re у ламинарного профиля есть участок сепарации ламинарного потока (пузырь по-нашему) - который уменьшается при более высоких Re. То есть подразумевается, что ламинарность до точки минимального давления сохраняется и при Re 10 млн!

Важно, что ламинарный профиль создаёт меньшее сопротивление, чем классический, даже при нулевой подъёмной силе, то есть без вклада индуктивного сопротивления.

 

[daredevil]

С индуктивным сопротивлением тоже хотелось бы прояснить. У бесконечного крыла есть индуктивное сопротивление? По формуле, где в знаменателе удлинение, его быть не должно. А скос-то есть! И увеличение сопротивления вместе с подъёмной силой.

 

[Zakhar]

Влияние именно разности в индуктивном сопротивлении вытекает из-за размеров отличий сопротивлений самолетов с разными профилями крыльев. Она видна на глаз и часто чудовищна, а разница в силе трения в ламинарном или турбулентном режиме микроскопична

С индуктивным сопротивлением тоже хотелось бы прояснить. У бесконечного крыла есть индуктивное сопротивление? По формуле, где в знаменателе удлинение, его быть не должно. А скос-то есть!

это распиаренная муть, как и парадокс близнецов в теории относительности. Конечно же, каждый метр размаха бесконечного крыла при наличии подъемной силы оказывает действие на жидкость и вызывает скос потока. Но фишка в том, что жидкость несжимаема а размах бесконечен. Значит, сила есть, а скоса потока нет. Только и жидкости такой и размаха такого не бывает.

 

[daredevil]

Но фишка в том, что жидкость несжимаема а размах бесконечен. Значит, сила есть, а скоса потока нет.

ЕМНИП не в этом дело. В теории Жуковского нет условия, что покидающий крыло поток горизонтален. Зато постулирован вихрь, противонаправленный циркуляции на крыле.

То есть сопротивление, связанное с подъёмной силой (lift-induced drag), у бесконечного крыла есть? А то, что считает формула индуктивного сопротивления - это разность между индуктивным сопротивлением бесконечного и ограниченного крыла? Она же разность между общим сопротивлением того и другого - отсюда и путаница.

 

[Строитель самолета]

У крыла бесконечного удлинения скоса потока нет. Смотрите опыты, если не верите умным книгам

 

[daredevil]

У крыла бесконечного удлинения скоса потока нет. Смотрите опыты, если не верите умным книгам

)))
Нет скоса - нет подъёмной силы. Не знаю, как в теории - а в опыте точно! Теория может погрешить против закона сохранения импульса и 3-го закона Ньютона, а опыт - никогда. При адекватной оценке погрешностей.