Многоэтажные цифры.

Откуда
Москва
Озадачился подбором профилей на трапециевидное крыло и уперся в товарища Рейнольдса. Он понапридумывал разных  многоэтажных чисел, с которыми теперь приходится разбираться  ;D
Если я правильно понимаю суть вопроса, то для любого тела с любыми размерами, двигающегося в любой среде кроме вакуума, существуют эти самые числа. Они меняются в зависимости от собственно этой среды, её вязкости. И еще определяющими является скорость движения и размер тела. Для воздуха, если сильно высоко не забираться есть простая формула Re=70*V*L.
Где L -  к примеру хорда крыла, в миллиметрах; V - соответственно скорость в м/с. А само число вообще безразмерное.
Т.е. если модель с хордой 100 мм летит со скоростью порядка 100 км/ч, то это самое число равно округленно 2*10[sup]5[/sup]
Если с той же скоростью летит Пайпер, то его 1500 миллиметровая хорда гордо рассекает приземный воздух на почти 30*10[sup]5[/sup]
Но это само по себе еще не все. Каждому телу, в частности профилю, еще определяется критическое число. Если я таки чего не напутал, то это то значение, при котором ламинарное обтекание (такое плавное и журчащее :) ) переходит в турбулентное ( бушующее и клокочащее). И тогда, профиль, который стоял на модельке и прекросно её носил, при увеличении в 15 раз может совершенно испортится и наоборот. Но дальше начинаются дебри.
Допустим тот же Пайпер разогнался до 205 км/ч. И числа Рейнольдса его профиля стали 60*10 [sup]5[/sup]. Если, так умозрительно, критическое чило какого нибудь 1500мм профиля  было рассчитано на  ламинарное обтекание  на 51 км/ч, то 205 превышает это значение в 4 раза. Исходя из формулы, переход на турбулентное обтекание начинается на 1/4, т.е. 25% профиля.
Если еще разогнаться, то еще на более меньшем участке носа будет ламинарное обтекание.
Но вот что это мне дает или отнимает никак не пойму. Тем более в трапециевидном крыле, где при одной и той же скорости имеем разные по значению числа. Хорды же меняются по размаху.  :eek:
К примеру есть "симпатичный" Вортман FX-63-137. Но у него крайне низкие критические числа. НА моделях должен отлично проходить, а на том же Пайпере? Если допустим крыло пластиковое и в точности повторяет теоретический профиль, но фактически весь находится в зоне турбулентости? И все его достоинства ламинарной геометрии попросту не работают или все же дела обстоят как то иначе?
Порыл в статистике применения этих профилей. Вообще не густо, казалось бы логично. Но с другой стороны есть несколько моделей серийных мотопланеров Катаны и Димоны с этим профилем и хордой порядка 1000 мм. Но даже с такой хордой на реальных скоростях за 100 км/ч, числа Рейнольдса совсем не радужные.
Значит Катаны плохо летают? Или старина Рейнолдс чего напутал  :D?
Объясните, плиз, чайнику на пальцах основы высшей аэродинамики  :-/
 

Rafis

Я люблю этот Форум!
Откуда
globe
Володя, не забивай голову. Считай по средней геометрической хорде. Для твоего планера будет достаточно, как в прочем и для большинства других самоделок. Погрешности определения сопротивления  других элементов и интерференции, будут гораздо выше.
И если уж на то пошло, определение сопротивления (и поляры) крыла с ламинарным профилем по тому пути которым пытаешся ты, по моему мнению, та еще шара.
Распределение чисел Re по размаху  IMHO оказывает большее влияние на подъемную силу и характер срыва чем на профильное сопротивление крыла.
 
Откуда
Москва
Честно говоря САМ определить характеристики даже не пытаюсь пока  :) Начал тыркаться с итальянской програмкой "Профили 2".  Крыло планируется из двух профилей и переходного участка между ними. Т.е. вероятно надо расчитывать по двум-трем СГХ на трех скоростях: минимальной, максимальной и усредненной.
Так вот при этих таких раскладах в чистом виде FX-63-137 на корне уж совсем узкорежимный, даже учитывая, что больше +13 градусов угла атаки программа не определяет.
Не зная, как что работает на закритических числах вот и решил поприставать к людям  :~~) и попытался обойти проблему. Не знаю на сколько это корректно будет на практике, но в программе, путем модификации исходного профиля по относительной толщине, увеличении кривизны и смещения её максимума назад, удалось получить очень достойные и требуемые характеристики на разных числах Re  ::)
Сопротивление конечно на больших углах вырастает сильно и пикирующий момент стал еще покруче, но подъмная сила даже подросла и устойчиво считается до лимитированных 13 градусов. Т.е. срыва в рабочем диапазоне судя по всему уже нет.
Еще бы услышать мнения, на сколько можно доверять этим расчетам.
 

Вложения

Uptosun

Срочно нужен небольшой авиационный завод
Откуда
Сочи
Сравни с практически полученными полярами и графиками из атласов профилей. Мне тоже этот профиль нравится. Я давно как-то NASA-4415  сравнивал, местами расхождение по Сy до 8%. в меньшую сторону, а JavaFoil в большую. ANSYS CFX-11 пробовал? :)
Попробуй в Profili2.14 с FX помешать какой нибудь Nasa c оттянутой толщиной назад, вообще какая-то хрень получается. Надо проф версию где-то накачать
 
Откуда
Москва
Дык и модифицировал FX в 2.14. Толщина осталась на месте, но кривизна и её местоположение изменилось. Правда есть определенные границы. Больше и дальше не считает совсем.
Короче, если если никто не отговорит  :D, наверно попробую на практике.
Вот на картинке, как говорится, найдите 10 отличий.
 

Вложения

Откуда
Москва
Если картинки из Профили2 принять за исходную печку, то интересное кино получается. Тот же модифицированный FX 63-137 на реальных и бодрых скоростях похоже весь в турбулентном обтекании. Т.к. турбулизаторы по передней кромке практически вообше никак не сказываются на свойствах. При этом вполне бодрый Су, но качество с ростом углов активно падает. Сх растет сильно. А если отогнуть вверх хвостик, соответственно можно снизить сопротивление за счет меньшей подъемной силы. Короче выходит, раз никто ничего не имеет против :), при наличии закрылка/флапперона можно варьировать не только дополнителной подемной силой, но и снижать Сх на крейсере или когда надо разогнаться. Причем все это может происходить за Rе критическими без всяких подводных камней.
 

Uptosun

Срочно нужен небольшой авиационный завод
Откуда
Сочи
На Ан-2 выпуск закрылков на 5 гр. на крейсере повышает экономичность, когда в КЛУГА учился регулярно практиковали :)
 

Rafis

Я люблю этот Форум!
Откуда
globe
читал когда-то результаты испытаний подвесного закрылка (закрылок Юнкерса). И там максимальное аэродинамическое качество системы крыло - закрылок достигалось при закрылке отклоненном вниз на 5-10 градусов. Про минимальное сопроивление не помню.
Закрылок отпоняют вверх для больших скоростей - меньше момент и соответственно потери на балансировку.
 

Sosedko

Композитор - Квиковод
Откуда
Москва
Ну это логично, задачи достижения максимального качества, и минимального сопротивления, несколько разные и одновременно не достижимые
 
Откуда
Москва
Кстати. НАСАвские данные по профилям в нашей привычной литературе, обычно приводятся с огромными Re. Причем делаются они расчетным путем в относительно небольших трубах с малой скоростью. Но с давлением за 20 ат. Если я правильно понимаю по логике вещей, то при этом давлении совсем другая вязкость воздуха, что и позволяет задирать значение Rе. Или все же другая хитрость?
 

su27

Director of Flight Operations
Член команды
Откуда
Казань
Опять таки ты смотришь САХ?
А посмотришьтна рельное крло, еще и крутку увидишь  :D
 
Откуда
Москва
Вах! Какай такой САХ, крло и крутка.
Если дуют модель профиля в трубе, то для выяснения характеристик профиля не требуется крутка, как и запихивание в трубу реального крыла. И вообще речь идет о числах Рейнольдса и их влияния на характеристики. А так же расчетов их получения и адекватного сравнения полученных и напечатанных данных. Если сравнивать несравнимое, то лучше вообще не сравнивать.  :IMHO
 

Denis

Я люблю самолеты!
Аэродинамика - нежная девушка, но стерва. Результаты продувок и натурных испывтаний часто сильно отличаются, но моделировавние с момощью программ типа той, что здесь обсуждается не всегда годится даже для студентов. Одной из сложнейших проблем при численном моделировании является  нахождение точки перехода ламинарного погранслоя в турбулентный. Что касается профиля Fx-63-137, то он так же нормально себя ведет при Re порядка нескольких миллионов, как и менее 500000. Этот профиль имеет смешанный погранслой. причем точка перехода плавно смещается в сторону носка с ростом угла атаки. Это благоприятное поведение с точки зрения ослабления чувствительности Cymax к Re и загрязнению передней кромки.
Однако у этого профиля есть два серьезных недостатка - очень большой продольный момент и резкий рост профильного сопротивления на малых углах атаки. Эти недостатки по существу исключают применение данного профиля на самолетах с обычным удлинением крыла и широким диапазоном скоростей.
Лечить эти недостатки отклонением механизации вверх не есть хорошо, гораздо лучше применить более подходящий профиль.  
 

Denis

Я люблю самолеты!
 ...очень большой продольный момент и резкий рост профильного сопротивления на [highlight]малых[/highlight] углах атаки.   
Я правильно понял написанное, или имелось в виду бОльшие углы?
Имелись в виду не промсто МАЛЫЕ углы атаки, но и в том числе отрицательные. Этот  профиль имеет очень большой Су порядка 0.8 на нулевом угле атаки и резкий рост Схр  при Су менее 0.4.  Причина - утолшение погранслоя и затем его отрыв на нижней поверхности профиля. Можно его вообразить как обычный профиль с отклоненным простым закрылком.
 
Откуда
Москва
Т.е. в итоге с таким профилем, типа FX-63-137, просто быстрее не разгонишься в пикировании. Пока S образность не изобразить. Только почему
механизации вверх не есть хорошо, гораздо лучше применить более подходящий профиль
.? При условии, что есть простой  поворотный закрылок.
И кстати, как все это соотносится с числами Rе? Т.е. при выпуске закрылка на привычном профиле Rе кр уменьшается? Или это не зависит от кривизны профиля, а только от форма носа?
 
Вверх