Обтекание профилей

[Energy_ML]

Объясните пожалуйста такую вещь (пока сам не разобрался). Крыло, ну и вообще не только оно, а любые удобообтекаемые предметы имеют "каплевидный" профиль. См картинка снизу. То есть сначала идет резкое утолщение, а потом плавный спад толщины. В чем суть именно такого профиля? Почему скажем не равномерный "линзообразный" с довольно острыми краями и с плавным утолщением? Разве в таком случае не будет ли более плавное обтекание "лобовой части" профиля?

 

[леха (magnum)]

Объясните пожалуйста такую вещь (пока сам не разобрался). Крыло, ну и вообще не только оно, а любые удобообтекаемые предметы имеют "каплевидный" профиль. См картинка снизу. То есть сначала идет резкое утолщение, а потом плавный спад толщины. В чем суть именно такого профиля? Почему скажем не равномерный "линзообразный" с довольно острыми краями и с плавным утолщением? Разве в таком случае не будет ли более плавное обтекание "лобовой части" профиля?

Да сопротивления будет меньше в линзо видной форме.

но если дать небольшой угол атаки, то тут же произойдет срыв и сопротивление будет в разы больше.

поэтому делают переднюю кромку закругленной.

 

[КВА]

Или отклоняемой, что ее скругляет.

 

[Energy_ML]

Понятно. Спасибо. Получается, что угол атаки более-менее сильно может меняться у горизонтальных поверхностей самолета и их выгодно делать "каплевидными". Вертикальные поверхности меняют этот угол в куда меньшем масштабе.... и там возможно ли их выполнение в "линзовидном" варианте?

 

[леха (magnum)]

Понятно. Спасибо. Получается, что угол атаки более-менее сильно может меняться у горизонтальных поверхностей самолета и их выгодно делать "каплевидными". Вертикальные поверхности меняют этот угол в куда меньшем масштабе.... и там возможно ли их выполнение в "линзовидном" варианте?

не, если срыв с руля направления начнется, всё плохо будет, управление потеряете, дпустем при порыве ветра.

почитайте литературу что ли, и вопросы отпадут сами собой

https://cloud.mail.ru/public/7gc3/UtP1TpAJw

 

[Energy_ML]

Ну это руль (киль) направления. А если мачта дельталета? Или вертикальный пилон дельталета?  То есть второстепенные вещи, которые серьезно на аэродинамику не влияют и при срыве потока ничего фатального не будет?

Ну и ка-то нутром чую -чем выше скорость -тем как бы профиль должен быть более удлиненным (соотношение выступающей передней части к поперечному размеру и задней части тоже к этому размеру) - должно расти. Существует ли какой-то оптимум этак для скорости 100км/ч?

Я так понимаю, что центр давления "капли" несколько смещен назад относительно центра тяжести... и как бы такая форма будет "самоцентрироваться" по потоку аки стрела, выпущенная из лука и любая флуктуация будет гасить и выравнивать угол атаки. А в случае линзовидной -встанет в угол и при том, что ЦТ и ЦД почти совпадают -то будет неоднозначная ситуация? 

 

[леха (magnum)]

Ну это руль (киль) направления. А если мачта дельталета? Или вертикальный пилон дельталета?  То есть второстепенные вещи, которые серьезно на аэродинамику не влияют и при срыве потока ничего фатального не будет?

Ну и ка-то нутром чую -чем выше скорость -тем как бы профиль должен быть более удлиненным (соотношение выступающей передней части к поперечному размеру и задней части тоже к этому размеру) - должно расти. Существует ли какой-то оптимум этак для скорости 100км/ч?

Я так понимаю, что центр давления "капли" несколько смещен назад относительно центра тяжести... и как бы такая форма будет "самоцентрироваться" по потоку аки стрела, выпущенная из лука и любая флуктуация будет гасить и выравнивать угол атаки. А в случае линзовидной -встанет в угол и при том, что ЦТ и ЦД почти совпадают -то будет неоднозначная ситуация?  

До скорости в 100 км/ч форма не важна практически при одинаковом отношении длины и толщины. отношение толщины к длине около 4..5 достаточно.

 

[Energy_ML]

Ну то есть судя по вашим словам - до 100км/ч хватит и просто тупо трубы - в сечении круг? И ничего нафиг не надо.

 

[леха (magnum)]

Ну то есть судя по вашим словам - до 100км/ч хватит и просто тупо трубы - в сечении круг? И ничего нафиг не надо. 

читайте лучше с отношением 1 к 4, получается овал и его сопротивление будет примерно соизмеримо с профилем каплевидным или линозой с отношением длины к высоте 1 к 4.

 

[mdp-shnik]

@ Energy_ML

Чтобы понять форму профиля крыла, нужно знать происхождение подъёмной силы.
Как известно, подъёмная сила происходит от того, что длина верхнего контура профиля от носка, а точнее, от точки разделения потока до конца задней кромки крыла больше, чем длина контура между этими точками снизу. Большой вопрос: почему точка разделения набегающего потока находится так низко? Что мешает ей находиться в месте, которое обеспечит равенство длин верхнего и нижнего контура?
Опыт показывает, что если поставить профиль перпендикулярно потоку, то с передней и с задней кромки будут срываться вихри. Мы можем постепенно уменьшать угол атаки и обнаружим, что вихрь с задней кромки будет унесен потоком, а вихрь с передней исчезнет сам по себе. Куда он девался? Он начал крутиться вокруг профиля. Этим самым он понизил точку разделения потока и создал под крылом меньшую скорость (более высокое давление), а над крылом бОльшую скорость (уменьшил давление).
Отсюда следует требование к форме профиля. Его передняя часть должна быть такой, чтобы исключить с неё преждевременный срыв. Тот факт, что поток сходит строго с задней кромки профиля, объясняется действием погранслоя, создающего на верхней части крыла повышенное давление, которое не пускает туда скоростной поток из-под крыла.

Посмотрите в литературе форму самого распространённого профиля Р3 в СЛА, и Вам станет всё понятно.

 

[KV1237542]

Расстояние верхней и нижней части профиля не при чем.
Как же тогда желобок ( дужка с нулевой толщиной)
Он имеет большой Су.

Это распространенное изаблуждение.
См. Напр. Лекцию Хольгера Бабинского о подъемной силе крыла

 

[anton19286]

Бывают ли профили, которые могут более-менее эффективно работать при обдуве сзади? Например, для реверсивного вентилятора.

 

[Zakhar]

Традиционное объяснение происхождения подъемной силы крыла через разницу давлений сверху и снизу довольно наукообразно, но ничего не объясняет и не приближает понимание физики. Понятное дело, если есть подъемная сила, то она попадает на крыло через разницу давлений. Таким же образом можно сказать, что когда вы сидите на табуретке в нижней части вашего тела в месте контакта с табуреткой образуется давление, которое уравновешивает ваш вес. Но проще обратить внимание на ножки табуретки. Когда крыло обтекается воздухом, оно воздействует на него и отклоняет вниз. Крыло воздействует на воздух, придавая ему импульс силы, и точно такую же силу получает в ответ крыло по третьему закону Ньютона. Чем большую массу воздуха захватит крыло и с чем большей скоростью оттолкнет его вниз, тем больше будет подъемная сила.
идеальный профиль для реверсивного вентилятора у летающей тарелки, концы профиля отогнуты вниз

 

[Jbiplane]

Почитайте классику, например Жуковского.
https://studbooks.net/2436464/tehnika/postroenie_teoreticheskogo_profilya
Дальше Мунк, Глауэрт, Карман, Трефтц и Теодорсен доработывали и уточняли теорию Жуковского, но принципиально форма дозвукогого профиля не изменилась.

[media]https://www.youtube.com/watch?v=35sCV8VOE8c[/media]

[media]https://www.youtube.com/watch?v=POXjCXLH458[/media]

[media]https://www.youtube.com/watch?v=cDnSSkGL6bQ[/media]

 

[mdp-shnik]

Крыло воздействует на воздух, придавая ему импульс силы, и точно такую же силу получает в ответ крыло по третьему закону Ньютона. 

Именно так Ньютон рассчитал подъёмную силу. Его расчёт оказался не верен. Всё сложнее. Как именно, я объяснил на пальцах. Всё дело в присоединённом вихре, который крутится вокруг крыла. Снизу он идёт против потока, сверху по потоку. Далее он срывается с концов крыльев, создавая индуктивное сопротивление, и на "бесконечности" соединяется сам с собой. А это именно тот вихрь, который соскочил с задней кромки и улетел назад. В реальности это всё разбито на пелену мелких вихрей.

 

[Чечако]

О-хо-хо-нюшки...
Опять двадцать пять!
Не путайте [highlight]физическое явление[/highlight], [highlight]его представление[/highlight] (в каждой голове, в т.ч.  Ньютона,Бернулли,Жуковского...и у меня любимого-тоже свое), и [highlight]методы расчета[/highlight] на основе этих личных фантазий-представлений-ограничений.
А по сути- нормальные и тангенциальные напряжения/силы/давления/скорости/ускорения/... и нагрев (потери)
😉

Например:

Когда крыло обтекается воздухом, оно воздействует на него и отклоняет вниз. Крыло воздействует на воздух, придавая ему импульс силы, и точно такую же силу получает в ответ крыло по третьему закону Ньютона. 

Правильно, но неполно.

Всё дело в присоединённом вихре, который крутится вокруг крыла.

На фото обтекания профилей не видать никакого такого вихря. Но придумать!!!, что увеличение скорости обтекания сверху профиля, и уменьшение снизу, как якобы существующий вихрь-вполне допустимо.
И опять же, неполно.
...

Но для расчетов и то, и другое, использовать можно.

 

[Zakhar]

Индуктивное сопротивление это следствие индуцирования в воздухе скоростей и оно связано с подъемной силой. Концевой вихрь это малая часть индуктивного сопротивления и не в нем дело.

Крыло заменил вихрем Жуковский,  ПРЕДПОЛОЖИВ, что он точно также отклоняет поток, как реальное крыло. В условиях ИДЕАЛЬНОЙ жидкости, без вязкости и сжимаемости, им получены формулы. Считать по ним можно, но они очень далеки от практики.
  Это все полезно понимать. Но с точки зрения физики, подъемная сила это реакция на отбрасывание массы воздуха вниз. Интересно, что масса пропорциональна кубу линейного размера, а площадь -квадрату. Поэтому появляется масштабный эффект. Большие крылья летят лучше.

 

[r_clone]

...
Не путайте физическое явление, его представление (в каждой голове, в т.ч.Ньютона,Бернулли,Жуковского...и у меня любимого-тоже свое), и методы расчета на основе этих личных фантазий-представлений-ограничений.
А по сути- нормальные и тангенциальные напряжения/силы/давления/скорости/ускорения/... и нагрев (потери)
Подмигивание

Например:
Zakhar писал(а) Вчера :: 11:02:25:
Когда крыло обтекается воздухом, оно воздействует на него и отклоняет вниз. Крыло воздействует на воздух, придавая ему импульс силы, и точно такую же силу получает в ответ крыло по третьему закону Ньютона.


Правильно, но неполно.

mdp-shnik писал(а) Вчера :: 18:36:34:
Всё дело в присоединённом вихре, который крутится вокруг крыла.

На фото обтекания профилей не видать никакого такого вихря. Но придумать!!!, что увеличение скорости обтекания сверху профиля, и уменьшение снизу, как якобы существующий вихрь-вполне допустимо.
И опять же, неполно.
...

@ Чечако,
а вот если не затруднит исправьте пжлст объяснения от @ Zakhar и @ mdp-shnik до состояния не "неполно"
:-?

 

[anton19286]

идеальный профиль для реверсивного вентилятора у летающей тарелки, концы профиля отогнуты вниз 

в смысле с нулевым углом атаки? так он будет только в одну сторону дуть

 

[mdp-shnik]

Я неоднократно слышал, что вихря нет, так как его не видно. Более подготовленный специалист, который знает математическое выражение для вихря (интегрирование скорости по контуру профиля не даёт нуля), сказал, что это всего лишь математическая абстракция. А вот ребята времён Жуковского вихрь увидели. Они бросили прямоугольную полоску бумаги, которая опускалась, вращаясь. И что же её вращает? Тот самый невидимый присоединённый вихрь.