Аэродинамическое качество крыла

Для оценки аэродинамического совершенства крыла вводится понятие аэродинамического качества крыла.

Аэродинамическим качеством крыла называется отношение подъемной силы к силе лобового сопротивления крыла на данном угле атаки:

К=

Подставив в формулу выражения для подъемной силы Y и лобового сопротивления X , получим формулу такого вида:

Следовательно, аэродинамическое качество можно рассчитывать, как отношение коэффициентов аэродинамических сил C_y и C_x .

Поэтому определяющими факторами, влияющими на аэродинамическое качество крыла, являются:

- угол атаки,

- форма профиля,

- относительная толщина и кривизна профиля,

- форма крыла в плане,

- состояние поверхности крыла.

Величина качества для современных самолетов может достигать 14-15, а для планеров 45-50. Это означает, что крыло самолета может создавать подъемную силу, превышающую лобовое сопротивление в 14-15 и более раз.

Аэродинамическое качество взаимосвязано с таким понятием, как угол качества (см. Рисунок 3.14).

Угол качества - это угол между векторами подъемной и полной аэродинамической сил.

Из векторного треугольника можно вывести следующую формулу:

Величина называется обратным качеством. Формула показывает, что между аэродинамическим качеством и углом качества существует обратная связь: чем больше аэродинамическое качество, тем меньше угол качества, и наоборот.

Влияние угла атаки на аэродинамическое качество крыла. По значениям коэффициентов C_Y и C_X строится график зависимости К от угла атаки K=f ( α ), см. Рисунок3.21.

Рисунок3.21 Зависимость аэродинамического качества от угла атаки

График показывает:

-На угле атаки нулевой подъемной силы К=0, так как на этом угле атаки .

-С увеличением угла атаки качество крыла вначале увеличивается, а затем уменьшается.

Максимальной величины качество достигает на некотором угле атаки, который называется наивыгоднейшим α_нв. Для крыльев современных самолетов α_нв=4 8.

Увеличение качества до угла атаки α_нв объясняется тем, что в этом диапазоне углов атаки на крыле наблюдается плавное обтекание, и подъемная сила растет быстрее, чем лобовое сопротивление.

На углах атаки больше α_нв из-за роста индуктивного сопротивления, а также из-за срывных явлений на поверхности крыла, подъемная сила увеличивается медленнее по сравнению с лобовым сопротивлением. Аэродинамическое качество снижается.

Величина аэродинамического качества во многом зависит от геометрических характеристик крыла. С увеличением относительной толщины и кривизны профиля качество его уменьшается, так как профильное сопротивление таких профилей больше, чем для тонких и симметричных.

Величина профильного сопротивления зависит от состояния пограничного слоя. Уменьшить его можно путем ламинаризации профиля. Этого можно достигнуть путем смещения назад (на расстояние примерно до 50% хорды) максимальной толщины профиля и путем отсасывания пограничного слоя с поверхность крыла.

Результаты исследований показали, что получаемый выигрыш в качестве позволяет увеличить дальность полета примерно на 40 – 50%.

Уменьшение сопротивления можно достигнуть путем применения геометрической крутки крыла. За счет крутки общее индуктивное сопротивление его будет меньше, качество увеличивается.

Форма крыла в плане и удлинение крыла влияет, главным образом, на величину индуктивного сопротивления. С увеличением удлинения крыла индуктивное сопротивление его уменьшается, что приводит к повышению аэродинамического качества крыла..

Аэродинамическое качество зависит от состояния поверхности крыла. Об этом нельзя забывать при выполнении работ по техническому обслуживанию самолетов.

Занятие №6

Дата добавления: 2014-08-04; просмотров: 1819; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!