Закритические углы атаки. Градиент давления.

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 28Следующая ⇒

Градиент давления – это величина изменения давления на единицу расстояния. Благоприятный градиент – когда давление уменьшается в направлении движения потока и неблагоприятный – наоборот.

Неблагоприятный градиент давления наблюдается на верхней поверхности профиля от точки максимального разрежения до задней кромки, и он усиливается с ростом угла атаки.

При углах атаки больших, чем приблизительно 16°, этот градиент не позволяет потоку воздуха следовать контуру профиля. Происходит отрыв потока от поверхности, приводящий к разрушению зоны низкого давления над профилем. Перепад давлений на профиле, в этом случае, сохраняется в основном за счет зоны повышенного давления под нижней поверхностью. Это явление называется срыв потока и будет рассмотрено позже.

Центр давления (СР).

Подъёмная сила – поверхностная сила и возникает на всей поверхности профиля. Поэтому её заменяют единичной силой, действующей на профиль с тем же эффектом. Точку пересечения линии действия подъёмной силы с линией хорды называют центром давления. Расположение центра давления зависит от кривизны профиля и угла атаки.

Перемещение центра давления.

При увеличении угла атаки профиля «пик» разрежения перемещается к передней кромке. Соответственно так же перемещается центр давления. Это происходит вплоть до развития срыва потока, когда подъёмная сила резко уменьшается и центр давления начинает двигаться к задней части хорды. Обратите внимание, что центр давления находится в самой передней точке непосредственно перед началом срыва потока.

Коэффициент аэродинамической силы.

Это безразмерное число, выражающее отношение аэродинамической силы к произведению скоростного напора на характерную площадь (обычно площадь крыла). Этот коэффициент позволяет сравнивать различные самолеты независимо от их веса, размера и скорости.

Он показывает отношение перепада давления, создающего аэродинамическую силу, к скоростному напору набегающего потока.

Коэффициент аэродинамической силы не зависит от площади поверхности, плотности и скорости потока. На него влияет только распределение давлений и скоростей по профилю. Поэтому он зависит только от формы профиля и угла атаки.

Аэродинамический момент тангажа.

Поскольку величина и точка приложения подъёмной силы постоянно меняются при изменении угла атаки, то рассчитать изменение момента тангажа относительно центра масс довольно сложно. Для упрощения вводят понятие аэродинамического фокуса – фиксированной точки, в которой находится точка приложения приращения подъёмной силы.

Аэродинамический фокус (Aerodynamic Centre; AC).

Фокус – это точка на хорде, относительно которой момент подъёмной силы на «нормальных» углах атаки остаётся постоянным.

Как видно из рисунка, подъёмная сила создаёт пикирующий момент относительно фокуса.

Величина момента силы определяется произведением силы на плечо, на котором она действует. При увеличении угла атаки подъёмная сила увеличивается, но уменьшается плечо приложения силы, за счёт смещения центра давления вперёд. Таким образом, момент от подъёмной силы относительно фокуса остаётся постоянным в пределах «нормальных» углов атаки.

При дозвуковом обтекании профиля (М< 0, 4), фокус любого профиля независимо от кривизны, толщины и угла атаки находится на расстоянии 25% хорды от передней кромки.

Момент тангажа симметричного профиля.

При изменении угла атаки симметричного аэродинамического профиля, центр давления не перемещается. То есть центр давления и фокус совпадают и момент тангажа относительно фокуса всегда равен нулю. Это является одним из достоинств симметричных аэродинамических профилей.

Итоги по теме «Дозвуковое течение воздуха».

Подъёмная сила и лобовое сопротивление зависят от:

- угла атаки и геометрии профиля, через изменение площади проходного сечения трубки тока воздуха.

- плотности и скорости потока, через изменение массового расхода воздуха за единицу времени.

⇐ Предыдущая 1 234 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒