Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Подъёмная сила создаётся перепадом давления между верхней и нижней поверхностями профиля. Более важную роль здесь играет верхняя поверхность.
Лёд, снег, иней, грязь, отверстия и даже капли воды, которые меняют профиль передней части верхней поверхности профиля, могут нарушать разгон потока в этой области и уменьшить подъёмную силу. Центр давления профилей, имеющих кривизну, с увеличением угла атаки смещается вперёд. Центр давления симметричных профилей не перемещается (в пределах «нормальных» углов). В пределах «нормальных» углов атаки пикирующий момент подъёмной силы относительно фокуса не меняется. Профильное сопротивление (сопротивление давления) создаётся перепадом давлений между точкой торможения потока (полное давление) и задней кромкой профиля (статическое давление невозмущённого потока). При возрастании скоростного напора будет расти профильное сопротивление и наоборот.
Глава 5 Подъёмная сила
Коэффициент аэродинамической силы.
Аэродинамические силы зависят от многих факторов. Наиболее важные из них: -Скорость и плотность потока (они определяют скоростной напор ½ r V2). Скоростной напор является главным фактором, определяющим, какой перепад давления возникнет на обтекаемой поверхности, поскольку оно определяет кинетическую энергию движущейся массы воздуха (KE = ½ m V2); -Геометрия профиля и угол атаки (они определяют распределение давления по профилю и, соответственно, Су и Сх); -Площадь поверхности (S). Чем больше площадь поверхности, на которой создан заданный перепад давления, тем больше будет полученная сила; -Состояние поверхности; -Эффект сжимаемости воздуха (будет рассмотрен позже). Любая аэродинамическая сила может быть найдена из уравнения: F = Q CF S; где Q – скоростной напор, CF – коэффициент аэродинамической силы и S – площадь.
Основное уравнение подъёмной силы.
Подъёмной силой называется составляющая полной аэродинамической силы, направленная поперёк направления движения самолёта (невозмущённого набегающего потока). Она является результатом перепада давлений, возникающего между нижней и верхней поверхностями крыла. Уравнение подъёмной силы: Y = ½ r V2 Cy S. Правильное понимание этой формулы является важным элементом понимания принципов полёта.
Аэродинамическое качество (L/D) – это отношение подъёмной силы к силе лобового сопротивления. Максимальное качество достигается на определённом угле атаки. Для современных крыльев этот угол равен приблизительно 4°. Обратите внимание, что максимальный Су и минимальный Сх не реализуются на угле максимального качества.
С подъёмом на высоту плотность воздуха уменьшается, и чтобы обеспечить постоянство массового расхода воздуха, обтекающего крыло, необходимо увеличивать скорость. На высоте 40000 футов плотность воздуха в четыре раза меньше плотности на уровне моря. Поэтому для поддержания постоянства подъёмной силы, при всех остальных факторах неизменных, требуется увеличить истинную скорость самолёта в два раза. При полёте на постоянной высоте (постоянная плотность воздуха), если мы увеличим скорость полёта вдвое, то для постоянства подъёмной силы нам будет необходимо уменьшить коэффициент подъёмной силы (Су) в 4 раза, то есть уменьшить угол атаки. Приборная скорость полёта пропорциональна квадратному корню из скоростного напора: IAS ~ Ö Q При малых числах М приборная скорость пропорциональна истинной: IAS ~ TAS.
С помощью формулы подъёмной силы можно выполнить множество прикладных расчётов. Например, скорость полёта на 30% выше минимальной скорости горизонтального полёта и нужно узнать коэффициент подъёмной силы в процентах от максимальной величины. Из формулы подъёмной силы мы видим, что при постоянных r и S, Cy ~ 1/ V2. Подставив в значение V величину 1, 3, получим 0, 59. То есть на скорости 1, 3 от минимальной горизонтального полёта, наш Су будет 59% от Су макс. При выполнении расчётов по формулам все величины должны быть приведены в систему СИ.
График подъёмной силы.
Этот график изображает зависимость Су от угла атаки. На данном рисунке изображен график подъёмной силы для симметричного профиля, потому что нулевому углу атаки соответствует нулевой Су. Из графика видно, что Су растёт пропорционально росту угла атаки вплоть до Су макс, что соответствует «критическому» углу атаки. При дальнейшем увеличении угла атаки плавное обтекание профиля становится невозможным. Происходит срыв потока и подъёмная сила уменьшается.
Популярное:
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-07-14; Просмотров: 786; Нарушение авторского права страницы