Хорда, толщина, кривизна и радиус скругления носика профиля крыла. Причина возникновения силы лобового сопротивления и подъемной силы крыла. Параметры, влияющие на их величину. Профильное и индуктивное сопротивление. Аэродинамические качества профиля.
Аннотация к работе
БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТПоперечное сечение крыла плоскостью, параллельной плоскости его симметрии называется «профилем». Максимальное расстояние между крайними точками профиля - b, называется хордой профиля. Наибольшая высота профиля - c, называется толщиной профиля, а ее расстояние от передней точки - координатой максимальной толщины. Линию, точки которой равноудалены от верхней и нижней образующих профиля - l, называют средней линией профиля. Ее максимальное расстояние от хорды - f, называется кривизной профиля, а удаление от передней точки - координатой максимальной кривизны.Всем известно, что крыло создает подъемную силу, только тогда, когда оно движется относительно воздуха. Т.е. характер обтекания воздухом верхней и нижней поверхностей крыла непосредственно создает подъемную силу. Профиль к линиям течения находится под углом атаки ? - это угол между хордой профиля и невозмущенными линиями течения. Исходя из итога его работы, а именно уравнения Бернулли, данный факт становиться достаточно очевидным: где p - давление газа в точке; ? - плотность газа; v - скорость течения газа; g - ускорение свободного падения; h - высота относительно начала координат; ? - адиабатическая постоянная. Тогда картина распределения давления по профилю будет выглядеть так: Рис.Зависит ли характер обтекания от размеров профиля и фактической скорости движения крыла относительно воздуха? Поскольку поток обладает определенной массой, то по закону сохранения импульса на крыло действует сила R. В картине обтекания крыла вязкость приводит к тому, что у самой поверхности профиля на границе между твердой поверхностью и потоком воздуха возникает тоненький слой воздуха, как бы присоединенный к крылу и движущийся вместе с крылом. Поведение этого слоя сильно зависит от размеров профиля и скорости его обтекания воздухом. Для того чтобы оценивать степень влияния вязкости воздуха на характер обтекания крыла при разных условиях придумали коэффициент, равный произведению хорды крыла (в метрах) на скорость его движения относительно воздуха (в метрах в секунду), деленному на вязкость воздуха.Теперь давайте рассмотрим, как количественно можно оценить аэродинамическую силу, а значит две ее составляющие: подъемную силу и силу лобового сопротивления. Подъемная сила крыла: Сила лобового сопротивления: где p - массовая плотность воздуха; V - скорость движения крыла относительно воздуха; S - площадь крыла; Cy - коэффициент подъемной силы крыла; Cx - коэффициент лобового сопротивления крыла. Совершенно понятно, что самое интересное заключается как раз в этих коэффициентах подъемной силы и лобового сопротивления. Чтобы подъемная сила несимметричного профиля стала бы равной нулю, его надо расположить под отрицательным углом атаки. По мере увеличения угла атаки, коэффициент подъемной силы растет почти пропорционально.Аэродинамическим качеством профиля называется отношение подъемной силы к лобовому сопротивлению. Сам термин качество происходит из функции крыла - оно призвано создавать подъемную силу. Кто помнит из школы, что кроме привычных прямоугольных координат, еще бывают полярные, тот быстро поймет, что эта же кривая в полярных координатах дает зависимость длины отрезка между началом координат и любой точкой на поляре от угла наклона этого отрезка к горизонтальной оси. Так вот, длина отрезка пропорциональна полной аэродинамической силе R, действующей на крыло, а тангенс упомянутого угла равен аэродинамическому качеству К. Т.е. поляра позволяет очень просто оценивать изменение аэродинамического качества профиля крыла. По поляре легко оценить профильное сопротивление, максимально достижимое аэродинамическое качество профиля и его другие, важные параметры.Подъемная сила крыла возникает изза того, что скорость потока воздуха у верхней кромки крыла выше, чем у нижней, а следовательно давление над крылом меньше, чем под ним. При обтекании крыла воздушным потоком, кроме подъемной силы, возникает также сила лобового сопротивления, которая мешает движению. Аэродинамическим качеством профиля называется отношение подъемной силы к лобовому сопротивлению. При увеличении плотности воздуха, подъемная сила увеличивается.
План
Содержание
1. Терминология
2. Причина возникновения подъемной силы
3. Параметры, влияющие на величину подъемной силы
4. Расчетные формулы
5. Качество профиля, поляра
Выводы
Список литературы
1. Терминология
Вывод
1. Подъемная сила крыла возникает изза того, что скорость потока воздуха у верхней кромки крыла выше, чем у нижней, а следовательно давление над крылом меньше, чем под ним.
2. При обтекании крыла воздушным потоком, кроме подъемной силы, возникает также сила лобового сопротивления, которая мешает движению.
3. Аэродинамическим качеством профиля называется отношение подъемной силы к лобовому сопротивлению. Логично, что одной из основных задач при конструировании крыла является увеличение аэродинамического качества.
4. При увеличении плотности воздуха, подъемная сила увеличивается.
5. По мере увеличения угла атаки появляется (если профиль семмитричный) и растет подъемная сила крыла. Лобовое сопротивление при этом тоже растет, сначала медленно, потом быстрее.
6. Для того чтобы оценивать степень влияния вязкости воздуха на характер обтекания крыла рассчитывается число Рейнольдса. При небольших Re поток можно считать ламинарным, в остальных случаях - турбулентным. При ламинарном течении трение поверхности крыла о воздух меньше. Значит и меньше лобовое сопротивление.
7. Кривизна профиля - влияет на асимметрию свойств. Увеличение кривизны приводит к увеличению Су на сравнительно небольших числах Re. При росте Re кривизна профиля для сохранения приемлемых значений лобового сопротивления должна уменьшаться.
Список литературы
1. Краснов Н.Ф. «Аэродинамика» Часть 1. Основы теории. Аэродинамика профиля и крыла. Москва, 1976 г.
2. Двоеносов Д.Л., Замятин В.И, Снежко О.К. «Нагрузки, действующие на планер в полете» Москва, 1963 г.
3. http://www.rcdesign.ru/articles/avia/wings_profile, Несущие крылья. Часть 1. Профиль крыла.