Критерий подбора профилей по размаху крыла
Доброго всем времени суток!
Бытует мнение, что критерием подбора профилей по размаху крыла (например современный планер F3J) является одинаковый угол атаки этих профилей при Су=0. Причём это достигается в ущерб Су по сравнению с крылом, где профиль по размаху не меняется.
Так ли это?
Хорошая ветропроницаемость - один из плюсов такого крыла?
Спасибо.
It is important to pay attention to the zero lift angles, the momentum of the airfoils, and the characteristics of the Cl/a - curve are not varying very much between the sections. I think Dr. Drela and Frits Donker Duijvis were the first to understand the importance of this concept for model airplane design.
Вот то, что Филип Колб писал как-то про Pike Perfect. С тех пор ничего не изменилось.
Тоже напишу, прежде всего, чтобы самому разобраться. Поправят кто знающий, если что.
Игорь, начнем с конца - а при чем здесь ветропроницаемость? Вот от чего она зависит? Насколько я понимаю, от Сx модели (читай Сх крыла). И от нагрузки со скоростью.
Потом, бывает еще такая погода, что “ничо ее не пробивает” с каким угодно профилем и нагрузкой, и наоборот, т.е. мы сильно зависим от погоды на наших рейнольдсах.
Тут же речь идет, насколько я понял, чтобы не понаделать слишком больших или вообще обратных аэродинамических круток крыла, при стыковке секций в том числе. В крыло, как известно, производители исходя из опыта и расчетов, могут закладывать как геометрическую, так и аэродинамическую крутки. Если с геометрической все понятно, то чтобы не наколбасить с разными профилями при стыковках секций, можно за ноль принять Сy профиля и идущий к нему угол выставлять на стапелях. (Если не так, поправьте). Применение разных профилей на одном крыле - это и есть аэр. крутка. Крыло с постоянным профилем в целом оказывается похуже чем крыло с этими крутками. Если делать на глазок, получишь хрень. Потому как она тоже неплохо полетит и поди потом разберись насколько меньше расчетного, и не узнаешь никогда. Ну а большинство, вроде меня, решают эти проблемы просто - покупают готовые наборы планеров и не пыжатся. Однако не знать и не думать о таких вещах непростительно и отдает дилетантством.
На планере Маха 4 (который есть в наличии) интересно бы проверить крутки и профили, но нету стапелей, чтобы измерить.
То есть как бы обратный расчет - взять проверенное удачное крыло и определить у него реальные характеристики. А потом их в последствии придерживаться, если кто сам формует…
И еще, можно в принципе обходиться одной геометрической круткой, не изменяя сам профиль, только уменьшая его пропорционально хорде к законцовкам. Делать это проще, чем мешать профили. Тем более, когда они у нас “двояковыпуклые”.
Но хотел бы сразу сказать, опыта формовок крыльев f3,5j или f3k с их профилями у меня нет, а вот в f1a есть. (Там по причине сильно вогнутых профилей их раскручивают к законцовкам обязательно. И геом. крутка -2 -6 мм). Поэтому идеи свои не навязываю, не последняя инстанция.
Добавлю, что в книжках, даже известных, такие вещи не разъясняют, ноу-хау каждого производителя…
То есть, образно говоря, если привязать ниткой одну консоль за заднюю кромку в районе ЦТ и опускать ее вниз с 9 этажа на фиксированной скорости до земли, под нулевым углом атаки, если условие нулевого Cy выполняется, то консоль не должна вращаться/менять крен?
Вообще не совсем понятно, почему обычное прямоугольное крыло без круток с постоянным профилем не будет соответствовать этим требованиям? Из за скоса потока по размаху?
Если в книжках не пишут, можно Марка Дрелу почитать. RCSD-2004-06 стр.25.
Коллеги, вы отклоняетесь постепенно от темы)))) Рассуждения Колба со ссылкой на Дрела сводятся к тому, что несоблюдение идентичности профилей по моментам, Су0 и прочим важным, приводит к скачкообразным изменениям характеристик при распределении всяческих сил по крылу. Что, в свою очередь, приносит большее зло, чем пусть и не самые лучшие параметры какого-то профиля в связке, в частности Су.
И еще, можно в принципе обходиться одной геометрической круткой, не изменяя сам профиль, только уменьшая его пропорционально хорде к законцовкам. Делать это проще, чем мешать профили.
Не совсем так, Алексей. Круткой геометрической не получить того, что дает аэродинамическая. Помимо, конечно, сходных по эффекту моментов, вы еще получаете многорежимное крыло, работающее в большем диапазоне, более универсальное.
А если универсальное не нужно? Например планер только на продолжительность и под ветер. Свой профиль, полетных один-два режима и то близких по значениям…
Я лишь высказал предположение, что процесс проектирования и формовки крыла можно обоснованно упростить. А кто этим занимается, пусть сами решают как им делать.
Тем не менее, мерси Soar за дельный ответ. По теории я с ним согласен.
Ну универсальное сказано сильно, такое создать нереально вообще. Но уверяю Вас, что планер на продолжительность , да и любой другой, даже для специфических конкретных задач, требователен к многорежимному крылу, потому как полетных режимов намного больше, чем два.
А если речь идет о спортивном классе парителей, то это более, чем актуально. Режим взлета, крейсерского планирования, быстрых переходов, спирали в термике и тд. и т.д…)))) Даже радиус спирали сильно влияет. Прикиньте разницу угловых скоростей на внуреннем и внешнем крыле.
Если говорить грубо и без нюансов, то у крыла с постоянным профилем наивыгоднейший режим полета один. Все остальное - компромиссы. Но на практике это неосуществимо.) Многопрофильность позволяет хотя бы какой-то части крыла работать в наивыгоднейшем режиме в каждый конкретный момент времени и положения в пространстве. Остальные работают в приближенном или даже не очень хорошем, но суммарный эффект положительный, что и требуется, собственно.
А вот как умно связать все это, какой профиль и куда - это точно не ко мне, это к Дрела.)))
Если в книжках не пишут, можно Марка Дрелу почитать. RCSD-2004-06 стр.25.
Спасибо за источник.
Предлагаю свой вариант перевода, может кто поправит:
"… Профиля, формы крыла в плане, и крутки крыла
Mark Drela
Крис Адамс пишет:
Я пытаюсь понять причины изменения кривизны профиля от корня до законцовки крыльев. Может кто-нибудь сказать мне больше о применении малой кривизны на
концах крыла и не повлечёт ли это применение отрицательной крутки крыла?
Ответ:
Существует множество профилей / форм крыла в плане / крутки крыла, которые в совокупности должны отвечать следующими задачам:
1. Хорошее проникновение L / D или хорошая высота при запуске с руки.
Для этого необходимо, чтобы были подобраны профиля на всех сечениях крыла по размаху с одинаковым угол атаки при CL=0, что обеспечивает минимальное сопротивление всего крыла.
2. Возможность осуществлять крутое вращение «спиралить» вокруг законцовки крыла, не сваливаясь в штопор.
Это требует желательно крыло с более срыво-устойчивыми профилями на концевой панели.
Это осложняется низкими значениями Re на опущенной консоли крыла в связи с меньшей скоростью движения на внутреннем радиусе спирали.
3. Минимальное индуктивное сопротивление.
Достигается эллиптической формой крыла - для медленных тепловых скоростей.
Две крайние возможности реализовать эти требования:
- Постоянная хорда, эллиптическое распределение подъёмной силы за счёт применения геометрической отрицательной крутки - отличный вариант для “2”, неприемлемо для “1”;
- Эллиптическая форма крыла в плане, применение плоского крыла (без круток) с постоянным профилем - Ok “1”, плохо для “2”.
Самое простое и компромиссное решение базового уровня:
а. Постоянный профиль, нулевая крутка, и формы в плане со значительно более широкими концевыми частями крыла, чем эллиптические.
Это почти идеально подходит для “1”, хорошо для “2”, и наименее благоприятными для “3”.
Варианты тонкой настройки для разных режимов полёта:
b. Уменьшение толщины профилей на концевых консолях крыла, сохраняя при этом их кривизну и поддержание нулевых круток.
Этот вариант идет на пользу “2” больше всего, так как он компенсирует малое значение Re на концевых консолях крыла и обычно дает больший местный максимальный CL.
Но сильное уменьшение толщины профиля на концах крыла может привести к большим отрицательным круткам, что может отрицательно повлиять на “1”.
Распределение подъёмной силы по размаху остается неизменным, и поэтому “3” не зависит от этой модификации.
Примечание: Чем больше уменьшаем толщину профиля на концах крыла, тем больше получается их кривизна, хотя кривизну в действительности не изменяли.
с. Хорды на концевых консолях более узкие, с добавлением отрицательной крутки. Этот способ позволяет добиться почти эллиптическое распределение подъёмной силы, и выгода для “3” больше всего. С другой стороны, “2” является более или менее неизменной, а “1” будет страдать, если отрицательная крутка делается в избытке.
d. Хорды на концевых консолях заужены, как и в “с”, но в тоже время кривизна профилей уменьшена на столько, чтобы отказаться от отрицательной крутки.
Это идет на пользу “1” и с некоторой натяжкой для “2”. Преимущества “3” такие же, как с “с”.
Мои HLG используют смесь из вариантов " b " и " d ". Мой текущий 2-х метровый RES проект использует смесь " b ", " с ", " d " в соответствующих пропорциях.
Я не знаю, что лучше для F3B.
Лучшая комбинация вариантов “b”, “c”, “d” зависит от приоритетности выполняемой задачи.
Если “1” является наиболее важным (полёты в ветреный день), решение с простым «плоским» крылом “а” может быть лучше.
Для полётов в спокойный день при малых и слабых потоках, варианты “b” и “c” являются наиболее подходящим.
Вариант “d” возможно легче в конструктивном исполнении, чем вариант “с”.
Mark Drela …"
Игорь, почем крылья у тебя, планера? После такой информационной атаки на наши компьютеры пора уже раскрыть карты и заявить о себе как о известном производителе;).
Фото в студию))))
Если в книжках не пишут, можно Марка Дрелу почитать. RCSD-2004-06 стр.25.
Вот тут кое-что есть. Может быть, не совсем по теме, но красиво:
frotor.fs.cvut.cz/doc/37.pdf
и еще статейка