Подъемная сила, как посчитать?
Здравствуйте.
Хочу поднять вопрос по аэродинамике крыла.
Как известно, воздушный поток рассекается крылом и обтекает его сверху и снизу затем смыкаясь за крылом.
Профиль крыла делается таким, что верхняя его часть имеет бОльшую длину чем нижняя, в итоге по верхней части воздушный поток движется быстрее чем по нижней, отсюда и возникает подъемная сила крыла (за счет перепада давления).
Вопрос собственно в том, насколько верхняя часть крыла может быть больше (длиннее по ходу потока воздуха) нижней, при которой еще сохраняется подъемная сила крыла?
Это был первый вопрос и более практический.
У меня есть еще и второй, чисто теоретический,
Как посчитать подъемную силу крыла, зная площади его верхней и нижней плоскостей?
Например, если нижняя плоскость имеет площадь 10 м2, а верхняя 12 м2, или 15 м2, или 20 м2.
Я понимаю, что есть еще такие понятия, как профиль 9геометрию0 крыла и т.п., но давайте это опустим, допустим, что крыло прямоугольное.
Спасибо.
Как посчитать подъемную силу крыла, зная площади его верхней и нижней плоскостей?
такие понятия, как профиль…крыла и т.п., давайте это опустим
Таким способом подсчитать нельзя.
Начните с чтения статей на сайте.
Здравствуйте.
Хочу поднять вопрос по аэродинамике крыла.
Как известно, воздушный поток рассекается крылом и обтекает его сверху и снизу затем смыкаясь за крылом.
Профиль крыла делается таким, что верхняя его часть имеет бОльшую длину чем нижняя, в итоге по верхней части воздушный поток движется быстрее чем по нижней, отсюда и возникает подъемная сила крыла (за счет перепада давления).
Вопрос собственно в том, насколько верхняя часть крыла может быть больше (длиннее по ходу потока воздуха) нижней, при которой еще сохраняется подъемная сила крыла?
Это был первый вопрос и более практический.
У меня есть еще и второй, чисто теоретический,
Как посчитать подъемную силу крыла, зная площади его верхней и нижней плоскостей?
Например, если нижняя плоскость имеет площадь 10 м2, а верхняя 12 м2, или 15 м2, или 20 м2.
Я понимаю, что есть еще такие понятия, как профиль 9геометрию0 крыла и т.п., но давайте это опустим, допустим, что крыло прямоугольное.
Спасибо.
Такими подходами вы долго до подьемной силы не доберетесь.Не факт что поток у Вас будет обтекать крыло так как вы задумали. Влияет ведь не только длина линий тока сверху и снизу но и форма профиля в целом а также многие другие факторы например в зависимости от скорости потока и размеров вашего крыла меняется соотношение между силами инерции и вязкозсти между частицами воздуха в потоке и меняется характер обтекания (число Рейнольдса). Ваше реальное крыло наверняка будет иметь один из стандартных и уже сто раз обсчитанных и продутых профилей взятых из атласа профилей.
Оттуда же можно взять и поляры (готовые графики су и сх). А дальше в первом приближениии все просто - знаете Су, скорость(V), угол атаки (A),
площадь крыла(S), плотность воздуха (Ро примерно 1.25 кг/м^3 у земли)
Y=Cy(A)*A* Ро*V^2/2 * S подьемная сила (H)
X=Cx(A)*A* Ро*V^2/2 * S сила сопротивления (H)
А насчет первого вопроса - какой максимальной относительной толщины встречаются реальные профиля ? До 20 % видел но это в основном всякие хитрые супер критические скажем. Чаще всего толщина 10-16% все что тоньше трудно сделать прочным все что толще трудно сделать летающим.
Есть неплохая книжка “Теория авиации”:
files.filefront.com/…/fileinfo.html
Вроде на странице 18 ответ.
Спасибо.
Изучаю, перерабатываю информацию.
… и это правильно.
А ещё здесь у Сергея книга отличная:
www.klen.org/EBooks/ebooks.html
Не факт что поток у Вас будет обтекать крыло так как вы задумали.
Согласен, что не факт, но я рассматриваю вопрос теоретически, исключая пока отрицательные моменты.
Влияет ведь не только длина линий тока сверху и снизу но и форма профиля в целом а также многие другие факторы например в зависимости от скорости потока и размеров вашего крыла меняется соотношение между силами инерции и вязкозсти между частицами воздуха в потоке и меняется характер обтекания (число Рейнольдса).
Я понимаю, что не все так просто и при проектировании надо учитывать все вышеприведенные факторы, НО…
Я делаю не крыло самолета, а лопасть ветряка.
А здесь хоть и работают те же законы аэродинамики, но цели и задачи другие. Даже работа лопасти отличается от работы крыла.
Ваше реальное крыло наверняка будет иметь один из стандартных и уже сто раз обсчитанных и продутых профилей взятых из атласа профилей.
Не совсем, хотя конечно. Я не изобретаю что-то новое, но в отличии от крыла, где все должно быть просчитано крупулезно, т.к. крыло не только служит несущим элементом, но еще и элементом управления и конструкции, обеспечивающей стабильность самолета в целом при полете, то с лопастью все гораздо проще и возможны значительные отклонения в конструктиве, никак не сказывающиеся в чем-либо кроме как КПД.
А насчет первого вопроса - какой максимальной относительной толщины встречаются реальные профиля ? До 20 % видел но это в основном всякие хитрые супер критические скажем. Чаще всего толщина 10-16% все что тоньше трудно сделать прочным все что толще трудно сделать летающим.
Профили лопастей ветряков существенно отличаются от профилей крыла и если к самолету приделать ветролопасти, то он не взлетит. По конструкции они бывают вплоть до крученных.
К тому же, когда самолет летит, то воздушный поток обтекает всю плоскость с одной скоростью, в ветряке же скорость движения конца лопасти может на несколько порядков превышать скорость у ее основания. Т.е. лопасть ветряка работает в других режимах.
Я открыл тему для того, чтобы узнать метод расчета. Для простоты, решил, что возьмем прямоугольную лопасть, где нижняя сторона плоская, а верхняя выпуклая и обтекаемая как у крыла.
При этом мне хочется научиться считать какая будет подъемная сила у крыла (лопасти) в зависимости от высоты выпуклости (верхней плоскости) при условии (даже если на практике оно и не выполнимо), что поток не разрывается, т.е. смыкается за крылом. При этом без учета других потерь (лобовое сопротивление и т.п.).
Ведь меняя высоту верхней плоскости, мы меняем и ее площадь и длину пути, проходимую воздушным потоком по ее поверхности.
ветряная мельница? Тогда вам сюда mh-aerotools.de/airfoils/windmill.htm
Вообще-то профиль и шаг нужно подбирать исходя из ветров в вашем регионе, типа ветряка (быстрый, медленный), диаметра и т.д.
ветряная мельница? Тогда вам сюда mh-aerotools.de/airfoils/windmill.htm
Вообще-то профиль и шаг нужно подбирать исходя из ветров в вашем регионе, типа ветряка (быстрый, медленный), диаметра и т.д.
Спасибо за ссылку. Она у меня есть.
И я в курсе по каким критериям подбирается ветроустановка.
Мой вопрос вообще-то в другом, о том, как посчитать. И для примера, и для простоты, взята прямоугольная форма.
Просто у меня возникли некоторые и мысли и сомнения и вообще… поэтому хочется посчитать для начала.
Хай.
Ну если “…и вообще…” - то наверное будет лучше обратиться к материялам по расчёту винтов, а
ещё лучше к расчётам несущих лопастей ротора вертолёта/автожира.
Я открыл тему для того, чтобы узнать метод расчета.
При этом мне хочется научиться считать какая будет подъемная сила у крыла (лопасти) в зависимости от высоты выпуклости
Высота, выпуклость - это всё только коэффициенты. Они , как суслик. Его никто не видит, но он есть. На коэффициенты все ссылаются, но никто не знает, насколько они правильные.
Метод расчёта, если чисто теоретически, простой. Нужно задать граничные условия для системы уравнений среды и решить обратную краевую задачу аэродинамики стандартными методами математической физики.
Обратная задача, это когда по заданным характеристикам на поверхности тела необходимо найти его форму. При этом контур тела может получиться неоднолистным или разомкнутым, в этом случае используется метод квазирешений. Обратные задачи для плоских контуров хорошо изучены. Более сложные задачи возникают, когда тело имеет изменения по толщине и длине (например осесимметричное тело), в этом случае использование плоских сечений невозможно. Жуть !
Ежели тело уже есть в натуре, можно решать прямую задачу аэродинамики. Далее идтить методом последовательных приближений. В общем хрен редьки не слаще.
Теперь практически - правильно, что сомнения возникли. А это надо, так мосх винтом напрягать ?
Используйте упрощённые методики, основанные на статистических данных. Но минимальные граничные условия всё равно нужны, - как минимум максимально возможный конструктивно диаметр винта, количество лопастей и диапазон скоростей потока, плюс любимая ламинарность. Дальше можно сплясать с бубном и базой данных профилей вокруг чисел Re по сечениям и опять же попытаться решить задачу оптимизации, только подкравшись к ней сзади.
эээ, батенька… а Вы ветряк чисто для себя делаете? или “чисто конкретно” на промышленной основе…?
в любом случае, то что Вы писали в первом посте это … для наглядности, скажем так…
если для себя - то к статистике,наверное, лучше обратиться…
ежели нет - панельные методы Вам помогут… тока комп и прокладку поприличнее надо…
прокладку между стулом и клавой…
эээ, батенька… а Вы ветряк чисто для себя делаете? или “чисто конкретно” на промышленной основе…?
Для себя.
И просто передирать готовую конструкцию не хочется, не интересно.
Я уже делал небольшой лопастник, крутится.
Теперь хочется поэксперементировать с оригинальными разработками, но и их не хочется просто копировать.
Есть некоторые мысли, которые хочется проверить.
В общем это хобби, и этим все сказано, а точнее, многое объясняет.