Оптимальная шероховатость поверхности
День добрый!
Поделитесь опытом, плиз.
Известно, что при малых Рейнольдсах возможен эффект “дельфиньей кожи”. Это когда омываемая поверхность как бы “смазывается” турбулентным слоем, и сопротивление “трения” уменьшается. Эффект наблюдается, в основном, на неламинарных (обычных) профилях. Т.е. на профилях, макс. строит. высота у которых находится на 25-35% хорды. Если ошибаюсь, поправьте…
Из личного опыта могу утверждать, что планер-паритель обтянутый лавсаном летает хуже, чем лавсан оклеенный микалентной бумагой и проэмаличенный. На некоторрых полноразмерных планерах уже начали использовать сей эффект. Возможно, кто-то уже наблюдал и использовал подобное (прошу не путать с установкой турбулезатора на верхнюю часть носка крыла).
Может кто видел какие-нибудь эксперим. данные по этому вопросу?
Да, практика подтверждает вами сказанное. К тому же, практика, которая регулярно занимает призовые места.
Мой друг для F1A использует litespan для обтяжки верхней поверхности крыла, причем клеит шероховатой стороной вверх. При этом, правда, использует турбулизатор.
Нижнюю клеит более гладкой и прочной пленкой, чтобы не так силоно травой протыкалась.
Еще обтягивают лавсаном, но на верхнюю поверность спереди приклеивают бумагу.
На вскидку про толщину пограничного слоя и про ворсистые материалы найти в своих архивах не смог.
Зато вспомнилось вот что, на сайте UK Fluids Lab было исследование, смысл которого я понял так: если взять профиль, оптимизированный для больших чисел Re, то при малых Re будет гарантированный срыв потока, вихри и низкая эффективность. Но если заставить верхнюю поверхность крыла дрожать (они делают это пьезоприводом), то она будет “сбрасывать” завихрения. Что и было продемонстрировано. Почему-то это называют адаптивным крылом, но я так и не понял, где там датчики. Может читал не внимательно.
Было в мечтах разобраться в деталях и попытаться понять, можно ли использовать какие-то подручные приводы. Может быть для медленного самолета можно использовать вибрацию мотора.
Без вибрации www.engr.uky.edu/~fml/research/…/0smoke_off.PNG
С вибрацией www.engr.uky.edu/~fml/research/…/0smoke_on.PNG
www.engr.uky.edu/~fml/research/…/pernaps05.pdf 1.1MB
litespan: www.solarfilm.co.uk
Из личного опыта могу утверждать, что планер-паритель обтянутый лавсаном летает хуже, чем лавсан оклеенный микалентной бумагой и проэмаличенный.
Зы. Давным давно в авимодельном кружке в самом начале сделал лёгенький планерок обтянутый микаленткой. Так он летал поначалу очень неплохо. Потом было принято решение проэмалитить его ещё разок - несмотря на то, что поверхность выравнилась и исчезли многои морщинки, летать он стал хуже. Через некоторое время из-за многочисленных полётов накопилось много заплаток и я решил переобтянуть его лавсаном - летать совсем перестал и вскоре был заброшен. Это повергло меня в ступор - ни я ни мой шеф (он был кордовик) не могли понять в чём дело.
- ни я ни мой шеф (он был кордовик) не могли понять в чём дело.
всё дело в волшебных волосках 😃
Не думаю, что род поверхности может так сильно влиять на качество полёта, что модель вовсе перестала нормально летать, скорее после переоптяжки она стала тяжелее или крутки появились.
Да, делают шероховатую поверхность, но в основном на свободнолетающих…
Интересно как на больших планерах делают. Там, мне кажется, да и по фоткам… шероховатостью и не пахнет, или там другого рода турбулизаторы?
На больших планерах другие числа Re.
Турбулизаторы и шероховатые поверхности делают, когда Re<100000 (по моим наблюдениям).
Однако эффект не столь велик, чтоб пудрить мозги на RC планерах.
Тут скорости разные.
Если брать свободнолетающие, типа F-1-A… то да, там поверхность помогает… несколько сек полёта.
Интересно как на больших планерах делают. Там, мне кажется, да и по фоткам… шероховатостью и не пахнет, или там другого рода турбулизаторы?
Помнится на больших планерах, выполненных из пластиков и с ламинаризированным профилем крыла, на крыло даже ничего накрасить нельзя. А капли влаги и прилипшие комары-мухи или семечки травы снижают его качество в два раза.
Спасибо всем отозвавшимся, а особенно shtirlits!
Факты Господа, вещь упрямая. И если в советских учебниках по аэродинамике чего-то нет, то не стоит отрицать само явление…
Идея турбулизатора заключается в генерации микровихрей, которые повышают энергию пограничного слоя, и как следствие, переход “ламинарного” потока в турбулентный происходит дальше к задней кромке.
По моему мнению, оптимальная шероховатость, а вернее, текстура, должна быть близка к поверхности пера птицы.
По всей видимости, крыло птицы все покрыто микровихрями с достаточно высокой энергией, чтобы не “отлипать” от крыла и скатываться с него дальше в поток. В итоге воздух омывает “псевдопрофиль” с меньшей относительной толщиной - вот и падение сопротивления.
В подтверждение моих слов - авто со “срезанным” задом типа минивенов тащут за собой многометровый аэродинамический вихревой хвост. При этом поток обтекает длинную “каплю”. В итоге получаем низкий расход бензина, и хронически грязную заднюю дверь…
Однако эффект не столь велик, чтоб пудрить мозги на RC планерах.
Тут скорости разные.
Если брать свободнолетающие, типа F-1-A… то да, там поверхность помогает… несколько сек полёта.
Не стОит делать резких суждений.
Вам же уже несколько человек сказало - на практике эффект есть. Ортодоксальной аэродинамике сей эффект малоизвестен. Но он есть!
Я высказал своё мнение. Ничего не буду утверждать. Согласен: Всё решает практика.
Идея турбулизатора заключается в генерации микровихрей, которые повышают энергию пограничного слоя, и как следствие, переход “ламинарного” потока в турбулентный происходит дальше к задней кромке.
Мне кажется, здесь вы ошибаетесь. Т.е. идея озвучена правильно, но следствие - нет. Смысл установки турбулизатора, который собственно и заключен в его названии, состоит в намеренном переводе ламинарного характера обтекания в турбулентный для предовращения (или, как минимум, затягивания) момента отрыва пограничного слоя со спинки профиля, поскольку турбулентный п.с. при прочих равных условиях “терпит” большие положительные градиенты давления. Т.е., при установке турбулизатора, переход от ламинарного к турбулентному п.с. происходит РАНЬШЕ, нежели это случилось бы в его (турбулизатора) отсутствие.
Вот чего думаю, теоретически получить информацию о том, какая шероховатость оптимальная или какой турбулизатор лучше всего, сложно. Как минимум, трудно получить точные исходные данные.
Экспериментировать на готовом самолете тоже трудно, так как эффект может оказаться незаметным из-за изменений условий в разных полетах.
Но вот в какой-то статье про gurney flap (узенькая ступенечка снизу на задней кромке) писали, что для оценки эффекта закрылка клеили его только на одно крыло отрегулированного для прямого полета планера. А дальше смотрели как полетит. Если вперед измененным крылом, то правильно изменили.
В общем, если хочется экспериментировать, то в конструкцию самолета нужно заложить возможность оперативной смены обшивки/турбулизатора/задней кромки…
А потом запускать и запускать, с такой и с эдакой обшивкой. Утром, днем и вечером, чтобы посмотреть как оно в разном воздухе летает. И повыше, чтобы приземный слой не мешался.