Apariția ascensorului
Luând în considerare acțiunea aerului pe placa, perpendicular pe fluxul livrat, și este un curent simetric în jurul vitezei de curgere deasupra și dedesubt au aceeași valoare.
Cu acest flux care acționează asupra forței de tragere a corpului îndreptat împotriva mișcării.
Acum, ia aceeași placă, dar este ușor înclinată spre direcția de curgere (Fig. 10). Imaginea de flux se va schimba. Pornind de separarea fluxurilor de curgere a aerului înainte de placa se apropie de marginea conducătoare. Încheindu devin dezechilibrate, și viteza fluxurilor de aer deasupra și dedesubtul plăcii nu va fi la fel. Cu fum fluxuri le pot vedea de deasupra plăcii de restricție și se extinde din partea de jos, ceea ce indică o creștere a vitezei aerului peste placa și scăderea vitezei - sub placa. Și din ecuația lui Bernoulli - cuplarea ecuație între viteză și presiune - știm unde viteza este mai mult - mai puțin de presiune, și vice-versa. În consecință, placa de presiune de sus - este mai mică decât presiunea din partea de jos. Ca urmare, diferența de presiune va apărea forță aerodinamică completă care acționează la un unghi față de direcția de curgere. Reamintim că, în cazul
Fig. 10. La înclinarea plăcii de înfășurare devine asimetrică și superioară a fluxurilor rula este accelerat și decelerat inferior.
Fig. 11. Diferite unghiuri de atac ale plăcii.
flux simetric forța de tragere (glisare) este paralelă cu traseul de curgere și este îndreptat împotriva mișcării corpului.
Magnitudinea forței aerodinamice totale depinde de localizarea wafer în raport cu direcția de curgere, adică. E. Unghiul dintre direcția de curgere și planul plăcii.
Unghiul menționat reprezintă unghiul la care aerul atacă placa sau, oricum, unghiul la care placa de atacuri de curgere a aerului (fig. 11). Acest unghi în aerodinamica numit unghiul de atac.
Fig. 12. Descompunerea totalul forțelor aerodinamice asupra componentelor plăcii.
forța aerodinamică completă a R, ca orice altă forță, este caracterizată nu numai de cantitatea, dar și direcția, poate fi reprezentat ca un vector. Vectorul forță indică lungimea segmentului, hrana pentru animale
Adăugarea forței - o săgeată la capătul vectorului (fig.12.). Noi folosim informațiile din mecanica pe care o forță poate fi înlocuită de două, efectul care este echivalentă cu acțiunea unei singure forță. Pentru a face acest lucru, extinde forța aerodinamică completă de regula paralelogramului în două forțe: una, o direcție paralelă cu mișcarea fluxului de aer principal, iar celălalt - în unghiuri drepte față de ea. În acest scop, la sfârșitul totală aerodinamică vectorul forță paralelă petrece selectat direcții linii drepte care otsekut două vector necunoscute în aceste direcții, t. E. Două forțe. Forța care acționează perpendicular pe direcția de curgere, numita presiune normală, iar forța îndreptată paralel cu fluxul, numit forța tragere, sau pur și simplu prin forța de rezistență.
presiune normală dacă este îndreptată în sus pe verticală, numită forța de ridicare (Fig. 13).
Fig. 13. forța de ridicare este perpendiculară pe direcția de curgere (direcția mișcării).
Lift pot ridica într-adevăr corpul, dar nu întotdeauna; astfel încât să orienteze corpul în raport cu fluxul că va acționa într-o direcție diferită și chiar omite corpul. Acest lucru este ușor de văzut din experiența. Dacă pui o mână din tren în mișcare fereastră și să dea palma diferitelor pante ale fluxului, diferite unghiuri de atac, de o parte va tinde atât să urce și să coboare.
Trebuie remarcat faptul că extinderea forței aerodinamice totale în două direcții este relativă, este numai pentru comoditatea calculelor aerodinamice. În realitate, există doar o singură forță - forța aerodinamică totală este direcționată în general oblic fluxul, care acționează asupra corpului este echivalentă cu acțiunea a două forțe considerate mai sus.
Luați în considerare formarea forțelor de ridicare și trageți pe exemplul avionului
În cazul în care se taie axa de aeronave cu aripi paralele, vom vedea că aripa nu este formată ca o placă plană, ci sub forma unui profil asimetric.
Un profil de aripă cu o placă plană și nu diferă între ele. Cu toate acestea, calitativ între ele există o mare diferență.
Având un profil neted convex pe partea superioară și convexitate ușor vizibil sau concavitate pe partea de jos, cu un profil rotunjit neted al duzei de bine crește viteza jeturilor de aer din partea superioară a aripii și formarea acolo de diluare. Este foarte important ca aerul fluxurile raționalizate lin profil, fără a întrerupe suprafața sa, și nu sa transformat în vârtejuri de aer, care observate în fluxul de o placă plană.
Notă De asemenea, o altă diferență între placa creează o forță de ridicare numai atunci când un unghi de atac pozitiv; aripa care are un profil asimetric poate crea o forță de ridicare de la zero și chiar un unghi de atac negativ.
Fig. 14. Rata de jeturi de aer peste crește aripa scade sub aripa.
Distribuția jeturilor de aer sub aripa și peste aripa prezentată în figura 14.
Aripa aeronavei se disting: coarda aripii, un profil de linie medie, marginea de conducere sau marginea conducătoare, o margine posterioară, sau curg peste margine (Figura 15.).
Numit segment de aripa linie coardă care leagă punctul cel mai îndepărtat al profilului aripii, adică. Profil E.nachalo și profilul final.
Concept - aripa profil gros sau subțire datorită raportul dintre grosimea maximă a profilului său coardă și se numește grosimea relativă, exprimată de obicei ca procent.
Angajat în profile de aeronave grosime relativă cu 5% sectiuni subtiri numite Z, cu o grosime de 12-18% -thick. aripi subțiri sunt utilizate pentru aeronavele de mare viteză, și tolstye- aeronavele de viteză redusă.
Corzii aripii în raport cu fluxul de aer este înclinată la un anumit unghi. Acest unghi indică în ce poziție aripa întâlnește un curent sau atac și, prin urmare, la fel ca și în cazul curgerii unei plăci plate, se numește unghiul de atac a.
Unghiul de atac este considerat pozitiv dacă corzii aripii, în raport cu direcția de curgere este respinsă în suprafața superioară a aripii, și m sunt negative în cazul coardei a scăzut spre suprafața inferioară a aripii.
Fig. 15. Caracteristicile geometrice ale aripii.
Pe o aripă zboară la un unghi de atac al aeronavei, precum și pe o placă plană, fixată la un unghi, de asemenea, există un plin R. forță aerodinamică Extinderea forței normale la amonte și în aval, găsim două forțe: de ridicare forța F și forța de tragere Q ( Fig. 16).
Datorită prezenței aripii în aeronave netede de profil lenticular ridicați va fi mai mare decât cea a unei plăci plate, iar forța de tragere devine mai mică.
Fig. 16. Pe aripa aeronavei, precum și pe o placă plană, există o forță aerodinamică completă.
Aerodinamica și designeri de aeronave au tendința de aripa de aeronave cu o tragere redusă a avut o forță de ridicare mare. În acest caz, pentru promovarea planului ar avea nevoie de mai puțină putere a motorului. În mod ideal, ne-ar dori să aibă doar o forță de ridicare și nu trageți. Dar acest lucru este imposibil. Prin urmare, prin toate mijloacele să încerce să reducă trageți. Profilul caracteristic de calitate este raportul de ridicare la tragere Q. forță F Această relație a devenit cunoscută sub numele de eficiență aerodinamică, sau doar de calitate.
Profilul maxim lenticular de calitate este de multe ori mai mare decât calitatea maximă a unei plăci plate. În cel mai bun profiluri 20 ÷ 25, în timp ce într-o placă plană K = 6.
calitate placă plană poate fi îmbunătățită dacă ea oarecum da curbat, așa cum se face în fanii aripilor convenționale.
Formula forță de ridicare magnitudine are multe în comun cu forțele de formula trageți.
Ridicare forță F este egal cu:
Această formulă a fost obținută experimental.
Magnitudinea forței de ridicare în funcție de forma profilului. De exemplu, un lift placă plată este mai mică decât cea de profil lenticular. Această caracteristică permite o anumită formă de coeficient adimensional, care se numește coeficientul de ridicare și este notat cu Su.
Se calculează teoretic, coeficientul Cy este la fel de dificilă ca și coeficientul Cx. Prin urmare, se constată prin experiență, suflare model de aripă într-un tunel de vânt. În tub, folosind greutăți aerodinamice, măsura forța de ridicare magnitudine. Știind această densitate de putere a aerului, zona de aripă și viteza de curgere, valorile lor sunt substituite în formula ascensorului și se determină dintr-un necunoscut - coeficient de ridicare Cy
În plus, forma profilului, coeficientul de ridicare Cy depinde în mare măsură de mărimea unghiului de atac și de alți factori.
Formula teoretică pentru valoarea ascensorului, pentru prima dată, având în vedere marele om de știință, părintele aviației ruse, prof. N. E. Zhukovskim în 1906. El a dovedit că frânarea fluxului din partea inferioară a aripii și dispersarea aripii sale de sus, deoarece creează în jurul răsucirea aripa a fluxului de intrare la acesta. Prin introducerea conceptului de răsucire, sau cum a spus circulație în jurul aripa N. E. Zhukovsky valoarea determinată teoretic ascensorul:
în cazul în care ρ - densitatea aerului,
v - debitul
lungime b-coardă a aripii,
G - circulația de viteză.
Calculele aerodinamice este mai convenabil să nu folosească valorile portanței și a rezistenței forțelor și coeficienții lor Cx și Cy.
Prin urmare, atunci când studiile în tuneluri designeri eoliene, avioane de proiectare, elicoptere, planoare, emise pentru a purja modelele lor de date sub formă de grafice cu coeficienți Cx. Și Su și colab.
programările larg răspândite de date aerodinamice sunt:
a) un grafic al modificărilor de frontal coeficient aerodinamic Cx. prin schimbarea unghiului de atac, precum și (Figura 17a.);
b) un grafic al schimbării coeficientului de ridicare Cy unei modificări a unghiului de atac (Fig. 17b).
În mod convenabil, aceste două grafice combinate într-o singură arată modul în care rata de schimbare coeficient Cx Cy. In acest grafic, curba trasată valorile unghiurilor de atac, care corespund datelor coeficientului Cx și Cy,
O astfel de curbă cu un marcaj de unghiuri de atac se numește Lilienthal polar, sau pur și simplu polar (Fig. 17c),
Fig. 17: A - un grafic care arată creșterea coeficientului de tragere cu creșterea unghiului de atac al aripii; b - un grafic care arată creșterea și căderea coeficientului de ridicare cu creșterea unghiului de atac; polar în Lilienthal.
Graficul Su se schimbă cu o schimbare a unghiului o se observă că, coeficientul de ridicare crește la un anumit unghi de incidență, în mod tipic 18 ÷ 20 °, atunci el cade brusc. Aceste colțuri sunt numite critice, deoarece la astfel de unghiuri de atac în formă de aripă fluiditatea este rupt, există un așa-numitul eșec al debitului neted, forța de ridicare a aripii este redusă drastic (fig. 18), controalele încetează să asculte, iar avionul poate, care se încadrează în aer, să cadă pe aripa și să intre în vrie. În cazul în care acest lucru se întâmplă cu aeronava la mare altitudine, este fixable, acesta poate fi timp pentru a egaliza, dar dacă la sol în timpul aterizării, consecințele triste sunt inevitabile.
Fig. aripă flux 18. Stall-neted pentru zbor la unghiuri de atac mari.