Pytanie:
Czy kąt natarcia przeciągnięcia w locie odwróconym zmienia się z powodu pochylenia asymetrycznego płata?
mins
2015-09-18 00:05:49 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jaki jest kąt przeciągnięcia w odwróconej konfiguracji lotu? Jak to się ma do kąta przeciągnięcia w normalnym locie?


Jak widać na poniższym obrazku, w locie pionowym niższe ciśnienie wywierane jest na zewnętrzną część skrzydła. W locie odwróconym niższe ciśnienie występuje na intradosie.

enter image description here
( źródło)

Powietrze separacja strumienia przy przeciągnięciu nastąpi po stronie o innej charakterystyce. Można by się spodziewać, że przeciągnięcie nastąpi inaczej.


Reprezentacja równoważna, w której grawitacja jest odwrócona, a orientacja skrzydła pozostaje w tym samym kierunku. Lot odwrócony oznacza lot pod ujemnym kątem natarcia.

enter image description here

Uwzględniane wartości to kierunek przepływu powietrza i linia cięciwy, odbita w wartości kąta natarcia.


Jak już wspomniano, podczas gdy dwa poprzednie zdjęcia sugerują skrzydło w locie poziomym, sytuację można ekstrapolować na dowolną stabilną liniową trajektorię z ujemnym AoA.

enter image description here

Poziomy plan lub kąt pochylenia nie są konieczne do określenia kąta przeciągnięcia (chociaż mają wpływ na przeciągnięcie prędkość ).

Pomyśl o tym w ten sposób. Skrzydło nie wie, że jest do góry nogami. Wszystko to wie, że przepływ powietrza ma określoną prędkość, pod pewnym kątem. Przedstawione diagramy dotyczą różnych kątów nachylenia.
@Federico Nie, nie jest. Proszę pokazać mi w równaniach windy, w których jest brana pod uwagę orientacja skrzydeł. Skrzydło zachowuje się identycznie dla danej prędkości i podanego AoA.
@Federico Nie, mylisz boisko z AoA. Samolot lecący prosto i poziomo. AoA x stopni. Generuje siłę powyżej y niutonów. Teraz odwróć to do góry nogami i zachowaj AoA to samo. Będzie teraz generować siłę y niutonów skierowaną w dół. Siła się nie zmienia. Aby utrzymać prosto i poziomo, będziesz musiał wyregulować nachylenie, tak aby A0A był wyregulowany i ponownie podniesiony = grawitacja.
@Federico Na drugim zdjęciu wysokość dźwięku jest inna, a zatem AoA. Nie ma powodu do dyskusji, że dla danego AoA i prędkości skrzydło zachowuje się dokładnie tak samo. Nie rozumiem, dlaczego twierdzisz, że to nieprawda. Skrzydło nie wie, że jest do góry nogami.
Powiązane: http://aviation.stackexchange.com/questions/19242/is-the-stall-speed-different-at-1g
Trzy odpowiedzi:
Peter Kämpf
2015-09-18 02:27:00 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Krótka odpowiedź: Asymetryczne płaty mają różne dodatnie i ujemne kąty przeciągnięcia, największa z nich wartość bezwzględna zależy od takich czynników, jak kształt nosa i pochylenie. Przy dodatnim pochyleniu (zwykłe i użytkowe samoloty) ujemny kąt przeciągnięcia może być największy (w wartościach bezwzględnych), ale maksymalna ujemna siła nośna dostępna przed przeciągnięciem będzie mniejsza niż w przypadku dodatniego przeciągnięcia. Większe liczby Reynoldsa przesuwają stragan dalej w obu kierunkach

To zależy od profilu. W przypadku profilów symetrycznych kąt przeciągnięcia jest taki sam dla przeciągnięcia dodatniego i ujemnego. Pozytywnie wygięte płaty (najczęściej stosowany rodzaj) mają ujemne przeciągnięcie przy mniejszej bezwzględnej wartości współczynnika siły nośnej w porównaniu do ich dodatniego przeciągnięcia, ale kąt przeciągnięcia może być wyższy bezwzględnie.

Poniżej Ciebie zobacz wykres biegunowy dla profilu nadkrytycznego, którego użyłem do tej odpowiedzi. Dodatni kąt natarcia wynosi 8 °, a ujemny około -10 °.

Polar plot of the R2A airfoil at Mach 0.6

Wykres biegunowy płata R2A przy prędkości 0,6 Macha (praca własna)

Kąt przeciągnięcia zależy od szczegółów konturu nosa i pochylenia: dodatnie pochylenie oznacza, że ​​zerowy kąt podnoszenia jest przesunięty do wartości ujemnych, więc istnieje pewne odchylenie do wartości ujemnych na biegunach. Jeśli jednak dolna część nosa ma bardzo dużą krzywiznę, spowoduje to wysoki szczyt ssania, który prowadzi do oddzielenia przepływu tuż za nosem już przy małym ujemnym kącie natarcia.

Jeden skrajny przypadek byłby płat Göttingen 417a. Airfoiltools niestety wykreśla tylko zakres liczb Reynoldsa odpowiedni dla entuzjastów modeli samolotów, ale poniższy wykres powinien mieć sens. Dodatni kąt przeciągnięcia wynosi 12 ° przy najwyższej liczbie Reynoldsa, podczas gdy ujemny kąt przeciągnięcia wynosi tylko około -8 °.

Gö 417 lift over angle of attack

Gö 417 unoszenie nad kątem natarcia. Najniższa liczba Reynoldsa (niebieska linia) to 50000, a najwyższa 1000000 (oliwkowo-zielona linia). Zauważ, że wszystkie krzywe są przewidywaniami XFOIL - rzeczywiste dane mogą wyglądać inaczej.

Ponieważ kąt nachylenia 180 stopni uderza w krawędź spływu, wynosi 90 stopni od prostej powyżej i 270 stopni od prostej do dołu, czy też oba są 90 stopni?
@Lnafziger: Tak, ale 90 ° jest z dołu, a 270 ° z góry. Płat wykonuje pełny obrót wokół osi Y (oś rozpiętości), wykonując jeden obrót o 360 ° w swoim kącie natarcia (lub obracasz kierunek przepływu i utrzymujesz płat nieruchomo, jak chcesz).
Okay, więc to, co próbowałem wcześniej powiedzieć, to to, że ** AOA ** nie jest tym samym dla profilu pionowego i odwróconego (w niezakłóconym powietrzu), ponieważ istnieje różnica 180 stopni. *** Dla tego samego kąta natarcia *** nie ma znaczenia, czy profil jest wyprostowany, czy odwrócony,
@Lnafziger: Prosty wzór AoA = kąt pochylenia - kąt toru lotu nie działa w locie odwróconym. Układ współrzędnych dla pochylenia nie będzie się obracał, ale dla AoA płata będzie, więc kąt nachylenia jest prawie taka sama, mała wartość dodatnia, ale AoA jest małą wartością ujemną w locie odwróconym na wprost. Zwiększ ton, a AoA stanie się bardziej ujemne (występuje dodatkowy cosinus, który wynosi 1 w pionie i -1 w locie odwróconym).
Więc płat R2A jest _ trudniej_ utknąć w locie odwróconym?
@Sean: Nie, kąt natarcia nie ma znaczenia. Zamiast tego spójrz na współczynnik podnoszenia: w pozycji pionowej maks. c $ _L $ wynosi 1,3, odwrotnie tylko -0,75. Tak więc odwrócona prędkość przeciągnięcia jest o 31% wyższa niż prędkość przeciągnięcia w pozycji pionowej. Zachowanie po przeciągnięciu jest z grubsza podobne, ale biorąc pod uwagę obliczenia ISES, rzeczywiste zachowanie może być inne.
Federico
2015-09-18 01:01:09 UTC
view on stackexchange narkive permalink

W zasadzie porównujesz sytuację z dodatnim $ \ alpha $ (powyżej) z sytuacją z ujemnym $ \ alpha $ (poniżej).

Możesz uzyskać tę samą sytuację, obniżając poziom: zobacz, jak na drugim zdjęciu kierunek przepływu płynie znad linii cięciwy (w ramie odniesienia skrzydła).

Gdyby profil był symetryczny, krytyczne dodatnie i ujemne $ \ alpha $ miałyby ta sama wartość bezwzględna, tylko przeciwny znak, ale widać wypukły profil.

Obecnie nie mam pod ręką książki o aerodynamice, ale Google nam pomaga: enter image description here

Jak widać na obrazku, dodanie wygięcia do profilu powoduje przesunięcie jego linii $ C_ {L \ alpha} $ w kierunku wartości ujemnych. Jest to pożądane, ponieważ w ten sposób można unieść nawet, gdy kąt natarcia wynosi 0 (i bez lub z niewielkim wzrostem oporu). Inną konsekwencją jest to, że maksymalny dodatni $ \ alpha $ będzie mniejszy niż przypadek nieobrobiony, a ujemny będzie jeszcze bardziej ujemny (ale z pewnymi ograniczeniami warunek Runge-Kutta na krawędzi spływu wpłynie na kształt ujemnego $ C_ {L \ alpha} $ krzywa)

Rozumiem rolę pochylenia kół w utrzymaniu kąta natarcia w pobliżu 0 (i minimalnego oporu) podczas rejsu. Nie rozumiem tylko, czy to wygięcie wpłynie na kąt przeciągnięcia w locie odwróconym.
@mins odwrócony lot lub ujemne AoA to to samo.
Sposobem na udowodnienie tego byłoby kontynuowanie kreślenia do -25 stopni AOA. Wykres symetryczny byłby lustrzanym odbiciem. Wygięty nie. Przy okazji, pochylenie skrzydła, podobnie jak samoloty, znacznie zwiększa generowaną siłę nośną, dając samolotom zakres prędkości, z którego korzysta niewiele samolotów. Rysunek 43.6 może być nadmiernym uproszczeniem dla celów porównawczych.
Robert DiGiovanni
2018-10-19 09:31:02 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Zwróć uwagę, że lot odwrócony jest bardzo rzadki u ptaków, które mają mocno wypukłe skrzydła podobne do GO 417.

Należy pamiętać, że odwrócenie asymetrycznego skrzydła, mówiąc najprościej, jest odwróceniem wszystkiego, co jest dobrze o generacji dźwigów „po prawej stronie”. Rezultatem jest utrata siły nośnej przy tej prędkości i kącie natarcia. Co więcej, istnieje bardzo duża szansa, że ​​kąt natarcia odwróconego skrzydła jest niższy.

W przypadku mocno dolnego skrzydła, inwersja prawdopodobnie byłaby katastrofą. Tunel aerodynamiczny / dym wykazywałby silne turbulencje u góry i bardzo małą siłę nośną od ciśnienia pod skrzydłem. Zwróć uwagę, że dwie wielkie zalety cienkich skrzydeł pod wypukłością zostały odwrócone.

Z drugiej strony, w pełni symetryczne skrzydła wykazują niewielką różnicę po odwróceniu i są popularne w samolotach akrobacyjnych.

Płaskie dno będzie zachowywał się lepiej niż pojazd pod kabiną, ale odwrócony będzie generował mniejszą siłę nośną przy danym kącie nachylenia i wykaże charakterystykę przeciągnięcia płyty płaskiej (przeciągnięcie przy niższym kącie natarcia).

Niesamowite, jak duże zainteresowanie wzbudza film. Będziemy musieli dać Denzelowi symetryczne skrzydło, a Sully'emu dobry zestaw pływaków.

"* Co więcej, istnieje bardzo duża szansa, że ​​kąt natarcia odwróconego skrzydła jest niższy. *": Pytanie dotyczy zmiany w przeciągnięciu AoA, a Ty nie znasz odpowiedzi.
Więc jak myślisz? W przypadku odwróconego płaskiego dna (patrz zdjęcie) kąt przeciągnięcia będzie prawdopodobnie mniejszy. Daj mi tunel aerodynamiczny, dam ci dowód.
Chodzi o to, że nie rozumiem, co twój nieprecyzyjny post dodaje do bardzo dobrze udokumentowanej wybranej odpowiedzi od znającego się na rzeczy eksperta.
1. Nie słyszałem jeszcze Twojej „kompetentnej” odpowiedzi. 2. Jeśli uważasz, że moja odpowiedź jest nieprawidłowa, powiedz dlaczego. 3. Moja odpowiedź oparta jest na krótkich filmach NACA. 4. Nie marnuj miejsca na komentarze na temat osobistych opinii. 5. Jeśli uważasz, że skrzydła powinny być płaskie na górze i zaokrąglone na dole, mamy do tego tunele aerodynamiczne. 6. Jako emerytowany badacz, moim standardem „wiedzy” jest walidacja poprzez testowanie. Ponieważ nie testowałem tego konkretnego skrzydła, mówię „wydaje się prawdopodobne”. Jeśli się nie zgadzasz, w porządku. Z przyjemnością rozważę Twój punkt widzenia
„* Nie słyszałem jeszcze Twojej„ kompetentnej ”odpowiedzi *”: Nie moja, [ta] (https://aviation.stackexchange.com/a/21041/3201). Udokumentowane sprawdzonymi wartościami -10 ° vs + 8 ° w sprzeczności z Twoim założeniem „* kąt natarcia odwróconego skrzydła jest mniejszy *”. Teraz możesz mi powiedzieć, że -10 ° jest rzeczywiście niższe niż +8.
Będziemy, teraz dokądś zmierzamy. Mam historie o nauce nalewania piwa, ale na razie je pominę. Dziękuję za uwagę. Teraz, z wygiętymi skrzydłami, 0 udźwig będzie przy ujemnym AoA, tam ZASIĘG AoA dostępny do generowania uniesienia w pozycji pionowej i odwróconej zacznie się od tego punktu. Na przykład 0 AOA windy wynosi -4 stopnie. W przypadku długotrwałego lotu odwróconego wystarczyłoby tylko 6 stopni do pracy przed przeciągnięciem. W pozycji pionowej miałoby się 12 stopni do pracy i znacznie lepszą wydajność podnoszenia. To wspierałoby „kąt natarcia przeciągnięcia jest niższy, odwrócony”. Dzięki!


ⓘ
To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 3.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...