Аэродинамические характеристики крыла. Основы аэродинамики. Лекция № 7

1.

ОСНОВЫ АЭРОДИНАМИКИ
ЛЕКЦИЯ № 7
Тема 7
Аэродинамические характеристики крыла

2.

Рассматриваемые вопросы Л № 7
2
7.1 Понятие об аэродинамических
характеристиках.
7.2 Геометрические характеристики профиля.
7.3 Геометрические характеристики крыла.
7.4 Распределение давления по профилю.
7.5 Основные аэродинамические характеристики
крыла.
Литература:
1. Гарбузов В. М., Ермаков А. Л., Кубланов М. С., Ципенко В. Г.
Аэромеханика: Учебник для студентов вузов гражданской авиации – М.:
МГТУГА, 2000, 288 с.
2. Логвинов И. И. Аэромеханика: Учебное пособие М. Иркутск:
ИГТУ, 1998, 144 с.
3. Ништ М. И. Аэродинамика летательных аппаратов. Учебник для ВУЗов.
М.: ВВИА имени проф. Н. Е. Жуковского, 1994, 570 с.

3.

7.1 Понятие об аэродинамических
характеристиках
Определение:
Аэродинамические характеристики — зависимости:
аэродинамических коэффициентов (сy, сх, сz ...)
их производных (с αy , m zα ,m βy , ...)
распределённых нагрузок ( p, ny, …)
от характерных параметров, определяющих:
режимы полёта (Mн, Н, ny, ny,...)
конфигурацию ВС,
его ориентировку относительно
выбранной системы координат.
3

4.

Классификация аэродинамических
характеристик (продолжение)
.
Аэродинамические характеристики
по практическому применению и методам их определения
подъёмной силы, сопротивления и
аэродинамического качества
продольной статической устойчивости
боковой статической устойчивости
органов управления и
шарнирных моментов
взлётно-посадочные характеристики
4

5.

Квалификация аэродинамических
характеристик (продолжение)
.
Аэродинамические характеристики
по элементам несущих и управляющих поверхностей
крыла воздушного судна
горизонтального оперения воздушного
судна
вертикального оперения воздушного
судна
фюзеляжа и мотогондолы
5

6.

Квалификация аэродинамических характеристик
(продолжение)
.
Аэродинамические характеристики
по скорости – числу Маха
характеристики дозвукового крыла
характеристики трансзвукового крыла
характеристики сверхзвукового крыла
характеристики гиперзвукового крыла
6

7.

7.2 Геометрические характеристики
профиля
Определение:
Геометрические характеристики — совокупность
геометрических параметров (b0, bк, bСАХ, сmax ...)
определяюших;
характер профиля крыла:
форму внешнего контура (пластина, элипс,
круг, клин,...);
длину, толщину, кривизну, прогиб, радиус
кривизны, ...;
ориентацию относительно выбранной
системы координат и набегающегопотока,
положение характерных аэродинамических
точек – центра давления, фокуса, точки начала
срыва, ... и др.
7

8.

8
Характеристики профиля
По геометрическим и аэро динамическим параметрам
Геометрические
характеристики проф.
Хорда: bСАХ;
корневая b0; концевая bк
Толщина определение:
абсолютная - с;
относительная - с
Средняя линия – ...
стрела прогиба - f ...;
относительная -/- ... f;
радиус кривизны r
Аэродинамические
По характеру
силы
по подъёмной силе
Y, сопротивлению Q
по несущим
свойствам
cy
по несущим
свойствам в поле
чисел Маха Мн ... т.д
Типы профилей
Геометрию профиля
смотрите ниже !!!

9.

.
Графическое представление
геометрических характеристик
асимметричного профиля крыла
9

10.

Презентация геометрии профилей крыла
10
Проблема вязкий срыв:
.
Решение проблемы:
Отсос пограничного
слоя:
Сдув пограничного
слоя:

11.

Линейка профилей крыла NASA (США)
.

12.

Линейка профилей ЦАГИ (Россия)
Эволюция профиля в полёте. Характеристики

13.

7.3 Геометрические характеристики крыла. 11
Схема сил и системы координат
.

14.

Реализация подсасывающей силы Т (ст)
.

15.

Характерные сечения и точки крыла по хорде 12
R
Y
.
y1
Y
F (фокус)
ц.д
Vн
b0
bСАХ
0
0,25
bк
Радиус кривизны
0,5
bСАХ
Радиус
Кривизны ПК
rсп
rкор
x1

16.

Многоликость форм крыла
.

17.

Крыло. Рулевые поверхности)
Позиции заполнить:
1 – корневая хорда
,

18.

Особенности обтекания стреловидного крыла
• .

19.

Влияние удлинения крыла

20.

Влияние стреловидности крыла
.
Эффект законцовок стреловидного крыла

21.

7.4 Распределение давления по профилю
.

22.

Распределение давления по профилю
.

23.

Влияние скачков уплотнения на аэродинамические
характеристики профиля крыла
.

24.

Графическая интерпретация сущности
волнового срыва
.

25.

7.5 Основные аэродинамические характеристики
крыла
Типовые аэродинамические характеристики крыла

26.

Хронология развития трансзвукового обтекания
.

27.

Линии тока и характер обтекания
Профиль под углом атаки = 15 :
Цилиндр в потенциальном потоке жидкости
[М.Ван-Дайк. Альбом течений жидкости и газа. М.:
Мир, 1986, 184 с.]

28.

Геометрические характеристики профиля
крыла (Продолжение)
Особенности течения газа при различных скоростях
удобно выявить путём сравнения их характеристик и
особых точек профилей на режимах дозвукового,
трансзвукового и сверхзвукового обтекания.
Режим дозвукового обтекания
Положение фокуса и центра давления и линий тока:

29.

Аэродинамические коэффициенты

30.

Лобовое сопротивление сх а и подсасывающая
сила
.сх а= сх cos + сy а sin - ст cos :
<< 1,0:
сх а= сх 0 + сy а - ст
с y а с αy а α
сx а сx 0 Aс 2y α сx 0 с х i .
ст
1
Здесь A с y α с y α . Для острой ПК: Т = ст = 0:
1
A .
сyα

31.

Примеры профилей крыла и их анализ
.
11

32.

Графическое представление геометрических
характеристик ассиметричного профиля крыла
Средняя
линия
.
сmax
Vн
y
b
Средняя
линия
fmax
0
xc max
xf max
Спинка
fmax b 1,0 x
Корыто