О профиле крыла...

[lazy-flyer.livejournal.com]

Не только лишь все знают, что для крыла летательного аппарата крайне важен так называемый профиль. Который получается если взять и перепилить крыло поперёк, перпендикулярно кромкам.
Что то вот такое, да.


Это я к чему? В очередной раз пришлось схлестнуться с очередным конструктором, который меня убеждал и давил авторитетом, мол более кривой профиль есть хорошо, полезно, ************************* ( здесь были слова, которые я удалил по требованию модератора, но желающие смогут их прочесть у меня в бложике ). И самолёт от этого лучше летит. Я пытался ему что то доказать, но услышан не был. И всё же попытаюсь ещё раз донести несколько простых истин не до конкретного человека, а так, вообще. О профилях и их влиянии на полёт летательного аппарата.
Начнём с самого начала. Почему летит самолёт? Потому что пропеллер крутится, да...
Потому что крыло развивает некоторую подъёмную силу. В соответствии с вот этой формулой.

Обращаем внимание на безразмерный коэффициент Су - коэффициент подъёмной силы. Он не в числителе и не в знаменателе, он просто множитель. Важен ли он? Да, важен, бесспорно. Но насколько? Обратимся к результатам виртуальных продувок. Для удобства берём три профиля одного семейства, отличающиеся только кривизной - 2%, 3%, 4%, как на картинке в заголовке записи.

Как видно на графике, чем выше кривизна, тем выше коэффициент подъёмной силы. Логично? На вот эту поляру пока не смотрим. На неё вообще редко кто то смотрит.

Выше Су, значит крыло получится лучше. Так работает логика моего оппонента. Нууууу...
Попробуем смоделировать крыло, тоже одинаковое для всех рассматриваемых профилей. Примем размах 2000 мм, хорда 300 мм, вес аппарата 2000 г. Затолкаем крыло в виртуальную трубу и получим картинки.



Найдите три отличия...Хотя отличия видны сразу и невооружённым глазом - скорость горизонтального полёта. Вот, ещё один график.

Чем более изогнут профиль, тем ниже горизонтальная скорость. Профит? С одной стороны вроде бы да, но с другой...
Большая кривизна, ниже горизонтальная скорость - но ниже и качество.

При одинаковой вертикальной скорости. То есть аппарат с профилем большей кривизны будет снижаться с такой же скоростью как и его противники, но при этом упадёт ближе к наблюдателю.

Казалось бы, ну что такое единица разницы в качестве? Не о чем говорить, правда?

Но если присмотреться к вот этому графику, то получается уже не так красиво.

Ниже горизонтальная скорость при одинаковой вертикальной и требуется больше усилий для обеспечения одинаковой горизонтальной скорости. График качества ведь не на пустом месте появился. За всё нужно платить. И где профит? А вот ещё одна картиночка.

Берём крыло с профилем меньшей кривизны, ставим его под большим углом атаки и получаем ту-же горизонтальную скорость, как и у крыла с профилем большей кривизны. И при этом по прежнему имеем более высокое качество.
Мораль сей басни такова - не злоупотребляйте кривизной профиля. Су в формуле подъёмной силы только множитель, значение которого крайне редко доходит до единицы в диапазоне лётных углов атаки. Намного большее значение имеет площадь крыла, то есть удельная нагрузка. Чем больше площадь, тем ниже удельная нагрузка, выше подъёмная сила, выше маневренность, выше устойчивость по перегрузке и далее по списку. То есть при прочих равных лучше увеличивать площадь крыла, а не кривизну профиля. Конечно когда это возможно, что далеко не всегда получается.
Если вдруг случилось, что вас загнали требованиями в угол, то есть ограничили геометрические размеры аппарата, ограничили диапазон скоростей, ограничили вообще всё, что можно - то да, нужно ставить профиль бОльшей кривизны.
Но опять таки, при условии отсутствия механизации крыла. А вот если можно применить механизацию, то...

Comments

[kikzan.livejournal.com]

Приветствую! Если вы разбираетесь в аэродинамике, не могли бы самым грубым образом ответить на один вопрос. Возьмем KC-390 - https://ru.wikipedia.org/wiki/Embraer_KC-390

Предположим, что мы взяли этот самолет, но уменьшили по всем габаритам в 1,41 раз. Размах крыла теперь у него 24 метра. Поставили более легкие движки, уменьшили толщину крыла, профили каркаса и т.п. Каковы теперь будут параметры собственной массы грузоподъемности и дальности полета?

[larrycroc.livejournal.com]

Почему именно в корень из двух раз уменьшаем?

[m-tyan.livejournal.com]

Самолет нельзя просто масштабировать. При этом изменятся большинство параметров. Начиная с того, что эргономика кабины будет совершенно другой, и следовательно полезная нагрузка и заканчивая, тем, что двигателей с конкретными параметрами скорее всего не существует.
Получится абсолютно другой самолет.

[2gas4.livejournal.com]

вас.умников послушать,так профиль крыла у су35 и Ан12 должен быть идентичным....ага.

[m-tyan.livejournal.com]

А он что, разный?

[m-tyan.livejournal.com]

Мне кажется, по дозвуковым профилям уже все что можно придумали и объяснили еще в середине прошлого века. Зачем спорить, лучше прочитать любую из доступных книжек по проектированию ЛА.

[finnskij.livejournal.com]

+100

[esche-odin.livejournal.com]

вот что точно ватно - хостить картинки на мейл.ру

[yasmax.livejournal.com]

А что не так?

[jr0.livejournal.com]

Вероятнее всего, вы попросту не поняли, как водится. Нет смысла обсуждать без задания скорости. Зависимости не линейные. И относятся не только к аэродинамике.

Так что впредь: сначала попытайтесь понять, что вам говорят. Особенно профессионалы, но не обязательно.

[lazy-flyer.livejournal.com]

Ну давайте, расскажите как правильно...

[mikewaz0wski.livejournal.com]

Он не в числителе и не в знаменателе, он просто множитель.
Гы!

[esche-odin.livejournal.com]

+

[dom3d.livejournal.com]

Вааще не понял о чем спор.
И картинок не видно.

[jr0.livejournal.com]

Ни о чем. Автор не понял, о чем спорил с профессионалом. Но твердое мнение имеет.

[anker-s.livejournal.com]

Перпендикулярно какой именно кроме теперь принято пилить крыло, передней или задней?
В любом случае нужно быть аккуратным, в крыле часто располагают бензобаки для керосина!

[zavod007.livejournal.com]

тоже задумался

[biglebowsky.livejournal.com]

Re: "хорошо, полезно, ватно и скрепно"

Не так давно слово "вата" приобрело дополнительное значение. Этим словом украинские националисты пытаются оскорбить русских. Мне это кажется странным - я не вижу ничего предосудительного ни в вате, ни в ватнике.

Тем не менее, я предлагаю.
1) Модераторам снести этот пост. Данное коммюнити для обсуждения инженерных, а не политических вопросов.
2) Неуважаемому мной lazy_flyer'у обратиться на какой-нибудь форум украинских националистов. Там lazy_flyer'у посочувствуют по поводу конфликта с конструктором. Только следует напирать не на аэродинамику, а на национальность / политические взгляды участников конфликта.

[esche-odin.livejournal.com]

"да не подгорело у меня, не подгорело!"

[viacheslav-sn.livejournal.com]

Спасибо, это здорово пригодится! Когда буду пилить профили - обязательно учту.

[colonelmarch.livejournal.com]

Уважаемый lazy_flyer!

Добавьте файл проекта, пожалуйста!

[lazy-flyer.livejournal.com]

Ээээ...Зачем? :)

[golovarobota.livejournal.com]

Пф! Профиль-фигофель! А как же тогда самолеты вверх ногами летают?!
Все самые умные давно уже догадались, что самолеты летают ПО ВОЛШЕБСТВУ! :)

[lx-photos.livejournal.com]

Спасибо.

[lazy-flyer.livejournal.com]

На здоровье. :)

[parsultang.livejournal.com]

Почему самолёты могут летать вверх ногами не падая?

[lazy-flyer.livejournal.com]

Потому что пропеллер крутится...

[general-drozd.livejournal.com]

Как то всё по детски. Надо сначала определиться в какой диапазоне чего у вас должен быть крейсерский режим.

[lazy-flyer.livejournal.com]

Вы пенолёт достроили?

[demyan.livejournal.com]

Ни фига мессадж поста не проанестендил ))) Если на нормальном русском - в чем суть численных опытов? Что там за скорости такие выдаются? Обычный эксперимент, чтобы поляру снять, проводится на одной и той же скорости. Параметры взяты авиамодельные, Рейнольдс 2.5е+05 маленький.

прогу XFLR5 я не знаю (правда скачал, но даже пока не понял как там 3Д модели делать), но эта прога основана на XFOIL во многом, который я отлично понимаю. У Вас там взят ламинарный погранслой со свободным переходом и диким N-фактором 11. Сие может и ничего для авиамодели, но слабо подойдет даже под легкомоторный самолет.

Ну и главное - обычно мы имеем крейсерский режим с Су=const, ну посмотрите на ваш рисунок
https://content-10.foto.my.mail.ru/mail/lazy_66/681/b-687.jpg

светлая-то кривая лучше красной - при полетных Су получается Сх ниже.


тут еще надо учитывать, что самолетные поляры чуть иные, чем численные, у Вас Рейнольдс маленький.

короче, сути поста я не уловил...

[demyan.livejournal.com]

плюс Судоп с кривизной растет на Вашей картинке, а Судоп - это безопасность.

[biglebowsky.livejournal.com]

1) В своей заметке Вы привели картинки поляр для крыла бесконечного удлинения.
https://content-10.foto.my.mail.ru/mail/lazy_66/681/b-687.jpg
Там, естественно, максимальное аэродинамическое качество ~100.
По какой формуле Вы пересчитываете эти картинки на конечное удлинение (максимальное аэродинамическое качество ~20) ? Как именно вы получаете С_lift и С_drag крыла конечного удлинения?

2) Вы отдаете себе отчет в том, какое будет в этой задачке индуктивное сопротивление (никак не зависящее от формы выбранного профиля)? Вы уверены, что на фоне индуктивного сопротивления сумеете заметить такую "блоху", как различие "профильных сопротивлений" рассмотренных Вами профилей?

[steinkrauz.livejournal.com]

Такое ощущение, что ни тот, ни другой не знают, что Сy это функция.

В общем, конструктору учебник освежить, автору поста -- прочитать и не тратить зря время на бессмысленое продувание виртуальных досок.

[sergkz.livejournal.com]

Ну, если наплевать на эффективность - то и простая доска в качестве крыла полетит, чисто за счёт угла атаки.
Это если мощность движителя в разы больше, чем оптимальная.
Вон у авиамоделистов что только не летает - и столы, и утюги, и тапки...

[vlkamov.livejournal.com]

> Затолкаем крыло в виртуальную трубу и получим картинки.

Надо бы в посте раскрыть что за труба - по готовым ли формулам считает или интегрирует элементарные.

[demyan.livejournal.com]

https://engineering-ru.livejournal.com/528962.html?thread=38618690#t38618690

[netnet-dada.livejournal.com]

су24 вроде. крыло плоское тупо как стекло. торец немного срезан чтоб всё ж была подъёмна сила и её таки хватает. тока сраца в такойтеме надо имея все 100500 параметров без 1 получица недостоверна)

[nexator.livejournal.com]

Рискуя нарваться на обвинения в воинствующем идиотизме и циничном пренебрежении к авторитетам в извращенной форме, наивно спрошу у автора, который вроде как теме: а возможен ли некий интегральный аэродинамический профиль летательного аппарата, и это не летающее крыло, а некая другая форма, высота полета которого определяется исключительно скоростью этого аппарата в зависимости от плотности воздуха, т.е. у грунта взлетная скорость минимальна и возрастает по мере набора высоты и перехода в менее плотные слои. Для чего это нужно - а чтобы полностью убрать требования к квалификации пилота, т.е. аппарат сам, своей аэродинамикой выбирает высоту, и, например, если на высоте 10 Км полностью убрать управление, то аппарат плавно спланирует к поверхности с погашением скорости, а такое явление как штопор для него в принципе невозможно. Управление аппаратом исключительно изменением тяги и вектора тяги двигателей.
Вы спросите: а почему это до сих никому не пришло в голову. Ответ: расчет такого профиля возможен только с применением мощных компьютеров, кроме того, нужны современные двигатели с изменением вектора тяги, ну или двигатели на поворотных платформах, изготовление которых возможно только на современном технологическом уровне, а современная авиация развивается эволюционно, от простейших профилей, доступных на начало 20-го века, т.е. сама такая идея психологически невозможна для конструкторов, обучавшихся по классической аэродинамике.
Вопрос чисто умозрительный, без предварительной оценки экономических показателей.

[lazy-flyer.livejournal.com]

Чёт я ваще ничего не понял...

[pavel mn (from livejournal.com)]

Забавно наблюдать за людьми, которые спорят про то "какой профиль лучше?".
Все эти споры основаны на незнании двух истин:
1. На заре авиации над профилем "колдовали" не для того, чтобы найти на профиле как можно большую подъемную силу, а для того, чтобы найти на профиле как можно меньшую силу лобового сопротивления. Первые профиля — это были профиля рыб. Это потом уже родилась сказка про то, что профиль крыла самолета — это профиль крыла птицы.

2. На сегодняшний день полностью засекречены продувки плоских пластин в АДТ. Связано это с тем, что если бы мы с вами увидели результаты этих продувок, то теоретическую аэродинамику можно было бы спустить в унитаз. Дело в том, что плоская пластина ("безпрофиль") — это совершенство аэродинамики.
У "безпрофиля" (при всех равных условиях) качество всегда будет больше, чем у самого крутого профиля.