Крыльям парапланов и дельтапланов по-поводу турбулизаторов немного повезло. Специально их устанавливать на передней кромке или в зоне перехода не надо. Роль турбулизаторов на них, в некоторой степени, играют неровная поверхность, швы, складки ткани, шероховатость. Вроде бы с одной стороны перечисленные факторы нежелательны на крыле, но парадокс - именно они отрывают ламинарный пограничный поток и создавая зону разрежения, отодвигают турбулентный поток погранслоя дальше к задней кромке крыла. Выходит, что поток в местах отрыва погранслоя также повторяет форму обтекания крыла, но уже не прилипает (не на 100%, но все же есть такое), уменьшая таким образом силу трения, следовательно силу сопротивления.
Потенциальным называется слой воздуха, в котором силы внутреннего трения (вязкости) не проявляются. В этом слое воздуха на любом расстоянии по нормали от поверхности тела скорость частиц одинакова. Спутная струя - завихренный воздушный поток, сбегающий с задней части обтекаемого тела и движущийся вслед за ним. Явление срыва потока -отрыв пограничного слоя наблюдается при обтекании поверхностей большой кривизны или других поверхностей, расположенных под большим углом к набегающему потоку (углом атаки).
2.3. Основной закон сопротивления воздуха Рассмотрим обтекание плоской круглой пластинки, поставленной перпендикулярно набегающему потоку. Обтекание при этом будет симметричным и вихревым. При симметричном обтекании возникает аэродинамическая сила, направленная против движения тела. Эту силу называют силой лобового сопротивления или просто лобовым сопротивлением, обозначают буквой X. См. рис. 32 в альбоме "Аэродинамика"
Поток, набегающий на пластину, тормозится ею, вследствие чего скорость потока перед пластиной уменьшается, а давление увеличивается и тем сильнее, чем больше скоростной напор. Степень увеличения давления зависит от формы лобовой части тела. Перед плоской пластиной давление больше, чем перед каплевидным телом. Огибая пластину, струйки воздуха поджимаются, а скорость их увеличивается. Вследствие инертности и вязкости воздуха они не могут сразу сомкнуться, происходит срыв струй. Из-за срыва струй позади пластины образуется разрежение, т.е. область пониженного давления. Струйки воздуха, врываясь в эту область, образуют вихри и обратные токи. По мере удаления от пластины вихревое движение затухает и поток выравнивается.
Таким образом, перед пластиной давление воздуха повышено, а позади нее - понижено. В результате разности давлений создается полная аэродинамическая сила, которую еще называют силой сопротивления давления. Кроме того, за счет сопротивления воздуха в пограничном слое возникает аэродинамическая сила - сопротивление трения, совпадающая вследсивие симметрии обтекания с осью тела и потока.
Степень увеличения давления перед каплевидным телом меньше, чем перед пластиной. Плавные очертания каплевидного тела в месте перехода от носовой части к наибольшей толщине и затем - к заостренной хвостовой части обеспечивают плавность обтекания без срыва потока. По этой причине разрежение в хвостовой части каплевидного тела также значительно меньше, чем у пластины. В итоге, лобовое сопротивление каплевидного тела примерно в 25 раз меньше, чем у пластины при равных площадях поперечного сечения (по миделю) и скорости потока.
Аэродинамическая сила зависит от следующих основных факторов: скорости потока (скоростного напора), плотности воздуха, формы и размеров тела, положения тела в потоке и состояния его поверхности.
Не путайте понятия аэродинамической силы и подъемной силы. Как многие это далают. Подъемная сила является составляющей аэродинамической силы, куда также входит и сила лобового сопротивления и боковая сила скольжения (дрейфа).
За телом при увеличении скорости потока давление значительно уменьшается, т.к. из-за увеличения инертности струй увеличивается область разрежения. Таким образом, при увеличении скорости потока из-за увеличения разности давлений перед телом и за ним полная аэродинамическая сила увеличивается.
Т.к. плотность воздуха является мерой его инертности, то в более плотном воздухе требуется приложить больше усилий для ускорения или замедления его частиц. Это значит, что более плотный воздух будет с большей силой воздействовать на тело.
Величина аэродинамической силы пропорциональна характерной площади сечения тела. Для большинства тел такой площадью является наибольшее поперечное сечение, называемое миделем. Также величина аэродинамической силы зависит от площади тела (крыла) в плане. См. рис. 33 в альбоме "Аэродинамика"
Форма тела и его положение в потоке оказывает существенное влияние на характер аэродинамического спектра, скорость струек, огибающих тело, область срыва потока и т.п., а следовательно и на разность давления, что определяет величину аэродинамической силы. На парапланах редко летают строго против ветра или поветру. Обычно полет происходит практически с боковым ветром (со скольжением).
Тела с гладкой поверхностью испытывают меньшее сопротивление, чем тела с шероховатой и волнистой поверхностью, т.к. на большей части их поверхности пограничный слой ламинарный, сопротивление которого меньше, чем у турбулентного.
Соотношение сопротивления давления и сопротивления трения зависит от формы тела. Сопротивление давления представляют как произведение разности давлений с каждой стороны обтекаемого тела на площадь его миделевого сечения.
У тел "плохой" формы основная доля лобового сопротивления - сопротивление давления. У хорошо обтекаемых тел, наоборот, преобладающим является сопротивление трения, поскольку у них сопротивление давления незначительно. От сюда: R = Cr(ρ V2/2)S, где R - полная аэродинамическая сила; ρ V2 /2- скоростной напор, кгс/м2 ; S- площадь крыла, м2 ; Cr - поправочный аэродинамический коэффициент, который учитывает влияние формы и положения тела в потоке, а также состояние его поверхности.
Приведенная формула является математическим выражением основного закона сопротивления воздуха. По аналогичной ей формуле определяется величина любой составляющей полной аэродинамической силы путем соответствующей замены обозначения силы и ее коэффициента. Y = Cy(ρ V2/2)S, нахождение подъемной силы; X = Cx(ρ V2/2)S, нахождение силы лобового сопротивления.
2.4. Полная аэродинамическая сила и ее составляющие При обтекании крыла воздушным потоком на его поверхности возникает определенная картина распределения давления, называемая векторной диаграммой. См. рис. 34 в альбоме "Аэродинамика"
При симметричном обтекании профиля набегающие на него струйки воздуха деформируются и вследствие одинаковой выпуклости профиля площади поперечных сечений струек над и под крылом будут изменяться одинаково. Согласно закону неразрывности струи и закону Бернулли скорость воздушного потока на верхней и нижней поверхности крыла изменяется в равной мере и соответственно давление с обеих сторон профиля будет одинаковым. У носовой части профиля давление повысится из-за уменьшения скорости потока, а позади крыла возникает разряжение. Вследствие разности давлений возникает полная аэродинамическая сила R, направленная по потоку.
При несимметричном обтекании профиля над верхней поверхностью площади поперечных сечений струек получат большее сужение, чем в нижней части, а значит и скорость потока будет тоже больше, чем на нижней. И как следствие, давление воздуха на верхней поверхности профиля будет меньше, чем на нижней. Кроме того, давление воздуха у носка профиля возрастает из-за торможения потока, а позади профиля область разрежения увеличивается. В результате образовавшейся разности давлений возникает равнодействующая сила давления, направленная под некоторым углом к набегающему потоку.
Мы используем cookie-файлы, чтобы улучшить сервисы для вас. Если ваш возраст менее 13 лет, настроить cookie-файлы должен ваш законный представитель. Больше информации
Комментарии 66
Крыльям парапланов и дельтапланов по-поводу турбулизаторов немного повезло. Специально их устанавливать на передней кромке или в зоне перехода не надо. Роль турбулизаторов на них, в некоторой степени, играют неровная поверхность, швы, складки ткани, шероховатость. Вроде бы с одной стороны перечисленные факторы нежелательны на крыле, но парадокс - именно они отрывают ламинарный пограничный поток и создавая зону разрежения, отодвигают турбулентный поток погранслоя дальше к задней кромке крыла. Выходит, что поток в местах отрыва погранслоя также повторяет форму обтекания крыла, но уже не прилипает (не на 100%, но все же есть такое), уменьшая таким образом силу трения, следовательно силу сопротивления.
Потенциальным называется слой воздуха, в котором силы внутреннего трения (вязкости) не проявляются. В этом слое воздуха на любом расстоянии по нормали от поверхности тела скорость частиц одинакова.
Спутная струя - завихренный воздушный поток, сбегающий с задней части обтекаемого тела и движущийся вслед за ним.
Явление срыва потока -отрыв пограничного слоя наблюдается при обтекании поверхностей большой кривизны или других поверхностей, расположенных под большим углом к набегающему потоку (углом атаки).
2.3. Основной закон сопротивления воздуха
Рассмотрим обтекание плоской круглой пластинки, поставленной перпендикулярно набегающему потоку. Обтекание при этом будет симметричным и вихревым. При симметричном обтекании возникает аэродинамическая сила, направленная против движения тела. Эту силу называют силой лобового сопротивления или просто лобовым сопротивлением, обозначают буквой X.
См. рис. 32 в альбоме "Аэродинамика"
Поток, набегающий на пластину, тормозится ею, вследствие чего скорость потока перед пластиной уменьшается, а давление увеличивается и тем сильнее, чем больше скоростной напор. Степень увеличения давления зависит от формы лобовой части тела. Перед плоской пластиной давление больше, чем перед каплевидным телом. Огибая пластину, струйки воздуха поджимаются, а скорость их увеличивается. Вследствие инертности и вязкости воздуха они не могут сразу сомкнуться, происходит срыв струй. Из-за срыва струй позади пластины образуется разрежение, т.е. область пониженного давления. Струйки воздуха, врываясь в эту область, образуют вихри и обратные токи. По мере удаления от пластины вихревое движение затухает и поток выравнивается.
Таким образом, перед пластиной давление воздуха повышено, а позади нее - понижено. В результате разности давлений создается полная аэродинамическая сила, которую еще называют силой сопротивления давления. Кроме того, за счет сопротивления воздуха в пограничном слое возникает аэродинамическая сила - сопротивление трения, совпадающая вследсивие симметрии обтекания с осью тела и потока.
Степень увеличения давления перед каплевидным телом меньше, чем перед пластиной. Плавные очертания каплевидного тела в месте перехода от носовой части к наибольшей толщине и затем - к заостренной хвостовой части обеспечивают плавность обтекания без срыва потока. По этой причине разрежение в хвостовой части каплевидного тела также значительно меньше, чем у пластины. В итоге, лобовое сопротивление каплевидного тела примерно в 25 раз меньше, чем у пластины при равных площадях поперечного сечения (по миделю) и скорости потока.
Аэродинамическая сила зависит от следующих основных факторов: скорости потока (скоростного напора), плотности воздуха, формы и размеров тела, положения тела в потоке и состояния его поверхности.
Не путайте понятия аэродинамической силы и подъемной силы. Как многие это далают. Подъемная сила является составляющей аэродинамической силы, куда также входит и сила лобового сопротивления и боковая сила скольжения (дрейфа).
За телом при увеличении скорости потока давление значительно уменьшается, т.к. из-за увеличения инертности струй увеличивается область разрежения. Таким образом, при увеличении скорости потока из-за увеличения разности давлений перед телом и за ним полная аэродинамическая сила увеличивается.
Т.к. плотность воздуха является мерой его инертности, то в более плотном воздухе требуется приложить больше усилий для ускорения или замедления его частиц. Это значит, что более плотный воздух будет с большей силой воздействовать на тело.
Величина аэродинамической силы пропорциональна характерной площади сечения тела. Для большинства тел такой площадью является наибольшее поперечное сечение, называемое миделем. Также величина аэродинамической силы зависит от площади тела (крыла) в плане.
См. рис. 33 в альбоме "Аэродинамика"
Форма тела и его положение в потоке оказывает существенное влияние на характер аэродинамического спектра, скорость струек, огибающих тело, область срыва потока и т.п., а следовательно и на разность давления, что определяет величину аэродинамической силы.
На парапланах редко летают строго против ветра или поветру. Обычно полет происходит практически с боковым ветром (со скольжением).
Тела с гладкой поверхностью испытывают меньшее сопротивление, чем тела с шероховатой и волнистой поверхностью, т.к. на большей части их поверхности пограничный слой ламинарный, сопротивление которого меньше, чем у турбулентного.
Соотношение сопротивления давления и сопротивления трения зависит от формы тела.
Сопротивление давления представляют как произведение разности давлений с каждой стороны обтекаемого тела на площадь его миделевого сечения.
У тел "плохой" формы основная доля лобового сопротивления - сопротивление давления. У хорошо обтекаемых тел, наоборот, преобладающим является сопротивление трения, поскольку у них сопротивление давления незначительно.
От сюда: R = Cr(ρ V2/2)S, где
R - полная аэродинамическая сила;
ρ V2 /2- скоростной напор, кгс/м2 ;
S- площадь крыла, м2 ;
Cr - поправочный аэродинамический коэффициент, который учитывает влияние формы и положения тела в потоке, а также состояние его поверхности.
Скорость в квадрате. При отправке сообщения двойки изменились. Метр, тоже в квадрате.
Приведенная формула является математическим выражением основного закона сопротивления воздуха. По аналогичной ей формуле определяется величина любой составляющей полной аэродинамической силы путем соответствующей замены обозначения силы и ее коэффициента.
Y = Cy(ρ V2/2)S, нахождение подъемной силы;
X = Cx(ρ V2/2)S, нахождение силы лобового сопротивления.
2.4. Полная аэродинамическая сила и ее составляющие
При обтекании крыла воздушным потоком на его поверхности возникает определенная картина распределения давления, называемая векторной диаграммой.
См. рис. 34 в альбоме "Аэродинамика"
При симметричном обтекании профиля набегающие на него струйки воздуха деформируются и вследствие одинаковой выпуклости профиля площади поперечных сечений струек над и под крылом будут изменяться одинаково. Согласно закону неразрывности струи и закону Бернулли скорость воздушного потока на верхней и нижней поверхности крыла изменяется в равной мере и соответственно давление с обеих сторон профиля будет одинаковым. У носовой части профиля давление повысится из-за уменьшения скорости потока, а позади крыла возникает разряжение. Вследствие разности давлений возникает полная аэродинамическая сила R, направленная по потоку.
При несимметричном обтекании профиля над верхней поверхностью площади поперечных сечений струек получат большее сужение, чем в нижней части, а значит и скорость потока будет тоже больше, чем на нижней. И как следствие, давление воздуха на верхней поверхности профиля будет меньше, чем на нижней. Кроме того, давление воздуха у носка профиля возрастает из-за торможения потока, а позади профиля область разрежения увеличивается. В результате образовавшейся разности давлений возникает равнодействующая сила давления, направленная под некоторым углом к набегающему потоку.