Шторьх и все остальные

[Denis]

На скорости сваливания большинства нескоростных легких самолетов Re<2*10^6
Например, у КАБа как раз два миллиона при b=1.6м, у многих СЛА хорда еще меньше, а скорость сваливания не более 18м/с по нормам.
Существенное влияние Re на аэродинамические характеристики основного большинства профилей сохраняется по крайней мере до 3*10^6 и продолжается, хотя и медленее, с дальнейшим ростом Re.   
В диапазоне Re от 1*10^6 до 3*10^6 характер сваливания может измениться качественно, в частности, это очень заметно на профилях серий NACA 230 и 430.
 
Установка генераторов вихрей в вышеуказанном положении на верхней поверхности крыла нивелирует эти изменеия вплоть до значительно больших Re.

Развитию срыва предшествует утолщение пограничного слоя, которое обнаруживается по возрастанию профильного сопротивления и отклонению зависимостей  Сy и Cm от угла атаки от линейной. При этом профильное сопротивление возрастает очень быстро при удалении от оптимального Cy, соотвествующего минимуму Схр. При Су порядка 0.9Сумах (практический максимум на режиме взлета), Схр возрастает в 3-5 раз по сравнению с минимальным.  если теперь установить генераторы вихрей, то на этом Су профильное сопротивление сохранится на минимуме или лишь немного больше минимума, а диапазон развития срыва сдвинется вверх по поляре  на 0.3-0.5 ед. Су.
 Этот эффект легко обнаруживается по динамике разгона на взлете и градиенту набора высоты, причем даже у самолетов, имеющих значительное сопротивление ненесущих частей, где минимальное профильное сопротивление крыла составляет небольшую часть CxS.

Называть эти генераторы вихрей турбулизаторами в данном применении не будет корректно, поскольку погранслой за ними был бы турбулентным и в их отсутствие. Снижение профильного сопротивления при установке таких генераторов имеет место до тих пор, пока они уменьшают толщину погранслоя. Далее следует некоторый диапазон Re и Cy, в котором профильное сопротивление приближенно не меняется, а за ним уже оно растет. Этот рост  сопротивления начинается после Re>10^7, что подтверждает положительтный опыт применения генераторов вихрей вблизи пердней кромки на довольно тяжелых и мощных самолетах, керйсерская скорость которых превышает 250км/ч.
 
На самолетах с низкой и очень низкой нагрузкой на крыло снижение скорости сваливания за счет установки каких-либо устройств у передней кромки крыла составляет менее 10км/ч и его нередко трудно обнаружить в испытаниях. Поэтому любое усложнение конструкции и аэродинамической компоновки крыла нужно соотносить с ожидаемыми результатами по ЛТХ. Установки генераторов вихрей несоизмеримо проще чего-либо иного,  тем более - автоматического предкрылка, поэтому их можно рассматривать как возможный вариант даже тогда когда предкрылок не рационален.  Тем более, генераторы вихрей можно устанавливать уже в процессе летных испытаний и сравнивать результаты при их различном размещении.
   

[командор]

"...В диапазоне Re от 1*10^6 до 3*10^6 характер сваливания может измениться качественно, в частности, это очень заметно на профилях серий NACA 230 и 430. ..."

К сожалению у меня нет под рукой справочника по профилям,но одназначно хочу отметить ,что профиля указанной вами серии не применяются на СЛА,а являются типичными для ,например,истребителей второй мировой войны,и думаю вам известен казус с профилем самолета ЯК-1 ,который пришлось корректировать в ходе летных испытаний.Поэтому нет необходимости улучшать характеристики этих профилей на скоростях на которых они не применяются.

"..Развитию срыва предшествует утолщение пограничного слоя, которое обнаруживается по возрастанию профильного сопротивления и отклонению зависимостей  Сy и Cm от угла атаки от линейной. При этом профильное сопротивление возрастает очень быстро при удалении от оптимального Cy, соотвествующего минимуму Схр. При Су порядка 0.9Сумах (практический максимум на режиме взлета), Схр возрастает в 3-5 раз по сравнению с минимальным.  если теперь установить генераторы вихрей, то на этом Су профильное сопротивление сохранится на минимуме или лишь немного больше минимума, а диапазон развития срыва сдвинется вверх по поляре  на 0.3-0.5 ед. Су...."

Утолщение пограничного слоя происходит практически всегда при увеличении угла атаки,независимо от момента появления  срыва.
Возможно вы правильно пытаетесь объяснить физику происходящего исходя из условий увеличения Сумах на 0.3-0.5 ед(чудовищная величина при том,что само Су мах немеханизированного крыла около 1.2-1..Мне сложно предположить ,что служит базой для вашего  смелого утвердения,но хотел бы заметить,что вихрегенераторы не столь популярны для увеличения Су мах,чем средства механизации передней кромки крыла.

"...что подтверждает положительтный опыт применения генераторов вихрей вблизи пердней кромки на довольно тяжелых и мощных самолетах, керйсерская скорость которых превышает 250км/ч...."

Если можно, более конкретно.

"..Установки генераторов вихрей несоизмеримо проще чего-либо иного,  тем более - автоматического предкрылка,..."

Конечно проще,но настолько же эффективно?

[Геннадий Хазан]

КОМАНДОР Перелопатил кучу сайтов нашел данные о уменьшении скорости посадки на 3-5 миль/час при приминении генератора вихрей

[Denis]

КОМАНДОР

Знаком ли Вам такой знаменитый легкий самолет Тейлоркрафт? Это подкосный высокоплан с прямоугольным крылом без механизации, профиль NACA 23012. Следующий классический пример легкого самолета с этим профилем Luscombe 8. ЛТХ этих самолетов и в частности, их характеристики сваливания, возможно будут для Вас шоком.     

Знаете ли Вы, какой Сумах достигается на чистом крыле с профилями USA-35B (Пайпер) NACA 4412 (Аэронка)  2412 (Сессна) и какое значение при этом имеет то, что они  высокопланы? 

И наконец, назовите критерии эффективности механизации крыла и целесообразности применения конкретных ее средств. Приведите примеры исторической эволюции этих критериев.

   
 

[командор]

ДЕНИС!

Применение профиля 23012 на упомянутых вами ЛА скорее подтверждает истину,что точно выдержанный  профиль имеет значительные преимущества перед просто профилем,сформированным ,например,латами.А высокие ВПХ обеспечиваются другими средствами,например,низкой нагрузкой на крыло.
Я думаю,вам известно,что решение любой инженерной задачи является компромиссным.
Применение схемы высокоплана для упомянутого вами ТЕЙЛОРКРАФТА явилось результатом требованием высокой обзорности для корректировщика.
Немецкие авиаторы для выполнения требований обзорности вынесли кабину на крыло получив несимметричный самолет.
Относительно применения вихрегенераторов для улучшения аэродинамических характеристик,то это достаточно известный инструмент.
Во всяком случае "посадка" мощного вихря на стреловидном крыле снижает индуктивное сопротивление.
Вихрегенераторы обсуждаемого типа мне знакомы лет 30-40,но результатов увеличения Су мах  от их применения мне неизвестны.

[Denis]

Тейлоркрафт - корректировщик? Обижаете хороший самолет для путешествий и катания девушек.

[Denis]

Остальные ответы также все неверны.

[Denis]

Основным средством повышения ВПХ является понижение вполне конкретной удельной нагрузки - на квадрат размаха, а также оптимизация поляры профильного сопротивления для каждой конфигурации самолета. Нагрузка на квадрат размаха задает наивыгоднейшую скорость, а вместе сней и все остальные харакетрные скорости, включая скорость начального набора высоты и скорость захода на посадку, от которых, соответственно, зависят взлетная и посадочная дистанции.   

[Denis]

....

[Denis]

Качественное сравнение средств механизации передней кромки  и генераторов вихрей:

http://www.experimentalaircraft.info/flight-planning/aircraft-lift-augmentation-devices-1.php

Исследование генераторов вихрей на профиле лопасти ветряка:

http://130.226.56.153/rispubl/VEA/veapdf/ris-r-1486.pdf

и рисунок оттуда:

[Denis]

Здесь статья на стр. 4

http://www.eyestylescostamesa.com/images/AvConFebruary2006Final.pdf

[командор]

"...Тейлоркрафт - корректировщик? Обижаете хороший самолет для путешествий и катания девушек...".

Известен случай ,когда на бомбере коров возили.
http://www.suvorov.com/item/339

[командор]

Качественное сравнение средств механизации передней кромки  и генераторов вихрей:

http://www.experimentalaircraft.info/flight-planning/aircraft-lift-augmentation-devices-1.php

Исследование генераторов вихрей на профиле лопасти ветряка:

http://130.226.56.153/rispubl/VEA/veapdf/ris-r-1486.pdf

и рисунок оттуда:

Я и не отрицал влияния вихрегенераторов на аеродинамические характеристики.Вопрос в величине влияния.Даже упомянутые Геннадием оптимистичные 10км/час составляют не более 10-15%  скорости сваливания СЛА.
Врядли эти величины можно сравнивать с эффективностью предкрылка,который увеличивают критические углы на 12-15гр,а Сумах до 60%. Поэтому я не уверен,что назовете упомянутый вами "тяжелый самолет"снабженный вихрегенераторами на передней кромке для увеличения Су мах.
Еще более интересен ваш тезис о влиянии на взлетнопосадочные характеристики именно величины квадрата размаха.Если можно ссылку.

[Denis]

Смотрите пример, приведенный на рисунке. Вихрегенераторы увеличили Сумах с 1.4 до 1.8, т.е. на 0.4. На столько же (в оптимистичных случаях) увеличивает Сумах фиксированный предкрылок на чистом профиле. В относительном выражении это приращение составляет 1,29, а соотвествующая скорость сваливания будет 0.88 ее значения в отсутствии генераторов вихрей.
Эффективность автоматического или управляемого предкрылка несколько выше, за счет того, что он не только управляет погранслоем, но и увеличивает кривизну профиляи хорду в передней части. Однако, суммарный эффект от этого исчисляется приращением Су на 0.5-0.6, например. на самолете Ан-14 это приращение около 0.5.
Увеличение критического угла атаки на чистом крыле от предкрылка любого типа обычно составляет 6-7 градусов для крыльев винтовых самолетов и никак не на 12-15 градусов.такое большое приращение критического угла возможно только на профилях, имеющих исходный малый критический угол и раннее развитие срыва с носка. Во всех этих случаях результирующий Сумах крыла  с предкрылком не превышает 2.0.

Сумах чистого крыла успешных легких самолетов - высокопланов, таких как Пайпер, Сессна и Аэронка, составляет 1.55-1.65, а критический угол атаки достигает 20-21 градуса. Генераторы вихрей доводят этот Сумах до 2.0, исходя из понижения скорости сваливания по данным испытаний.
 Эффект генераторов вихрей, как и предкрылков, выражен меньше на крыльях, имеющих больший Сумах и критический угол атаки исходного профиля. Есть примеры, когла Сумах чистого крыла достигает 1.8-1.9, тогда установка каких-либо устройств на переднюю кромку лишена смысла полностью.




     

[Denis]

"...Тейлоркрафт - корректировщик? Обижаете хороший самолет для путешествий и катания девушек...".

Известен случай ,когда на бомбере коров возили.
http://www.suvorov.com/item/339

Рекомендую избавляться от советско-фашистского мышления. Только в СССР и нацистской Германии разработка любого нового самолета с самого начала предполагала какое-либо военное применение.

[Тэги:]

Украинский авиационный форум > Форум > Легкая авиация > Тема: Шторьх и все остальные