Инструменты пользователя
сверхкритическое_крыло
Различия
Здесь показаны различия между двумя версиями данной страницы.
| Предыдущая версия справа и слева Предыдущая версия Следующая версия | Предыдущая версия | ||
|
сверхкритическое_крыло [2019/10/09 09:24] admin |
сверхкритическое_крыло [2020/01/28 08:36] admin удалено |
||
|---|---|---|---|
| Строка 1: | Строка 1: | ||
| - | Сверхкритическое крыло | + | **Сверхкритическое крыло** |
| Классический профиль крыла имеет такой вид | Классический профиль крыла имеет такой вид | ||
| Строка 10: | Строка 10: | ||
| {{youtube>TBlv25IUBi8}} | {{youtube>TBlv25IUBi8}} | ||
| - | {{::11.gif?600|}} | ||
| - | Верхняя кромка крыла выпуклая, а следовательно, воздушный поток сужается над ней. Одновременно с этим происходит два динамических процесса ― ускорение потока над крылом и снижение его внутреннего давления. Однако, если самолет летит на высокой скорости, то над крылом возникает область сверхзвукового потока, завершающегося скачком уплотнения. Появление скачков резко увеличивает динамическое сопротивление крыла, что крайне негативно сказывается на расходе топлива. Продвинутся по скорости можно было бы, сплющив профиль сверху. Толщину профиля при этом желательно оставить той же — чем толще профиль, тем легче крыло. На пальцах этот эффект можно пояснить следующим образом | + | Верхняя кромка крыла выпуклая, а следовательно, воздушный поток сужается над ней. Одновременно с этим происходит два динамических процесса ― ускорение потока над крылом и снижение его внутреннего давления. Однако, если самолет летит на высокой скорости, то над крылом возникает область сверхзвукового потока, завершающегося скачком уплотнения. Появление скачков резко увеличивает динамическое сопротивление крыла, что крайне негативно сказывается на расходе топлива. Продвинутся по скорости можно было бы, сплющив профиль сверху. Толщину профиля при этом желательно оставить той же — чем толще профиль, тем легче крыло. На пальцах этот эффект можно пояснить следующим образом: |
| + | {{::treug.jpg?600|}} | ||
| Сломать равнобедренный треугольник гораздо сложнее, чем треугольник, стремящийся к двойной прямой. Следовательно, при равной нагрузке равнобедренный треугольник можно сделать легче. | Сломать равнобедренный треугольник гораздо сложнее, чем треугольник, стремящийся к двойной прямой. Следовательно, при равной нагрузке равнобедренный треугольник можно сделать легче. | ||
| Строка 20: | Строка 20: | ||
| Труба имеет почти такую же прочность на изгиб, как и цельный цилиндр (лом) того же диаметра. но весит сильно меньше. Следовательно, при том же весе материала, можно сделать трубу большего диаметра,чем лом, которая в итоге будет иметь гораздо большую прочность, чем лом. Следовательно, для достижения равных прочностей, труба меньшего диаметра должна иметь более толстые стенки. | Труба имеет почти такую же прочность на изгиб, как и цельный цилиндр (лом) того же диаметра. но весит сильно меньше. Следовательно, при том же весе материала, можно сделать трубу большего диаметра,чем лом, которая в итоге будет иметь гораздо большую прочность, чем лом. Следовательно, для достижения равных прочностей, труба меньшего диаметра должна иметь более толстые стенки. | ||
| - | Итак, для того, чтобы увеличить критическую скорость, нужно сплющить профиль, но при этом сохранить его толщину. Однако такой профиль будет приближаться к симметричному. В результате для получения той же подъемной силы его нужно ставить под больший угол атаки к набегающему потоку. И скачок возникнет даже раньше, чем у исходного профиля. | + | Итак, для того, чтобы увеличить критическую скорость, нужно сплющить профиль, но при этом сохранить его толщину. |
| + | {{::11.gif?400|}} | ||
| + | |||
| + | Однако такой профиль будет приближаться к симметричному. В результате для получения той же подъемной силы его нужно ставить под больший угол атаки к набегающему потоку. И скачок возникнет даже раньше, чем у исходного профиля. | ||
| + | |||
| + | Решение проблемы нашел американский инженер по авиационной технике [[http://oat.mai.ru/names/w_01.htm|Ричард Уиткомб]]. Он предложил сделать сужающуюся подрезку на нижней поверхности задней части крыла. Расширяющийся в подрезке поток, увеличивал давление под крылом и компенсировал падение подъемной силы. | ||
| + | |||
| + | {{::22.gif?400|}} | ||
| + | |||
| + | Профиль получил название [[https://en.wikipedia.org/wiki/Supercritical_airfoil|сверхкритического]]. | ||
| - | Решение проблемы нашел американский инженер по авиационной технике Ричард Уиткомб. Он предложил сделать сужающуюся подрезку на нижней поверхности задней части крыла. Расширяющийся в подрезке поток, увеличивал давление под крылом и компенсировал падение подъемной силы. Такой профиль получил дальнейшее развитие. Конструкторы спроектировали почти симметричный профиль передней части крыла и подрезку в задней, добавив небольшой плавный отгиб хвостика крыла вниз. Профиль получил название сверхкритического. | ||
| Средняя линия при этом изменяется примерно таким образом. | Средняя линия при этом изменяется примерно таким образом. | ||
| + | |||
| + | {{::1.jpg?600|}} | ||
| Такие профили стали называть сверхкритическими (суперкритическими). Достаточно быстро они эволюционировали в сверхкритические профили 2-го поколения - передняя часть приближалась к симметричной, а подрезка усиливалась. | Такие профили стали называть сверхкритическими (суперкритическими). Достаточно быстро они эволюционировали в сверхкритические профили 2-го поколения - передняя часть приближалась к симметричной, а подрезка усиливалась. | ||
| + | |||
| + | {{::2а.jpg?600|}} | ||
| Уход средней части профиля вниз принес бы дополнительное продвижение по скорости. | Уход средней части профиля вниз принес бы дополнительное продвижение по скорости. | ||
| Строка 33: | Строка 45: | ||
| Мы решили: раз нельзя подрезать сзади - нужно подрезать спереди. | Мы решили: раз нельзя подрезать сзади - нужно подрезать спереди. | ||
| + | {{::3а.jpg?600|}} | ||
| О результате пишут: | О результате пишут: | ||
| - | "Как вы понимаете, эта задача была с блеском решена. И решение было столь же гениально, сколько и просто ― применили подрезку в передней нижней части крыла и уменьшили её в задней. Это идея разом ликвидировала обе проблемы (пикирования и прочности), сохранив все достоинства сверхкритического профиля. | + | "Как вы понимаете, эта задача была с блеском решена. И решение было столь же гениально, сколько и просто ― применили подрезку в передней нижней части крыла и уменьшили её в задней. Это идея разом ликвидировала обе проблемы (пикирования и прочности), сохранив все достоинства сверхкритического профиля. |
| + | |||
| + | {{::33.gif?400|}} | ||
| Теперь у инженеров появилась прямая возможность увеличить скорость полета более чем на 10% без увеличения мощности двигателей, либо увеличить прочность крыла без увеличения его массы. | Теперь у инженеров появилась прямая возможность увеличить скорость полета более чем на 10% без увеличения мощности двигателей, либо увеличить прочность крыла без увеличения его массы. | ||
| Здесь краткая история эволюции аэродинамических профилей в картинках." | Здесь краткая история эволюции аэродинамических профилей в картинках." | ||
| + | |||
| + | {{::55.gif?400|}} | ||
Инструменты страницы
Если не указано иное, содержимое этой вики предоставляется на условиях следующей лицензии: CC Attribution-Share Alike 4.0 International
