Лекція 4. Тема 3. Аеродинаміка елементів літального апарата.

План

1. Геометричні характеристики крила.

2. Середня аеродинамічна хорда крила (САХ)

3 Лобовий опір крила

4. Аеродинамічна якість крила

5. Поляра крила

6. Механізація крила

1. Геометричні характеристики крила.

Геометричні характеристики крила зводяться в основному до характеристик форми крила в плані і до характеристик профілю крила. Крила сучасних літаків за формою в плані можуть бути:

(Мал. 3.1):

Малий. 3.1 Форми крил у плані

еліпсоподібні (а), прямокутні (б), трапецієвидні (в), стріловидні (г) і трикутні (д).

Найкращою в аеродинамічному відношенні є еліпсоподібна форма, але таке крило складне у виробництві, тому рідко застосовується. Прямокутне крило менш вигідно з точки зору аеродинаміки, але значно простіше у виготовленні. Трапецієвидне крило по аеродинамічних характеристикам краще за прямокутний, але дещо складніше у виготовленні.

Стріловидні і трикутні в плані крила в аеродинамічному відношенні на дозвукових швидкостях поступаються трапецієвидним і прямокутним, але на близькозвукових і надзвукових мають значні переваги. Тому такі крила застосовуються тільки на літаках, що літають на близькозвукових і надзвукових

Форма крила в плані характеризується розмахом, площею подовженням, звуження стрілоподібностю (Мал. 3.2) і поперечним V (Мал. 3.3)

Мал. 3.2 Кут поперечного V крила Мал. 3.3 Геометричні характеристики крила

Розмахом крила L називається відстань між кінцями крила по прямій лінії.

Площа крила в плані S_кр обмежена контурами крила.

Площа трапецієвидного і стріловидного крил обчислює як площі двох трапецій

де b₀ - корнева хорда, м;

b_к- кінцева хорда, м;

середня хорда, м.

Подовженням крила λ називається відношення розмаху крила до середньої хорди

Якщо замість b_ср підставити його значення з рівності (2.1), то подовження крила визначатиметься за формулою:

Для сучасних надзвукових і близькозвукових літаків подовження крила не перевищує 2- 5.

Для літаків малих швидкостей величина подовження може досягати 12-15, а для планерів до 25.

Звуженням крила η називається відношення осьової хорди до кінцевої хорди

Для дозвукових літаків звуження крила зазвичай не перевищує 3, а для близькозвукових і надзвукових воно може змінюватися в широких межах.

Кутом стрілоподібності χ називається кут між лінією передньої кромки крила і поперечної віссю літака. Стрілоподібність також може бути заміряна по лінії фокусів (такою, що проходить на відстані 1/4 хорди від ребра атаки) або по іншій лінії крила. Для близькозвукових літаків вона досягає 45°, а для надзвукових - до 60°.

Кутом поперечного V крила називається кут між поперечною віссю літака і нижньої

поверхнею крила (Мал. 3.3). У сучасних літаків кут поперечного V коливається від 5° до - 15°.

Профілем крила називається форма його поперечного перерізу. Профілі можуть бути (Мал. 3.4) : симетричними і несиметричними. Несиметричні у свою чергу можуть бути двовипуклими, плосковипуклими увігнутовпуклими і .S- подібними. Сочевицеподібні і клиноподібні можуть застосовуватися для надзвукових літаків.

На сучасних літаках застосовуються в основному симетричні і двовипуклі несиметричні профілі.

Мал. 3.4 Форми профілів крила

1 - симетричний; 2 - несиметричний; 3 - плосковипуклий; 4 – двовипуклий; 5 - S-подібний;

6 - ламінізований; 7 - сочевицеподібний; 8 - ромбоподібний; 9 - Δ - подібний

Основними характеристиками профілю є: хорда профілю, відносна товщина, відносна

кривизна (Мал. 3.5).

Мал. 3.5 Геометричні характеристики профілю:

b - хорда профіля; С_макс – найбільша товщина; f _макс - стріла кривизни; х_с- координата найбільшої товщини

Хордою профілю b називається відрізок прямий, що сполучає дві найбільш видалені точки профілю.

Рис. 3.6 Кути атаки крила Рис. 3.7 Повна аеродинамічна сила і

точка її прикладання

R - повна аеродинамічна сила;

Y - підйомна сила; Q - сила лобового опору;

α- кут атаки;

θ - кут якості

Відносною товщиною профілю С називається відношення максимальної товщини С_макc до хорди, виражене у відсотках:

Положення максимальної товщини профілю Х_c виражається у відсотках від довжини хорди і відлічується від носка.

У сучасних літаків відносна товщина профілю знаходиться в межах 4-16.

Відносною кривизною профілю f називається відношення максимальної кривизни f до хорди, виражене у відсотках.

Максимальна відстань від середньої лінії профілю до хорди визначає кривизну профілю.

Середня лінія профілю проводиться на рівній відстані від верхнього і нижнього обводів профілю.

У симетричних профілів відносна кривизна дорівнює нулю, для несиметричних же ця величина відмінна від нуля і не перевищує 4.