Gesimas Sparno Skerspjūvius

Darbas atliekamas su Szu-Chuan Wang. Šis darbas tapo įmanoma paramos KOP Biuro Mokslinio Tyrimo.


Sparnas gardas

Gardų yra nepageidautinas reiškinys, kai orlaivių sparnus patirtis padidėjo oro pasipriešinimą ir sumažėjo liftas. Tai gali sukelti lėktuvo katastrofos.

Gardų atsitinka, kai plokštuma yra pagal per didelė kurio priepuolio (puolimo kampas tarp plokštumos ir skrydžio krypties kampas) kampas. kilimo ar tūpimo metu jis gali įvykti, kai skrydžio greitis yra gana žemas: mažu greičiu aerodinaminės jėgos atitinkamai mažesni, ir vienintelis būdas gauti pakankamai liftas nešti svorį lėktuvas skristi į lėktuvą ne didesnis atakos kampas. Jei neatidus pilotas leidžia greitis gauti per mažas, kad lėktuvas bus viršyti kritinių atakos kampas ir prekystalio atsiranda.

Dėl kiosko sparnas generuoja mažiau liftas ir daugiau pasipriešinimą; padidėjęs pasipriešinimas sukelia greitį dar labiau sumažinti taip, kad sparnas gamina net mažiau liftas. Tiesą sakant, lėktuvas patenka iš oro. Pirmame laukia toliau.

Kodėl gardas įvyksta

Kodėl sparnai vilkinti? Tai yra dėl to procesų kontūro sluoksnis, iš uždelsto veikimo oro sluoksnio šalia sparno paviršiaus. Tam, kad sparnas būtų veiksminga, oro turi visiškai tekėti aplink pirmaujančių (priekiniai) krašto kraštų. Pernelyg didelis kaip atakos kampo, į pasienio sluoksnyje šalia priekinio krašto oro nepavyksta, kad ir jis atsiskiria nuo sparno paviršiaus.

Žemiau yra skaitinis modeliavimas, kurioje jis pats neužges sparnas yra vertinamas skerspjūvio. Priekinis kraštas kairę, galinis kraštas yra teisinga. Modeliavime, kontūro sluoksnis yra pristatomas kaip sūkurių (miniatiūriniai tornados), kurie yra pateikti kaip juodos arba baltų taškų, priklausomai nuo sukimosi kryptimi. Sparnas ištempė iki tam tikros atakos 30 laipsnių kampu, todėl kiosko:

 t = 1 (prasideda pristatymas)

Pirmo kadro sparnas juda nedideliu atakos kampu (čia, kuris laikomas nulio). Atkreipkite dėmesį, kad Paribio sluoksnis sūkuriai išlikti artimas krašto tol, kol jie yra išplaunami pasroviui. Esant nulinei atakos kampas, nėra lifto, ir yra mažai vilkite.

 t = 2

 t = 3

Sparnas pradėjo pitching į viršų, tačiau pasienio sluoksnio sūkuriai artima kraštų. Sparnas yra dabar gamina didelį kėlimo jėgai, ir dar šiek tiek pasipriešinimą.

 t = 3.5

 t = 4.25

 t = 5 (baigiasi pitching)

Atakos kampas tapo per didelis. Paribio sluoksnio sūkuriai yra atskirta nuo viršutinio paviršiaus pusės, ir įeinantis srautas daro ne ilgiau lenkimo visiškai aplink priekinį kraštą. Sparnas yra vilkinamas, todėl didelį pasipriešinimą. Tačiau, daug lifto išlieka, nes atskirta sūkuriai yra dar virš sparno.

 t = 6

Kai atskirti sūkuriai yra prapūsti pro užpakalinės briaunos, liftas pradeda užsnūsti.

 t = 7

Sparnas yra dabar gamina mažai liftas, ir daug pasipriešinimo. Tačiau, ji yra oras lengviau tekėti aplink priekinio krašto sparno formos be lifto, ir srautas prasideda iš naujo pridėti.

 t = 7.5

 t = 7.75

 t = 8

Srautas iš esmės reattached, o liftas koeficientas (kėlimo efektyvumas sparno) laikinai atstatytas. Deja, tai bus įsteigti naują ciklą atskyrimo; Be to, padidėjo vilkite sumažina oro greitis per daug gaminti daug liftas, net už gerą kėlimo koeficientą.

 t = 8.5

 t = 8.75

 t = 9

Štai lifto, vilkite ir momentų koeficientų evoliucija:

  

Kaip susigrąžinti

Išieškoti iš gardo, pilotas turi sumažinti atakos kampą atgal į pakankamai mažos vertės. Nors lėktuvas jau krenta į žemę pagal stataus kampo, pilotas turi stumti lazdas į priekį stumti nosį dar labiau žemyn. Tai sumažina atakos kampą, taigi ir pasipriešinimą.

Lėktuvas pradeda įlaipinami greitis, žemyn dar greičiau. Bet kaip tik lėktuvas pakėlė pakankamai greitį taip, kad sparnas gali vėl remti plokštumoje svorio, pilotas išsitraukia atgal ant pagaliuko vėl padidinti atakos kampas (šį kartą lankantis leistino diapazono), ir vėl sparno liftas.

Akivaizdu, kad susigrąžintų iš gardo yra šiek tiek aukščio praradimą. Parduotuvės yra labiausiai pavojingas nedideliame aukštyje. Variklio galia gali padėti sumažinti aukščio praradimo, didinant greitį greičiau, o taip pat padedant uždėkite virš sparno srautą.

Kaip sunku atsigauti nuo kiosko priklauso nuo lėktuvo. Kai lėktuvai, kurie yra sunku atsigauti jau klijuoti įtakingi: drebulys Stick įspėja pilotą, kad gardas yra neišvengiamas. Kiosko savybės taip pat priklauso nuo to, kaip lėktuvas yra pakrautas; sunkio plokštumoje centras turi būti pakankamai toli nurodantį.

Sukiniai

Prastesni versija kioske yra nugara, kuriame lėktuvas spirale žemyn. Gardo gali išsivystyti į nugaros sukuriant sidewise metu krūvio netinkamu laiku.

Iš nugaros mechanika yra sudėtingos. Priklausomai nuo plokštumos, (ir nuo to, kaip įdėto!) Ji gali būti sunkiau arba neįmanoma atsigauti nuo nugaros. Išieškojimas reikia geros efektyvumą nuo uodegos paviršių plokštumoje; paprastai atsigavimas susijęs su vairo naudotis sustabdyti gręžimo judesio, be lifto pertrauka kioske. Tačiau sparnai gali blokuoti oro srovę į uodegą. Jei svorio lėktuvo centras yra per toli atgal, jis yra linkęs padaryti išieškojimo sunkiau. Pilotas gali gauti sutriktų iki svaiginančio poveikio nugara ir taikyti klaidingą pataisymus.

Net jei lėktuvas yra gerai suprojektuoti, pakrautas neviršytų leistinos diapazone ir atkūrimas vykdomas nepriekaištingai, aukštis nuostoliai nugara gali būti labai didelis. Nuo prekystalių ir sukasi greičiausiai kilimo ir tūpimo metu, ten tiesiog gali būti, kad daug aukštis neprieinama. Pagal FAA taisyklių privačių pilotų, gardas mokymas privalomas, bet nugara susigrąžinimas yra ne. Gardų mokymas leidžia pilotas, atpažinti artėjantį gardas, ir imtis korekcinių priemonių iki tikrosios kioske, o gal gali pasireikšti nugara.


Shih, C., Lourenco, L., Van Dommelen, L. \\& Krothapalli, A. (1992) Netvirtas srautas praeitis yra aerodinaminiam pitching pastoviu greičiu. AIAA Journal 30 1153-1161.


Originalus anglų kalba http://www.eng.fsu.edu/~dommelen/research/airfoil/airfoil.html
Pagrindinis puslapis