Срывное обцяканьне крыла

Праца выканана з Szu-Chuan Wang. Гэтая праца стала магчымай дзякуючы падтрымцы ВПС Упраўлення Навуковых Даследаванні.



Зрыў струменя на крыле

Зрыў непажаданае з'ява, у якім крылы самалётаў вопыт павялічыўся супраціў паветра і зніжэнне ліфта. Гэта можа прывесці да самалёт да краху.

Кабіна адбываецца, калі самалёт знаходзіцца пад занадта вялікім вуглом атакі (кут нападу кут паміж плоскасцю і кірункам палёту). Гэта можа адбыцца падчас узлёту або пасадкі, калі хуткасць палёту з'яўляецца адносна нізкім: на нізкай хуткасці аэрадынамічныя сілы з'яўляюцца адпаведна менш, і адзіны спосаб атрымаць дастаткова ліфта, каб несці вага самалёта лётаць самалёт у больш кут нападу. Калі пілот няўважлівыя дазваляе хуткасць занадта нізкая, самалёт будзе перавышаць крытычны кут нападу і стойлы адбываецца.

За ларка крыло вырабляе менш ўздым і большы супраціў; павелічэнне лабавога супраціву выклікае павелічэнне хуткасці для памяншэння далей так, што крыло вырабляе яшчэ менш пад'ёмнік. У рэчаіснасці самалёт падае з паветра. Зямля чакае ніжэй.


Чаму зрыў адбываецца

Чаму крылы зрываюцца? Гэта звязана з працэсамі ў памежным пласце, пласт позняцца паветра паблізу паверхні крыла. Для таго каб крыло, каб быць эфектыўным, паветра павінен праходзіць цалкам вакол вядучага (пярэдняга) абзе крыла. Пры занадта вялікім вугле атакі, паветра ў памежным пласце зблізку пярэдняй абзы не атрымоўваецца, што і аддзяляецца ад паверхні крыла.

Ніжэй колькасную мадэляванне, у якім глухне крыла відаць у папярочным перасеку. Пярэдні край застаецца, задняя абза правоў. Пры мадэляванні, памежны пласт прадстаўлены ў выглядзе віхур (мініяцюрныя тарнада), якія адлюстроўваюцца ў выглядзе чорных ці белых кропак, у залежнасці ад кірунку кручэння. Крыло перадае да кута нападу 30 градусаў, у выніку чаго зрываюцца:

t = 1 (пачынаецца гайданка)
У першай карціне крыло рухаецца пад невялікім кутом нападу (тут прынята роўным нулю). Варта адзначыць, што віхуры памежны пласт застаецца блізка да крыла, пакуль яны не промывают ўніз па плыні. Пры нулявым вугле атакі, няма ліфта, і ёсць трохі перацягнуць.

t = 2

t = 3
Крыло пачатку гайданкі, але віхуры памежнага пласта знаходзіцца побач з крылом. Крыло цяпер вырабляе значнае пад'ёмную сілу, і да гэтага часу мала супраціву.

t = 3.5

t = 4.25

t = 5 (заканчваецца гайданка)
Кут нападу стаў занадта вялікім. Віхуры памежны пласт аддзялілі ад верхняй паверхні крыла, і які ўваходзіць паток ўжо больш не цалкам вакол выгібу пярэдняга краю. Крыло ў тупік, у выніку чаго значны супраціў. Тым не менш, вялікая частка ўздыму застаецца, так як падзеленыя віхуры яшчэ вышэй крыла.

t = 6
Калі падзеленыя віхуры падарваны міма задняй абзы, ліфт пачынае зніжацца.

t = 7
Крыло цяпер вырабляе трохі ліфт, і шмат супраціву. Тым не менш, гэта лягчэй паветра, каб цячы вакол пярэдняй абзы крыла без ліфта, і струмень пачынае прымацаваць.

t = 7.5

t = 7.75

t = 8
Струмень у значнай ступені паўторнага падключэння, і каэфіцыент пад'ёмнай сілы (эфектыўнасць ўздыму крыла) часова адноўлена. На жаль, гэта будзе створаны новы цыкл падзелу; Акрамя таго, павелічэнне супраціву памяншае паветраную хуткасць занадта шмат, каб зрабіць шмат ліфта, нават пры добрым каэфіцыента пад'ёмнай сілы.

t = 8.5

t = 8.75

t = 9

Вось эвалюцыя каэфіцыентаў ліфт, супраціву і момант:


Як аднавіць

Для аднаўлення кабіна, пілот павінен паменшыць кут нападу назад у досыць нізкай кошту. Хоць самалёт ужо падаюць на зямлю пад вялікім вуглом, пілот павінен націснуць ручку наперад, каб падштурхнуць нос яшчэ далей. Гэта памяншае кут нападу, і, такім чынам, супраціў.

Самалёт пачынае набіраць хуткасць, спускаючыся яшчэ хутчэй. Але як толькі самалёт узяў дастатковую хуткасць, каб крыло можа зноў падтрымліваць вага самалёта, пілот цягне штурвал на зноў павялічыць кут нападу (на гэты раз знаходжанне ў дапушчальным дыяпазоне), а таксама аднаўляе ліфт крыла.

Відавочна, каб акрыяць ад ларка ўключае некаторую страту вышыні. Крамы найбольш небяспечныя на нізкіх вышынях. Магутнасць рухавіка можа дапамагчы паменшыць страту вышыні, больш хутка і таксама павялічваецца хуткасць, дапамагаючы прымацаваць паток над крылом.

Як цяжка, каб акрыяць ад ларка залежыць ад плоскасці. Некаторыя самалёты, якія цяжка аднавіць ужо прытрымлівацца шейкеры: ківаючы палку папярэджвае пілота аб тым, кабіна з'яўляецца непазбежным. Стойлы характарыстыкі таксама залежаць ад таго, як самалёт загружаны; цэнтр цяжару плоскасці павінны быць досыць далёка перамяшчэнне наперад.


Спіны

Горш версія сваливания спіна, у якім самалёт спіралі ўніз. Кабіна можа развівацца ў штопар праз напругай у момант бакавога ў той час.

Механіка спіна складаныя. У залежнасці ад плоскасці (і на шляху ён загружаны!) Гэта можа быць больш цяжкім або немагчымым аднавіць з лейцара. Аднаўленне патрабуе добрай эфектыўнасці ад апярэння самалёта; як правіла, аднаўленне ўключае ў сябе выкарыстанне руля, каб спыніць рух спінінг, у дадатак да ліфта, каб разарваць стойла. Аднак крылы могуць блакаваць паток паветра да хваста. Калі цэнтр цяжару самалёта занадта далёка назад, ён імкнецца зрабіць аднаўленне больш цяжкім. Пілот можа страціць арыентацыю ў галавакружных эфектаў спін, і ўжыеце няправільныя выпраўлення.

Нават калі самалёт добра распрацавана, загружаецца ў межах дапушчальнага дыяпазону і аднаўленне выкананы бездакорна, страту вышыні ў спін можа быць вельмі вялікім. Так кіёскаў і спіны, хутчэй за ўсё, падчас узлёту і пасадкі, можа проста не быць, што значна Вышыня даступныя. У адпаведнасці з правіламі FAA для прыватных пілотаў, кабіна падрыхтоўкі не патрабуецца, але аднаўленне спін няма. Кабіна навучанне дазваляе пілоту распазнаць насоўваецца кабіна, і прыняць меры па выпраўленні да праўдзівага стойла і, магчыма, могуць узнікнуць спін.


Shih, C., Lourenco, L., Van Dommelen, L. \& Krothapalli, A. (1992) Unsteady flow past an airfoil pitching at a constant rate. AIAA Journal 30 1153-1161.



Оригинал: http://www.eng.fsu.edu/~dommelen/research/airfoil/airfoil.html

Домашняя страница