Najlepsza odpowiedź
Przeciąganie profilu zwykle składa się z dwóch typów przeciągania…. nacisk (lub Form) przeciągnij i tarcie skóry przeciągnij. Jeśli pomyślisz o tym graficznie, pomocne będzie zrozumienie różnych typów oporu. Jak sama nazwa wskazuje, kształt obiektu jest dużym czynnikiem determinującym obliczenia tego typu oporu. Tak więc profil lub obszar narażony na przepływ powietrza jest tym, co wpływa na wielkość oporu, który należy do tej kategorii. Jeśli w jakiś sposób zmniejszysz ekspozycję na przepływ powietrza, zmniejszysz ten rodzaj oporu.
Dwa rodzaje oporu, które składają się na opór profilu:
Opór tarcia skóry jest spowodowany tarciem płynu podczas przechodzenia przez skórę ciała. Jak możesz sobie wyobrazić, zwiększa się to wraz z prędkością i polem powierzchni wystawionej na działanie strumienia powietrza… .powierzchnia jest czasami nazywana „zwilżoną powierzchnią”.
Opór ciśnienia , lub jak to się często nazywa, opór kształtu, to zintegrowany efekt statycznego nacisku na zwilżoną powierzchnię obiektu.
Mam nadzieję, że to pomoże.
Odpowiedź
Jeśli warstwa graniczna oddziela się od płata, czy współczynnik siły nośnej rośnie czy maleje? Czemu? Czy siła oporu rośnie czy maleje? Dlaczego?
Aby pomóc odpowiedzieć na to pytanie, wyodrębniłem kilka obrazów z tej prezentacji wideo mojego przyjaciela i współpracownika, dr. Patricka Hanleya.
Analizuj, eksportuj i drukuj 4, 5 i 6-cyfrowe płaty NACA .
Pokazuje współczynnik siły nośnej w funkcji kąta natarcia. Taki wykres nazywa się krzywą podnoszenia. Oto krzywe siły nośnej dla trzech różnych profili.
Wszystkie osiągają maksymalny współczynnik siły nośnej przy kącie natarcia około 15 °. Po tym punkcie współczynnik siły nośnej spada. To zmniejszenie współczynnika siły nośnej nazywa się przeciągnięciem i jest spowodowane separacją w warstwie granicznej, o którą pytałeś.
Oto wykres zależności współczynnika siły nośnej od współczynnika oporu. Nazywa się to biegunem przeciągania.
Większość biegunów przeciągania nie pokazuje, co się dzieje, gdy współczynnik przeciągania poza punkt, w którym skrzydło stajnie. Ten działa i dlatego go używam.
Jeśli będziesz podążać za krzywymi w górę i nad górę, zobaczysz, że współczynniki siły nośnej osiągną maksimum (w przeciągu), a następnie zaczniesz ponownie spadać . Ale widać również, że współczynniki oporu powietrza nadal rosną. To odpowiada na inną część twojego pytania. Przeciąganie rośnie, gdy skrzydło zatrzymuje się.
Trudniejsze części pytań dotyczą tego, dlaczego. Ale spróbuję. Trudnym aspektem jest znalezienie jakichkolwiek ilustracji do zilustrowania. Niektóre znalazłem pod tym linkiem:
Problem polega na tym, że obrazy ilustrują coś, co autor pokazuje, mając do czynienia z kontrolowaniem separacji za pomocą prądu elektrycznego. O tym chodzi w adnotacji o anodzie i katodzie. Zamierzam wykorzystać obrazy i udawać, że prąd elektryczny się nie dzieje. Nadal koncepcyjnie zilustruje idee, które chcę opisać.
Po pierwsze, oto obraz dość normalnego (nierozdzielonego przepływu) nad płatem:
Nie czytałem artykułu, który się z tym zgadza, więc częściowo zgaduję. Uważam, że obszar cienia to obszar, który nie był oświetlony światłem padającym z góry. To prowadzi mnie do przekonania, że są to rzeczywiste pomiary eksperymentalne, a nie obliczone prądy. Uważam również, że przepływ jest utrzymywany przez efekt elektryczny, ponieważ notacja mówi, że anoda jest pulsacyjna. To skrzydło jest pod dość dużym kątem natarcia i bez efektu elektrycznego przepływ zostałby oddzielony. Ale chcę tylko, żebyście wyobrazili sobie, że reprezentuje to normalny przepływ nad skrzydłem. Ale miałoby to miejsce przy niższym kącie natarcia.
Co się teraz stanie, gdy otrzymamy oddzielny przepływ?
Możesz zobaczyć obszar nad tylną częścią skrzydła, w którym przepływ jest oddzielony. W tym obszarze nacisk na tę część tylną jest mniejszy niż byłby bez oddzielenia. Jest to obszar przepływu recyrkulacyjnego i jest to obszar niskiego ciśnienia. To niskie ciśnienie zwiększa opór. Zasysa powierzchnię i ma składową skierowaną do tyłu, czyli siłę oporu.
Oto trudna część. Jeśli jest to obszar niskiego ciśnienia i zasysa tylną część skrzydła, dlaczego to zwiększa podnoszenie? Trochę trudniej to wyjaśnić. W tym regionie wzrost jest większy. Jednak przepływ przez przednią część skrzydła ulega zmianie, gdy zmienia się przepływ przez tylną część.Jeśli porównasz przepływ przez przednią część skrzydła na dwóch powyższych zdjęciach, zobaczysz, że linie są bliżej siebie na pierwszym obrazie i dalej od siebie na drugim obrazie. Tutaj znajdują się obok siebie w tej samej skali:
Czerwone pole, które dodałem, pokazuje, jak przepływ jest skoncentrowany w mniejszy obszar dla przepływu po lewej stronie (brak separacji przepływu) w porównaniu z przepływem po prawej stronie, który jest zablokowany. Oznacza to, że przepływ po lewej stronie jest szybszy niż przepływ po prawej stronie. Więc nad tą górną częścią skrzydła jest więcej ssania na lewym skrzydle i mniejsze na prawym skrzydle. To znaczy, kiedy skrzydło zatrzymuje się (po prawej), przepływ zwalnia w przedniej części skrzydła. Powoduje to duże zmniejszenie siły nośnej z przodu, która przeważa nad zwiększeniem siły nośnej z tyłu skrzydła w oddzielonym obszarze. Dlatego siła nośna netto zmniejsza się wraz z oddzieleniem warstwy granicznej.
Uzbrojeni w tę wiedzę, możemy również przewidzieć, że nastąpi moment opadnięcia, gdy przepływ się rozdzieli. Większy uniesienie z tyłu i mniejszy z przodu spowoduje pochylenie nosa. Musimy znaleźć inną fabułę, aby to sprawdzić.
Oto jeden. Skopiowałem to z jakiegoś miejsca w sieci, ale jestem przekonany, że to zdjęcie pochodzi z książki „Theory of Wing Sections” autorstwa Abbotta i von Doenhoffa, więc podam to jako przypisanie.
Po lewej mamy znaną krzywą wyporu, a po prawej biegun przeciągania. Nawiasem mówiąc, zwróć uwagę, jak polar drag zatrzymuje się na przeciągnięciu. Nie pokazuje wzrostu oporu po tym punkcie. Nie wiem, dlaczego obcięli dane w ten sposób.
Ale widzimy również wykres współczynnika momentu, C\_m. na tym samym wykresie co krzywa siły nośnej. Zgodnie z konwencją definiujemy współczynnik momentu w górę jako dodatni . Widzimy, że współczynnik momentu gwałtownie spada przy kątach natarcia większych niż około 15 °, czyli wtedy, gdy to skrzydło zatrzymuje się. Dokładnie to przewidzieliśmy. To moment w dół. Dzieje się to również w przeciwnym kierunku po lewej stronie wykresu, gdy skrzydło jest do góry nogami i zatrzymuje się po tej stronie.
Cóż, to była długa i skomplikowana odpowiedź. Jestem zaskoczony, że udało mi się znaleźć w sieci wystarczająco dużo informacji, by to wszystko zilustrować. Nie spodziewałem się tego, kiedy zacząłem tę odpowiedź. Ale w końcu wyszło dobrze.