AVmodels.ru - информация о моделях самолетов, моторах, аппаратуре радиоуправления
 
AVmodels.ru - модели самолетов
 

авиамоделизм - мир увлеченных

Главная
Авиамодели
Двигатели
Топливо
Воздушный винт
Статьи
Обратная связь
Каталог ссылок
Барахолка
Фотогалерея
Форум

Вам обязательно нужно скачать CCleaner для windows 7 на сайте и тогда в системе не будет мусора.

  Главная > Модели > Аэродинамика планера

Исследование аэродинамики свободного полета.


Дорогие друзья! Приветствую всех, кто решил потратить немного своего драгоценного времени на чтение моего скромного опуса.

Настало время поделиться с заинтересованной общественностью результатами небольшого исследования, проведенного группой энтузиастов на базе Харьковского государственного аэрокосмического университета.

Общеизвестен факт, что шарик для игры в гольф, имеющий на своей поверхности, так называемую «искусственную шероховатость» залетает намного дальше гладкого. Это явление довольно долго не давало покоя не только мне. Сотрудники ХАИ любезно предоставили нам возможность выполнить несколько продувок в аэродинамической трубе, за что им большое человеческое СПАСИБО! Особая благодарность заведующему кафедрой аэро-гидродинамики Чмовж Виталию Витальевичу за поддержку и квалифицированную помощь.

С самого начала мы наивно полагали, что причиной увеличения дальности является снижение сопротивления. Для того чтобы подтвердить или опровергнуть эту версию были изготовлены два макета крыла с одинаковыми профилями и отличающимися только рельефом поверхности - один гладкий, второй шероховатый (и сверху и снизу).

В качестве испытуемого был выбран профиль от действующей модели с характеристикой 6457, предложенный в 1981 г. Виктором Исаенко.


Для визуального сравнения ниже приведены профили Макарова – Кочкарева и Бенедек 6356в. Заранее приношу извинения за возможные неточности. Изображение получено из трофейного шаблона.

Вопреки всем нашим ожиданиям никаких видимых изменений по сопротивлению весы не зафиксировали.

Кое - кого из нашей команды пробило даже на глубокое разочарование (мол-де все это фигня и пустая трата времени). Признаюсь - и меня тоже. Но, каким- то непостижимым образом, шероховатый макет показал увеличение коэффициента подъемной силы (Су) на малых скоростях ( V=3-5 м/с). Эта формулировка не совсем корректна с точки зрения точной науки. Но я сознательно буду избегать таких терминов как число Рейнольдса и пр., т.к. для человека далекого от этих научных тонкостей такие слова могут показаться ругательными. Да простят мне научные работники мои неточные высказывания.

Виталий Витальевич настоял на дальнейших экспериментах. Возникло предположение, что искусственная шероховатость работает просто в качестве турбулизатора. Казалось - бы: чего проще? Приклей турбулизатор на уже имеющийся гладкий макет и сравни с шероховатым. Вот Вам и ответы на все вопросы.

Да не тут-то было. Снова ОБЛОМ! Никакой реакции на наличие турбулизатора. Я махнул рукой: "Делайте что хотите". (Начался сезон). С этого момента к работе активно подключились студенты и (следует отдать им должное) небезрезультатно. В одно прекрасное летнее утро раздается телефонный звонок и мне говорят: " Пацаны! А турбулизатор - то Вы лепите не тот и не совсем там. А точнее: совсем НЕ ТАМ".

Ребята провели серьезную работу по подбору геометрии и места расположения турбулизатора на крыле. Оказывается, что большинство турбулизаторов, которые мы видим на поле, - просто не работают и приклеены, не более чем, как дань традиции или для успокоения души. Эффективным, для данного профиля, оказался турбулизатор, размещенный на расстоянии 7% от передней кромки крыла, имеющий прямоугольное сечение, толщиной 0,6 мм. Причем и толщина и расположение по хорде - очень критичны. При толщине 0,5 он вовсе "исчезает". При 0,7-начинает нарастать сопротивление. (Это очевидно связано с толщиной пограничного слоя). Но, это не более чем мое личное предположение. Сдвиг по хорде более чем на 1% (это 1,5 мм в корневой части крыла) также приводит к полной потере эффективности. Эта фраза тоже некорректна. Турбулизатор - либо "ЕСТЬ", либо его "НЕТ".

Все это вовсе не означает что турбулизатор ненужен. Напротив: в результате длительного творческого поиска удалось увеличить критический угол атаки испытуемого крыла на 7%, что повлекло за собой увеличение Су (мах) почти на столько же.

Настало время сравнить все это с шероховатым крылом. Удивительно! Но шероховатое крыло дает увеличение критического угла атаки на 12%. (Это при полном отсутствии "творческого поиска"). Было построено "мягкое" крыло с шероховатостью только на лобовой части крыла (до лонжерона). Результат тот же. Это значительно облегчает процесс конструирования и постройки модели. Задача сводится к изготовлению шероховатого дибокса.

А в остальном конструкция имеет право быть традиционной (нервюры, обшивка и п,р.).

Обязан по ходу дела разрешить многочисленные споры по поводу существенного аэродинамического преимущества "твердого" крыла: ЕГО НЕТ. Во всяком случае приборы эту "существенную" разницу зафиксировать не могут. Вовсе не пытаюсь "занехаять", вполне имеющую право на жизнь, очень хорошую, передовую, технологически продвинутую конструкцию. Как технолог по профессии - просто ПРЕКЛОНЯЮСЬ. Да и воспроизвести такой старт на мягком крыле - просто невозможно по причине большой разницы в конструктивной жесткости. Я только констатирую сухие, упрямые цифры.

Кстати: при продувке мягкого крыла на больших скоростях (более 20 м/с) - действительно возникает характерный неприятный звук, но ожидаемого прироста сопротивления - нет.

Все мои попытки огласить результаты встречают один и тот же вопрос: "А как все это выглядит в случае LDA?. Когда человек не знает, что ответить - он говорит: "Хороший вопрос!". Сам себе удивляюсь, но, набравшись мужества и терпения, пришлось построить еще два макета (на сей раз оба с мягкой обшивкой). В качестве испытуемого был выбран профиль предложенный спортсменом А.Трофименко.

Поиск оптимального положения турбулизатора вызвал сомнения в целесообразности его использования вообще на профилях этой серии. Картинка даже не нуждается в комментариях. А, вот искусственная шероховатость, как это ни странно, производит тот же эффект, что и на профилях классической серии.

Не менее интересными оказались эксперименты по исследованию влияния толщины задней кромки на аэродинамические характеристики профиля. Вообще-то этот вопрос и не должен вызывать никаких сомнений (конечно - острая кромка лучше!). Но по причине устоявшихся конструктивных особенностей мы закрываем глаза на эти мелкие, на наш взгляд, моменты.

Должен признаться, что такой задачи вообще сначала никто и не ставил. Тема возникла, можно сказать, случайно. Просто в процессе заформовки твердого макета был допущен небольшой брачок (хлопун на обшивке). Пришлось изготовить второй. Бракованный макет выбрасывать жалко, технологический припуск по задней кромке никто даже и снимать не стал. Так макет и провалялся на полке до тех пор, пока научному руководителю не пришло в голову его продуть. Я возражал против дурной работы: Все равно на моделях общепринятой конструкции (а таких большинство) никто такие кромки делать не будет, потому что это очень сложно реализовать конструктивно.

Затянувшееся противостояние разрядил спортсмен из России Григорий Горбач, неожиданно озвучивший свое намерение построить резиномоторную модель с острыми кромками. Решили продуть, хотя бы для того, что бы убедиться в нецелесообразности этой затеи. Результат, мягко говоря, произвел впечатление: легкий шок, немая сцена и гробовое молчание. Первый вопрос: "Пацаны! А там ли мы копаем?"

Разница в лобовом сопротивлении двух абсолютно одинаковых макетов (классический профиль) отличающихся только задними кромками (0,6 и 0,1мм) составила 11% на скорости 25 м/с. В случае LDA эта разница составляет 28%. Это объяснимо: профили LDA обладают собственным сопротивлением намного меньшим, чем профили классической серии. А сопротивление донного среза обтекаемого предмета мало зависит от его формы. В нашем случае оно, видимо, зависит только от толщины задней кромки и от размаха крыла, и в первом приближении его можно считать величиной постоянной. Поэтому и его доля в случае обтекания предмета, обладающего меньшим сопротивлением, настолько велика.

В этом месте произошло разрушение макета. Поэтому кривая не закончена.

Должен заметить, что несколько моделей со всеми этими инновациями уже построены и проходят летные испытания. К огромному моему огорчению модель крестного отца острых кромок была угнана в феврале по причине остановки таймера.

С сентября 2012г. Проводит испытания резиномоторной модели член Украинской сборной Игорь Вивчар.

В состоянии постройки таймерная модель Олега Гришкова ( раскладушка с искусственной шероховатостью и острыми кромками).

Строит планер спортсмен из России Леонид Анохин.

Планер с искусственной шероховатостью члена Ураинской сборной Василия Бесчасного уже в феврале этого года летал на Кубке Америки.

К началу сезона будут иметь шероховатые LDAшки с острыми кромками Украинцы: Александр Трофименко, Олег Пшеничный и Виктор Чигирь.

Ведутся работы по постройке F-1-H, F-1-P, F-1-B для юношеской сборной Украины под руководством тренера Мозырского В.Р.


Юрий Авдеев 2013г. f1u.org

Обсудить на форуме

Ваша реклама


Copyright © 2007-2017 «AVmodels.ru»
Использование материалов сайта разрешается только с указанием ссылки на первоисточник.