Airfoil

egyszerűsíti a NACA 0012 szárny körül mérsékelt támadási szögben

emelési és húzási görbék egy tipikus szárnyhoz

a rögzített szárnyú repülőgépek szárnyai, vízszintes és függőleges stabilizátorai szárny alakú keresztmetszetűek, csakúgy, mint a helikopter rotorlapátjai. A légcsavarok légcsavarokban, ventilátorokban, kompresszorokban és turbinákban is megtalálhatók. A vitorlák szintén szárnyak, és a vitorlások víz alatti felületei, mint például a középlap és a gerinc, keresztmetszetükben hasonlóak, és ugyanazon elvek szerint működnek, mint a repülőgépek. Az úszó és repülő lények, sőt még sok növény és ülő szervezet is alkalmaz repülőgépeket / szárnyashajókat: gyakori példák a madárszárnyak, a halak teste és a homokdollárok alakja. A szárny alakú szárny leszorítóerőt hozhat létre egy autóban vagy más gépjárműben, javítva a tapadást.

amikor a szelet egy tárgy, például egy lapos lemez, egy épület vagy egy híd fedélzete akadályozza, az objektum ellenállást és a szélre merőleges aerodinamikai erőt tapasztal. Ez nem azt jelenti, hogy az objektum repülőszalagnak minősül. A repülőgépszárnyak rendkívül hatékony emelőformák, képesek több emelést generálni, mint az azonos terület hasonló méretű lapos lemezei, és lényegesen kevesebb húzással képesek emelést generálni. A szárnyakat fel lehet használni repülőgépek, légcsavarok, rotorlapátok, szélturbinák és egyéb repüléstechnikai alkalmazások tervezésében.

a szélcsatorna tesztelése során kapott emelési és húzási görbe a jobb oldalon látható. A görbe egy pozitív dőlésszögű szárnyat képvisel, így némi emelés nulla támadási szögben történik. A megnövekedett támadási szög mellett az emelés nagyjából lineáris kapcsolatban növekszik, amelyet az emelési görbe meredekségének neveznek. Körülbelül 18 fokban ez a szárny megáll, és a felvonó gyorsan leesik azon túl. Az emelés csökkenése a felső felületi határréteg hatásával magyarázható, amely elválasztja és nagymértékben megvastagítja a felső felületet az istálló szögében és azon túl. A megvastagodott határréteg elmozdulási vastagsága megváltoztatja a szárny tényleges alakját, különösen csökkenti annak tényleges dőlését, ami módosítja a teljes áramlási mezőt a keringés és az emelés csökkentése érdekében. A vastagabb határréteg a nyomáshúzás jelentős növekedését is okozza, így a teljes húzás hirtelen növekszik az elakadási pont közelében és azon túl.

a szárny kialakítása az aerodinamika egyik fő aspektusa. A különböző repülőhajók különböző repülési rendszereket szolgálnak fel. Az aszimmetrikus szárnyak nulla támadási szögben emelhetnek, míg a szimmetrikus szárny jobban megfelel a gyakori fordított repülésnek, mint egy műrepülő repülőgépnél. A csűrők régiójában és a szárnycsúcs közelében egy szimmetrikus szárny használható a támadási szögek tartományának növelésére a centrifugálás elkerülése érdekében. Így a szögek széles tartománya használható a határréteg elválasztása nélkül. A szubszonikus szárnyaknak kerek elülső élük van, amely természetesen érzéketlen a támadási szögre. A keresztmetszet azonban nem szigorúan kör alakú: a görbület sugara megnő, mielőtt a szárny eléri a maximális vastagságot, hogy minimalizálja a határréteg elválasztásának esélyét. Ez megnyújtja a szárnyat, és a maximális vastagság pontját visszahúzza az elülső élről.

a szuperszonikus repülőgépek sokkal szögletesebbek, és nagyon éles élük lehet, ami nagyon érzékeny a támadási szögre. A szuperkritikus szárnyszelvény maximális vastagsága közel van az elülső élhez, hogy sok hossza legyen ahhoz, hogy a szuperszonikus áramlást lassan visszavezesse a szubszonikus sebességre. Általában az ilyen transzonikus repülőgépek, valamint a szuperszonikus repülőgépek alacsony dőlésszögűek, hogy csökkentsék a légellenállást. A Modern repülőgép szárnyainak különböző szárnyszakaszai lehetnek a szárny fesztávolsága mentén, mindegyiket a szárny egyes szakaszainak körülményeihez optimalizálva.

mozgatható magasemelő eszközök, szárnyak és néha lécek, szinte minden repülőgép szárnyaira vannak felszerelve. A hátsó éllap hasonlóan működik, mint egy csűrő; azonban, szemben a csűrővel, részben visszahúzható a szárnyba, ha nem használják.

a lamináris áramlási szárny maximális vastagsága a középső dőlésvonalban van. A Navier–Stokes egyenletek lineáris rendszerben történő elemzése azt mutatja, hogy az áramlás mentén negatív nyomásgradiensnek ugyanaz a hatása, mint a sebesség csökkentésének. Tehát a középső maximális dőlés mellett lehetséges a lamináris áramlás fenntartása a szárny nagyobb százalékán, nagyobb utazósebesség mellett. Néhány felületi szennyeződés azonban megzavarja a lamináris áramlást, turbulenssé téve azt. Például a szárnyon eső esetén az áramlás turbulens lesz. Bizonyos körülmények között a szárnyon lévő rovar törmelék a lamináris áramlás kis régióinak elvesztését is okozza. A NASA 1970-es és 1980-as évekbeli kutatásai előtt a repülőgép-tervező közösség a II.világháború idején végzett alkalmazási kísérletekből megértette, hogy a lamináris áramlású szárny kialakítása nem volt praktikus a közös gyártási tűrések és felületi hiányosságok alkalmazásával. Ez a meggyőződés megváltozott, miután új gyártási módszereket fejlesztettek ki kompozit anyagokkal (pl. laminar-flow airfoils fejlesztette ki F. X. Wortmann szálerősítésű műanyagból készült szárnyakkal való használatra). Megmunkált fém módszereket is bevezettek. A NASA 1980-as évekbeli kutatása feltárta a lamináris áramlású szárny kialakításának praktikusságát és hasznosságát, és megnyitotta az utat a lamináris áramlású alkalmazások számára a modern gyakorlati Repülőgép-felületeken, a szubszonikus általános repülési repülőgépektől a transzonikus Nagy Szállító repülőgépekig, a szuperszonikus tervekig.

rendszereket dolgoztak ki a repülőgépek meghatározására – példa erre a NACA rendszer. Különböző szárnygeneráló rendszereket is használnak. Egy példa egy általános célú szárnyra, amely széles körben alkalmazható, és megelőzi a NACA rendszert, a Clark-Y. Manapság a repülőgépeket számítógépes programok segítségével speciális funkciókhoz lehet megtervezni.

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.