Airfoil

raționalizează în jurul unui airfoil NACA 0012 la un unghi moderat de atac

curbe de ridicare și tragere pentru o aripă tipică

aripile, stabilizatoarele orizontale și verticale ale unei aeronave cu aripă fixă sunt construite cu secțiuni transversale în formă de aripă, la fel ca și palele rotorului elicopterului. Foliile de aer se găsesc și în elice, ventilatoare, compresoare și turbine. Pânzele sunt, de asemenea, aripi aeriene, iar suprafețele subacvatice ale bărcilor cu pânze, cum ar fi placa centrală și chila, sunt similare în secțiune transversală și funcționează pe aceleași principii ca și aripile aeriene. Înot și care zboară creaturi și chiar multe plante și organisme sesile folosesc airfoils / hidrofoils: exemple comune fiind aripi de pasăre, corpurile de pește, și forma de nisip de dolari. O aripă în formă de aripă poate crea forță de forță pe un automobil sau alt autovehicul, îmbunătățind tracțiunea.

când vântul este obstrucționat de un obiect, cum ar fi o placă plană, o clădire sau puntea unui pod, obiectul va experimenta drag și, de asemenea, o forță aerodinamică perpendiculară pe vânt. Acest lucru nu înseamnă că obiectul se califică drept o aripă. Airfoils sunt forme de ridicare extrem de eficiente, capabile să genereze mai multă ridicare decât plăcile plate de dimensiuni similare din aceeași zonă și capabile să genereze ridicare cu o rezistență semnificativ mai mică. Avioanele au potențial de utilizare în proiectarea aeronavelor, elicelor, paletelor rotorului, turbinelor eoliene și a altor aplicații ale ingineriei aeronautice.

o curbă de ridicare și tracțiune obținută în testarea tunelului eolian este afișată în partea dreaptă. Curba reprezintă o aripă cu o camber pozitivă, astfel încât o anumită ridicare este produsă la unghiul zero de atac. Cu un unghi de atac crescut, ridicarea crește într-o relație aproximativ liniară, numită panta curbei de ridicare. La aproximativ 18 grade această aripă se oprește, iar ridicarea cade rapid dincolo de asta. Scăderea ascensorului poate fi explicată prin acțiunea stratului limită de suprafață superioară, care separă și se îngroașă foarte mult pe suprafața superioară la și dincolo de unghiul standului. Grosimea de deplasare a stratului limită îngroșat modifică forma efectivă a paletei, în special reduce camberul său efectiv, ceea ce modifică câmpul total de curgere astfel încât să reducă circulația și ascensorul. Stratul limită mai gros determină, de asemenea, o creștere mare a rezistenței la presiune, astfel încât rezistența generală crește brusc în apropierea și dincolo de punctul de blocare.

designul paletei este o fațetă majoră a aerodinamicii. Diverse avioane servesc diferite regimuri de zbor. Aripile aeriene asimetrice pot genera ridicare la unghiul zero de atac, în timp ce o aripă simetrică se poate potrivi mai bine zborului inversat frecvent ca într-un avion acrobatic. În regiunea eleronilor și în apropierea vârfului aripii, o aripă simetrică poate fi utilizată pentru a crește gama de unghiuri de atac pentru a evita oprirea. Astfel, o gamă largă de unghiuri pot fi utilizate fără separarea stratului limită. Avioanele subsonice au o margine rotundă, care este în mod natural insensibilă la unghiul de atac. Cu toate acestea, secțiunea transversală nu este strict circulară: raza de curbură este mărită înainte ca aripa să atingă grosimea maximă pentru a minimiza șansa de separare a stratului limită. Aceasta alungește aripa și deplasează punctul de grosime maximă înapoi de la marginea anterioară.

foliile aeriene supersonice au o formă mult mai unghiulară și pot avea o margine de vârf foarte ascuțită, care este foarte sensibilă la unghiul de atac. O aripă supercritică are grosimea maximă aproape de marginea anterioară pentru a avea multă lungime pentru a șoca încet fluxul supersonic înapoi la viteze subsonice. În general, astfel de folii aeriene transonice și, de asemenea, foliile aeriene supersonice au o camber scăzută pentru a reduce divergența de tracțiune. Aripile moderne ale aeronavelor pot avea secțiuni diferite ale aripii de-a lungul întinderii aripii, fiecare optimizată pentru condițiile din fiecare secțiune a aripii.

dispozitive mobile de ridicare înaltă, clapete și uneori șipci, sunt montate pe avioane pe aproape fiecare aeronavă. O clapetă de margine finală acționează similar cu un eleron; cu toate acestea, acesta, spre deosebire de un eleron, poate fi retras parțial în aripă dacă nu este utilizat.

o aripă cu flux laminar are o grosime maximă în linia mijlocie a camberului. Analizând ecuațiile Navier-Stokes în regimul liniar arată că un gradient de presiune negativă de-a lungul fluxului are același efect ca reducerea vitezei. Deci, cu camberul Maxim în mijloc, este posibilă menținerea unui flux laminar pe un procent mai mare al aripii la o viteză de croazieră mai mare. Cu toate acestea, o anumită contaminare a suprafeței va perturba fluxul laminar, făcându-l turbulent. De exemplu, cu ploaie pe aripă, fluxul va fi turbulent. În anumite condiții, resturile de insecte de pe aripă vor provoca și pierderea unor regiuni mici de flux laminar. Înainte de cercetările NASA din anii 1970 și 1980, comunitatea de proiectare a aeronavelor a înțeles din încercările de aplicare din epoca celui de-al doilea război mondial că modelele de aripi cu flux laminar nu erau practice folosind toleranțe comune de fabricație și imperfecțiuni de suprafață. Această credință s-a schimbat după ce au fost dezvoltate noi metode de fabricație cu materiale compozite (de exemplu, folii aeriene cu flux laminar dezvoltate de F. X. Wortmann pentru utilizare cu aripi din plastic armat cu fibre). Au fost introduse și metode metalice prelucrate. Cercetările NASA din anii 1980 au dezvăluit practicitatea și utilitatea proiectelor de aripi cu flux laminar și au deschis calea aplicațiilor cu flux laminar pe suprafețele practice moderne ale aeronavelor, de la aeronavele de aviație generală subsonică la aeronavele transonice de transport mare, la proiectele supersonice.

au fost concepute scheme pentru a defini foile de aer – un exemplu este sistemul NACA. De asemenea, sunt utilizate diferite sisteme de generare a aripilor. Un exemplu de aripă de uz general care găsește o aplicație largă și datează dinainte sistemul NACA, este Clark–Y. Astăzi, avioanele pot fi proiectate pentru funcții specifice prin utilizarea programelor de calculator.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată.