Airfoil

effektiviserar runt en NACA 0012 airfoil vid måttlig angreppsvinkel
lyft-och dragkurvor för en typisk flygblad

ett flygplan med fasta vingar, horisontella och vertikala stabilisatorer är byggda med flygbladsformade tvärsnitt, liksom helikopterrotorblad. Airfoils finns också i propellrar, fläktar, kompressorer och turbiner. Segel är också flygblad, och segelbåtarnas undervattensytor, såsom mittbräda och köl, liknar tvärsnitt och fungerar på samma principer som flygblad. Simning och flygande varelser och till och med många växter och sessila organismer använder flygblad/bärplansbåtar: vanliga exempel är fågelvingar, fiskens kroppar och formen av sanddollar. En vingformad vinge kan skapa downforce på en bil eller annat motorfordon, vilket förbättrar dragkraften.

När vinden hindras av ett föremål som en platt platta, en byggnad eller däck på en bro, kommer objektet att uppleva drag och även en aerodynamisk kraft vinkelrätt mot vinden. Detta betyder inte att objektet kvalificerar sig som en flygblad. Airfoils är högeffektiva lyftformer, som kan generera mer lyft än platta plattor av samma storlek i samma område och kan generera lyft med betydligt mindre drag. Flygplan har potential att användas vid konstruktion av flygplan, propellrar, rotorblad, vindkraftverk och andra tillämpningar av flygteknik.

en lyft-och dragkurva erhållen vid vindtunnelprovning visas till höger. Kurvan representerar en airfoil med en positiv camber så en del lyft produceras vid noll angreppsvinkel. Med ökad angreppsvinkel ökar hissen i ett ungefär linjärt förhållande, kallat lutningen på lyftkurvan. Vid ungefär 18 grader stannar denna flygblad, och hissen faller snabbt bortom det. Droppen i hissen kan förklaras av verkan av det övre ytgränsskiktet, som separerar och kraftigt tjocknar över den övre ytan vid och förbi stallvinkeln. Det förtjockade gränsskiktets förskjutningstjocklek förändrar flygfoliens effektiva form, i synnerhet minskar den dess effektiva camber, vilket modifierar det totala flödesfältet för att minska cirkulationen och hissen. Det tjockare gränsskiktet orsakar också en stor ökning av tryckmotståndet, så att det totala motståndet ökar kraftigt nära och förbi stallpunkten.

Airfoil design är en viktig aspekt av aerodynamik. Olika flygblad tjänar olika flygregimer. Asymmetriska airfoils kan generera lyft vid noll angreppsvinkel, medan en symmetrisk airfoil bättre kan passa frekvent inverterad flygning som i ett aerobatiskt flygplan. I området av skevroder och nära en vingspetsen en symmetrisk flygblad kan användas för att öka utbudet av angreppsvinklar för att undvika spin–stall. Således kan ett stort antal vinklar användas utan gränsskiktsseparation. Subsoniska flygblad har en rund framkant, som är naturligt okänslig för angreppsvinkeln. Tvärsnittet är dock inte strikt cirkulärt: krökningsradien ökas innan vingen uppnår maximal tjocklek för att minimera risken för separering av gränsskiktet. Detta förlänger vingen och flyttar punkten med maximal tjocklek tillbaka från framkanten.

Supersonic airfoils är mycket mer vinklade i form och kan ha en mycket skarp framkant, som är mycket känslig för angreppsvinkel. En superkritisk airfoil har sin maximala tjocklek nära framkanten för att ha mycket längd för att långsamt chocka det supersoniska flödet tillbaka till subsoniska hastigheter. I allmänhet har sådana transoniska flygblad och även de supersoniska flygbladen en låg camber för att minska dragdivergensen. Moderna flygplansvingar kan ha olika flygplanssektioner längs vingespänningen, var och en optimerad för förhållandena i varje sektion av vingen.

rörliga höglyftanordningar, klaffar och ibland lameller, är monterade på flygplan på nästan alla flygplan. En bakkantflik fungerar på samma sätt som en skevroder; emellertid kan den, i motsats till en skevroder, dras in delvis i vingen om den inte används.

en laminär flödesvinge har en maximal tjocklek i den mellersta kammarlinjen. Analys av Navier-Stokes-ekvationerna i den linjära regimen visar att en negativ tryckgradient längs flödet har samma effekt som att minska hastigheten. Så med maximal camber i mitten är det möjligt att upprätthålla ett laminärt flöde över en större andel av vingen vid högre marschfart. En viss ytförorening kommer emellertid att störa det laminära flödet, vilket gör det turbulent. Till exempel, med regn på vingen, kommer flödet att vara turbulent. Under vissa förhållanden kommer insektsskräp på vingen att orsaka förlust av små områden av laminärt flöde också. Innan NASA: s forskning på 1970-och 1980-talet förstod flygplansdesigngemenskapen från applikationsförsök under andra världskriget att laminära flödesvingsdesigner inte var praktiska med vanliga tillverkningstoleranser och ytfel. Denna tro förändrades efter att nya tillverkningsmetoder utvecklades med kompositmaterial (t.ex. laminärflödesflygplan som utvecklats av FX Wortmann för användning med vingar av fiberförstärkt plast). Bearbetade metallmetoder introducerades också. NASA: s forskning på 1980-talet avslöjade användbarheten och användbarheten av laminärflödesvingdesign och öppnade vägen för laminärflödesapplikationer på moderna praktiska flygplansytor, från subsoniska allmänna flygplan till transoniska stora transportflygplan, till supersoniska mönster.

scheman har utformats för att definiera flygblad-ett exempel är NACA-systemet. Olika flygplansgenereringssystem används också. Ett exempel på ett allmänt ändamål flygblad som finner bred tillämpning, och pre–datum NACA systemet, är Clark-Y. Idag kan flygplan utformas för specifika funktioner med hjälp av datorprogram.

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras.