|
Полная аэродинамическая сила крыла. Согласно третьему закону Ньютона сила воздействия крыла на воздух равна силе воздействия воздушного потока на крыло. Эта силаполучиланазваниеполнойаэродинамическойсилы R крыла.
Если обтекание крыла имеет симметричный характер, то направление силы R совпадает с направлением невозмущенного потока (рис. 17, а). В общем случае при несимметричном обтекании направление силы R не совпадает с направлением невозмущенного потока (рис. 17,6). Точка пересечения линии действия силы R с хордой называется центром давления (ЦД). Координата ЦД относительно носка профиля обозначается через Xд (рис. 17, б).
Рис. 17. Полная аэродинамическая сила крыла:
а – при симметричном обтекании, б – при несимметричном обтекании (здесь и далее знак «+» означает повышенное давление воздуха по сравнению с давлением окружающей атмосферы, знак «?» – пониженное давление)
Рассмотрим причины возникновения полной аэродинамической силы в случае несимметричногообтеканиякрыла.
Профилькрыладеформируетнабегающийнанегопотоквоздухатакимобразом, чтона верхнейповерхностикрыласкоростьобтеканиявозрастает, адавлениевоздухауменьшается. Нанижнейповерхностикрылакартинаобратная – скоростьобтеканияуменьшается, а давлениевозрастает. Передноскомкрылапотоктормозится, поэтому вданнойзонедавлениевоздухаповышается, азазаднейкромкойкрыла, гдепотоквоздухаотрывается, возникаетобластьразряжения.
Силовоевоздействиевоздушногопотоканакрылопроявляетсянетольковвидедав
ления, нотакжеиввидетрениявоздухавпограничномслое. Отобщеговоздействияраз
ностидавленийвоздухаподинадкрылом, передкрыломизаним, атакжетрениявпогра
ничномслоеобразуетсяполнаяаэродинамическаясилакрыла.
Формуладляопределениясилы R выглядитследующимобразом:
V2
R = C ? S ??? или R = CR ? S ? q,
R
2
V2
где: q =? ? – скоростной напор, СR–коэффициент полной аэродинамической силы
2
крыла, зависящий от угла атаки, формы профиля, формы крыла в плане, состояния
(шероховатости) поверхности крыла и др , S – площадь крыла, ? – плотность
воздуха, V – скоростьнабегающегопотокавоздуха.
Полную аэродинамическую силу R удобно разложить на два направления: вдоль потокаиперпендикулярноему (см. рис. 17, б).
Составляющую полной аэродинамической силы R направленную вдоль потока воздуха в сторону, противоположную направлению движения крыла, обозначают через Q и называютсилойлобовогосопротивления.
Составляющую полной аэродинамической силы, направленную перпендикулярно к набегающемупотоквоздуха, обозначаютчерез Y иназываютподъемнойсилой.
Рассмотримболееподробноэтисоставляющиеполнойаэродинамическойсилы.
Подъемная сила крыла. Причиной возникновения подъемной силы является разность давлений воздуха на верхней и нижней поверхности крыла. При симметричном профиле крыло на нулевом угле атаки не создает подъемной силы вследствие симметричности обтекания сверху и снизу крыла (см. рис. 17, а). У несимметричного (выпуклого) профиля подъемная сила может быть равной нулю только при некотором отрицательном угле атаки
|
