Поляра крыла
Для расчетов летных характеристик крыла важно знать одновременное изменение Су и Сх в диапазоне летных углов атаки.
Для этой цели строится график зависимости коэффициентов Су от Сх, называемый полярой (Рисунок 3.22,а).
в
Рисунок 3.22 Принцип построения поляры крыла
Для построения поляры крыло (или его модель) продувается в аэродинамической трубе при различных углах атаки.
Выше было отмечено, что при продувках модели на аэродинамических весах замеряются величины подъемной силы Y и силы лобового сопротивления X. По формулам рассчитываются коэффициенты:
Су
=
;
Сх
=
.
После расчета коэффициентов на различных углах атаки строится график.
Построение поляры. Для построения поляры проводятся две взаимно перпендикулярные оси. По вертикальной оси откладываются значения Су, а по горизонтальной – Сх. Масштабы для Су и Сх обычно берутся разные: для Су масштаб в 5 раз крупнее, чем для Сх. Значение угла атаки проставляется рядом с данной точкой.
Название «поляра» данный график получил потому, что эту кривую можно рассматривать как полярную диаграмму, построенную в координатах коэффициента полной аэродинамической силы СR и угла , где - угол наклона полной аэродинамической силы R к направлению скорости набегающего потока (рис3.22,в).
Если из начала
координат (Рисунок 3.22), провести вектор
к любой точке на поляре, то он будет
представлять собой диагональ
прямоугольника, стороны которого
соответственно равны векторам
y
и
x.
Угол, заключенный между векторами
R
и
y
представляет
собой угол качества
θ (Рисунок3.22.б).
Анализ поляры. По поляре крыла можно определить ряд характерных углов атаки и значений коэффициентов на них.
-Угол атаки нулевой подъемной силы о находится на пересечении поляры с осью Сх, так как для этой точки Сy = 0.
-Угол атаки, на котором Сх имеет наименьшую величину, находится проведением касательной к поляре, параллельной оси Сy. Для современных крыльевых профилей этот угол заключен в диапазоне от 0 до 1°.
-Наивыгоднейший
угол наив.
На наивыгоднейшем угле атаки
аэродинамическое качество крыла
максимальное, а угол качества
будет минимальным.
Для определения наив нужно провести касательную к поляре из начала координат. Точка касания будет соответствовать θмин, наив. Для современных крыльев наив составляет 4 - 6°.
-Критический угол атаки крит. Для определения критического угла атаки необходимо провести касательную к поляре, параллельную оси Сх. Точка касания будет соответствовать крит. Для крыльев современных самолетов крит составляет от 15 до 200.
-Углы атаки с одинаковым аэродинамическим качеством находятся проведением секущей к поляре из начала координат. В точках пересечения находятся углы атаки и , на которых аэродинамическое качество будет одинаково, но меньше Кмакс.
Вывод: С помощью поляры рассчитываются многие летные характеристики крыла и самолета.