Аэродинамическое качество крыла

Аэродинамическое качество крыла – это отношение подъемной силы крыла к его лобовому сопротивлению или отношение коэффициентов этих сил для данного угла атаки.

Это отношение показывает, во сколько раз при данном угле атаки подъемная сила крыла больше силы лобового сопротивления, т.е. характеризует степень аэродинамического совершенства крыла.

K =

Величина аэродинамического качества зависит от тех же факторов, что и коэффициенты аэродинамических сил C_ya и C_xa (от угла атаки, формы профиля крыла, формы крыла в плане и обработки поверхности крыла).

По поляре =tgθ, но =К, следовательно, К= tgθ

Как видно из поляры, при наивыгоднейшем угле атаки угол _max , следовательно, и аэродинамическое качество максимально:

График зависимости аэродинамического качества К от угла атаки имеет вид:

Рис. 2.19. График зависимости К(α)

Определить величину аэродинамического качества по формуле К= tgθ можно в том случае, если при построении поляры масштабы С_y и C_X одинаковы.

Величина аэродинамического качества К во многом зависит от геометрических характеристик крыла.

С увеличением относительной толщины и относительной кривизны аэродинамическое качество
К уменьшается, т.к. коэффициент лобового сопротивления С_X растет быстрее, чем коэффициент подъемной силы С_Y .

С увеличением λ уменьшается коэффициент ирдуктивного сопротивления C_Xi (C_Xi = ), что приводит к повышению аэродинамического качества.

Чем лучше обработана поверхность крыла, тем больше аэродинамическое качество К.

Влияние угла стреловидности на несущую
способность крыла

Несущие свойства стреловидного крыла меньше, чем прямого. Это объясняется тем, что при обтекании стреловидного крыла поток можно разложить на две составляющие V_n и V .

Рис. 2.20. Косая обдувка крыла

На величину подъёмной силы оказывает влияние только нормальная составляющая скорости V_n.

Тангенциальная составляющая V направлена к концу крыла, что приводит к набуханию и преждевременному отрыву пограничного слоя на концах крыла. Преждевременный срыв потока на концах стреловидного крыла вызывает не только уменьшение C_{Y max}, но и более раннее появление обратных течений в нижних слоях пограничного слоя. Поэтому на стреловидном крыле раньше, чем на прямом, начинаются отклонение кривой
C_Y ( ) от прямолинейности, а падение C_Y после
C_{Y max}происходит медленнее, чем у прямого крыла.

Чем больше угол стреловидности, тем раньше нарушается прямолинейность кривой С_Y ( ) и тем плавнее изменение величины C_Y в зоне C _max.

Рис. 2.21. Влияние угла стреловидности на кривую Су (

Изменение C_{Y max}при изменении угла стрело-видности подчиняется следующему условию:

Механизация крыла

Механизацией крыла называется система конструктивных устройств, с помощью которой геометрическая конфигурация, спектр обтекания крыла и аэродинамические характеристики могут изменяться в заданном направлении.

В зависимости от выполняемой функции существуют следующие виды механизации:

· для увеличения несущей способности крыла (для увеличения С _Y )

· для увеличения лобового сопротивления (для увеличения Сх )

· для улучшения поперечной устойчивости управляемости на больших углах атаки.

По месту расположения на крыле различают средства механизации передней и средства механизации задней кромок крыла.

Современные скоростные самолеты имеют стреловидные крылья сравнительно малой площади с профилями малой относительной толщины и кривизны. Такие крылья не могут обеспечить большой подъемной силы на взлете и посадке из-за раннего срыва потока. Для уменьшения взлетно-посадочной дистанции на крыльях устанавливаются специальные конструктивные элементы, позволяющие повысить величину коэффициента подъемной силы С_Y .

Рис.2.22. Механизированное крыло:

1 – турбулизаторы; 2 – предкрылок; 3 – внешний закрылок;
4 – интерцепторы; 5 – внутренний закрылок; 6 – тормозные щитки

Для увеличения несущей способности крыла существует две группы средств механизации: аэродинамические и энергетические. Различие между ними
заключается в степени воздействия на пограничный слой для уменьшения интенсивности его отрыва.

В первую группу включают:

· предкрылки;

· носовые щитки (щитки Крюгера);

· отклоняемые носки крыла;

· щитки;

· закрылки.

К энергетическим средствам механизации относятся устройства, которые производят активное воздействие на пограничный слой при помощи подводимой к нему энергии воздушных или газовых потоков.

Эти устройства получили общее название систем управления пограничным слоем (УПС).