การคำนวณการยกเครื่องบิน ลิฟท์มาจากไหน? เกี่ยวกับลิฟท์

ทุกคนรู้ดีว่าปีกสร้างแรงยกได้เฉพาะเมื่อมันเคลื่อนที่สัมพันธ์กับอากาศเท่านั้น เหล่านั้น. ธรรมชาติของการไหลของอากาศรอบๆ พื้นผิวด้านบนและด้านล่างของปีกทำให้เกิดแรงยกโดยตรง สิ่งนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร?

พิจารณาโปรไฟล์ปีกในการไหลของอากาศ:

ในที่นี้ เส้นการไหลของกระแสอากาศเบื้องต้นจะแสดงด้วยเส้นบางๆ โปรไฟล์ไปจนถึงเส้นโฟลว์อยู่ใต้ มุมของการโจมตี ? คือมุมระหว่างคอร์ดโปรไฟล์และเส้นไหลที่ไม่ถูกรบกวน เส้นรอบวงของส่วนบนของปีกใหญ่กว่าส่วนล่าง ด้วยเหตุนี้ เมื่อพิจารณาถึงความต่อเนื่อง ความเร็วการไหลที่ด้านบนของขอบจึงมากกว่าที่ด้านล่าง ปรากฎว่าแรงดันเหนือปีกน้อยกว่าด้านล่าง ปรากฏการณ์ของความดันลดลงพร้อมกับความเร็วการไหลที่เพิ่มขึ้นได้รับการศึกษาและอธิบายโดย Daniel Bernoulli ในปี 1738 มานานแล้ว จากผลงานของเขาคือสมการของ Bernoulli ข้อเท็จจริงนี้ค่อนข้างชัดเจน:

ที่ไหน พี-- แรงดันแก๊ส ณ จุดหนึ่ง ? --ความหนาแน่นของก๊าซ โวลต์- ความเร็วการไหลของก๊าซ ก-- ความเร่งของแรงโน้มถ่วง ชม.- ความสูงสัมพันธ์กับต้นกำเนิด ? -- ค่าคงที่อะเดียแบติก

ปรากฎว่า ณ จุดต่างๆ ของโปรไฟล์ อากาศจะกดบนปีกด้วยแรงที่ต่างกัน ความแตกต่างระหว่างความดันท้องถิ่นที่พื้นผิวของโปรไฟล์และความดันอากาศในการไหลที่ไม่ถูกรบกวนสามารถแสดงได้ในรูปแบบของลูกศรที่ตั้งฉากกับรูปร่างของโปรไฟล์เพื่อให้ทิศทางและความยาวของลูกศรเป็นสัดส่วนกับความแตกต่างนี้ . จากนั้นภาพการกระจายแรงกดตามโปรไฟล์จะมีลักษณะดังนี้:

ที่นี่คุณจะเห็นได้อย่างชัดเจนว่าที่ส่วนล่างของโปรไฟล์มีแรงดันส่วนเกิน - แรงดันย้อนกลับของอากาศ ด้านบนตรงกันข้ามมีสุญญากาศ ยิ่งไปกว่านั้น จะยิ่งมากขึ้นเมื่อความเร็วการไหลสูงขึ้น สิ่งที่น่าสังเกตก็คือ ขนาดของสุญญากาศบนพื้นผิวด้านบนนั้นมากกว่าความดันบนพื้นผิวด้านล่างหลายเท่า ผลรวมเวกเตอร์ของลูกศรทั้งหมดนี้สร้างขึ้น แรงทางอากาศพลศาสตร์ R โดยที่อากาศกระทำต่อปีกที่กำลังเคลื่อนที่:

เราได้รับการแยกย่อยแรงนี้เป็นส่วนประกอบ Y แนวตั้งและ X แนวนอน ยกปีกและ พลังแห่งการลากของมัน. จากภาพการกระจายแรงดัน เห็นได้ชัดว่าแรงยกในสัดส่วนขนาดใหญ่ไม่ได้เกิดขึ้นจากส่วนรองรับที่ส่วนล่างของโปรไฟล์ แต่มาจากสุญญากาศที่ด้านบน

จุดที่ใช้แรง R ขึ้นอยู่กับลักษณะของการกระจายแรงดันเหนือพื้นผิวของโปรไฟล์ เมื่อมุมการโจมตีเปลี่ยนไป การกระจายแรงกดก็จะเปลี่ยนไปด้วย ผลรวมเวกเตอร์ของแรงทั้งหมดในขนาดสัมบูรณ์ ทิศทาง และจุดใช้งานก็จะเปลี่ยนไปด้วย โดยวิธีการหลังเรียกว่า ศูนย์กลางของความกดดัน. ที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดคือแนวคิด จุดสนใจประวัติโดยย่อ. สำหรับโปรไฟล์แบบสมมาตร จุดเหล่านี้จะตรงกัน สำหรับคนที่ไม่สมมาตร ตำแหน่งของจุดศูนย์กลางแรงกดบนคอร์ดจะเปลี่ยนไปเมื่อมุมการโจมตีเปลี่ยนไป ซึ่งทำให้การคำนวณยากมาก เพื่อให้ง่ายขึ้น จึงได้นำแนวคิดเรื่องการมุ่งเน้นมาใช้ ในเวลาเดียวกัน ผลลัพธ์ของแรงแอโรไดนามิกไม่ได้ถูกแบ่งออกเป็นสองส่วน แต่เป็นสามส่วน - โมเมนต์ปีกถูกเพิ่มเข้าไปในแรงยกและแรงลาก เทคนิคที่ดูเหมือนไร้เหตุผลนี้ทำให้สามารถกำหนดตำแหน่งและทำให้มันเป็นอิสระจากมุมการโจมตีได้โดยการวางจุดรับแรงยกไว้ที่จุดโฟกัสของโปรไฟล์ เทคนิคนี้สะดวกแต่ก็ต้องไม่ลืมปีกที่ปรากฏอยู่ในขณะนี้

สุญญากาศที่ด้านบนของโปรไฟล์ไม่เพียงแต่สามารถวัดได้ด้วยเครื่องมือเท่านั้น แต่ภายใต้เงื่อนไขบางประการยังสามารถมองเห็นได้ด้วยตาของตนเองอีกด้วย ดังที่ทราบกันดีว่าด้วยการขยายตัวของอากาศอย่างรวดเร็ว ความชื้นที่มีอยู่ในนั้นสามารถควบแน่นเป็นหยดน้ำได้ทันที ใครก็ตามที่เคยไปชมการแสดงทางอากาศจะเห็นว่าในระหว่างการหลบหลีกเครื่องบินอย่างเฉียบคม กระแสม่านสีขาวแตกออกจากพื้นผิวด้านบนของปีกได้อย่างไร นี่คือไอน้ำที่ควบแน่นระหว่างการปล่อยออกเป็นหยดน้ำเล็กๆ ซึ่งจะระเหยอย่างรวดเร็วอีกครั้งและมองไม่เห็น

เอ๊ะ! ฉันหวังว่าจะได้ออกไป!..

ฉันมีแมวขิงเย็นๆที่บ้าน เขา "ได้รับอาหารปานกลาง" ซึ่งเหมาะกับแมวบ้านที่อบอุ่น และแม้ว่าเขาจะวิ่งไปรอบ ๆ เหมือนไม้กวาดไฟฟ้า แต่เขาก็มีทรัพย์สินที่ไม่เหมือนกับแมว: เขากลัวความสูง ด้วยเหตุนี้ อนิจจา เขาไม่สามารถเป็นแมวบินได้ แต่บางครั้งดูเหมือนว่าเขาอยากจะลอยขึ้นไปในอากาศ หากเพียงกระโดดขึ้นไปบนตู้ด้านข้าง อย่างไรก็ตาม น่าเสียดายที่น้ำหนักส่วนเกินไม่ได้มีส่วนช่วยในเรื่องนี้ ดังนั้นบางครั้งคุณต้องช่วยสัตว์ที่น่าสงสารนั่นก็คือยกมันด้วยมือของคุณแล้ววางไว้ในที่ที่วิญญาณของมันกระตือรือร้นมาก

คุณถามว่าแมวกับเครื่องบินมีอะไรเหมือนกันหรือเปล่า? ใช่ โดยทั่วไปแล้ว ไม่มีอะไรเลย ยกเว้นสิ่งหนึ่งที่สำคัญมาก พวกเขาทั้งสองมีน้ำหนักที่ดึงพวกเขาเข้าหาพื้น และเพื่อที่จะปีนขึ้นไปบนตู้ไซด์บอร์ดและสูงกว่านั้น คุณต้องมีความแข็งแกร่งที่จะเอาชนะน้ำหนักนี้ได้ สำหรับแมวเจ็ดกิโลกรัมของฉันนี่คือความแข็งแกร่งของมือของฉัน แต่สำหรับ "นกเหล็ก" ที่มีน้ำหนักหลายตันสิ่งนี้ทุกคนรู้ดี มันมาจากไหน? โดยทั่วไปแล้วทุกอย่างค่อนข้างง่าย :-)...

เรามาเริ่มต้นด้วย "การเริ่มต้นง่ายๆ" :-) บทบาทหลักในเรื่องนี้คือปีกของเครื่องบิน (กล่าวคือปีกที่ประกอบด้วยคอนโซลสองตัวและไม่ใช่ปีกเพื่อต่อยอดจากอีกอันหนึ่งของฉัน) เพื่อความง่าย ลองพิจารณาแอโรไดนามิกแบบคลาสสิกดู

การยกแอโรไดนามิก

อากาศที่ไหลรอบปีกเครื่องบินแบ่งออกเป็นสองกระแส: เหนือปีกและด้านล่างปีก กระแสน้ำล่างไหลเหมือนไม่มีอะไรเกิดขึ้น และกระแสน้ำบนก็แคบลง ท้ายที่สุดโปรไฟล์ปีกก็นูนออกมาด้านบน! และตอนนี้เพื่อให้ปริมาณอากาศเท่ากันไหลผ่านกระแสบนและในเวลาเดียวกันกับไหลล่างก็ต้องเคลื่อนที่เร็วขึ้นเพราะกระแสเองก็แคบลง ต่อไปกฎของเบอร์นูลลีมีผลบังคับใช้: ยิ่งความเร็วในการไหลสูงเท่าไร ความกดดันในนั้นก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น และในทางกลับกัน กฎหมายฉบับนี้มีภาพประกอบที่เข้าใจง่ายมาก หากคุณใช้ท่อ (ปลอกหุ้ม) แนวนอนไม่แคบเกินไปที่ทำจากยางใสบาง ๆ แล้วเทน้ำลงไปโดยใช้แรงกดเล็กน้อย คุณจะเห็นอะไร? ไม่มีอะไรพิเศษ น้ำจะไหลออกมาอย่างรวดเร็วผ่านปลายอีกด้าน แต่หากมีก๊อกน้ำปิดครึ่งหนึ่งที่ปลายอีกด้านหนึ่งคุณจะเห็นทันทีว่ามีน้ำไหลออกมา แต่ช้าๆ และผนังของปลอกก็บวมนั่นคืออัตราการไหลลดลงและความดันเพิ่มขึ้น

ดังนั้น... เมื่ออากาศเคลื่อนตัวอยู่เหนือปีก ความดันจะน้อยกว่าด้านล่าง เพราะความแตกต่างนี้.. มันผลักปีกของเครื่องบินและทำให้เครื่องบินขึ้นด้านบน ยิ่งความเร็วสูง แรงยกก็จะยิ่งมากขึ้น และถ้ามันเท่ากับน้ำหนัก เครื่องบินก็จะบินในแนวนอน ความเร็วขึ้นอยู่กับการทำงานของเครื่องยนต์เครื่องบิน อย่างไรก็ตาม ความดันที่ตกลงเหนือปีกด้านบนสามารถเห็นได้ด้วยตาของคุณเอง

การควบแน่นของไอน้ำเหนือพื้นผิวด้านบนของปีกอันเป็นผลมาจากแรงดันลดลงอย่างรวดเร็ว

ในเครื่องบินที่มีการหลบหลีกอย่างรวดเร็ว (โดยปกติจะเกิดขึ้นในงานแสดงทางอากาศ) บางสิ่งคล้ายม่านสีขาวปรากฏขึ้นเหนือพื้นผิวด้านบนของปีก นี่เป็นเพราะความดันลดลงอย่างรวดเร็วและควบแน่นไอน้ำในอากาศ

อย่างไรก็ตามฉันอดไม่ได้ที่จะนึกถึงประสบการณ์ในโรงเรียนที่เรียบง่าย แต่แม่นยำมากซึ่งแสดงให้เห็นทฤษฎีของปัญหานี้ หากคุณหยิบกระดาษแผ่นเล็กๆ แคบๆ โดยด้านสั้นแล้วนำเข้าปากโดยเป่าในแนวนอนเหนือกระดาษ แผ่นที่หย่อนคล้อยจะลอยขึ้นอย่างรวดเร็วทันที แรงยกแบบเดียวกันคือการตำหนิในเรื่องนี้ เราเป่าใบไม้ - การไหลเร็วขึ้นซึ่งหมายความว่าความดันในนั้นลดลง แต่ใต้ใบไม้ยังคงเหมือนเดิม มันยกใบให้อยู่ในแนวนอน กระบวนการโดยพื้นฐานคล้ายกับการทำงานของโปรไฟล์

ดูเหมือนว่าจะเป็นทั้งหมดเหรอ? ฉันสามารถบินได้หรือไม่? แม้จะมีคำอธิบายเชิงตรรกะอย่างสมบูรณ์ที่ให้ไว้ข้างต้น (ในความคิดของฉัน :-)) แต่ฉันก็บอกว่ามันไม่น่าเป็นไปได้ :-) ต้องเข้าใจว่ากรณีที่อธิบายไว้ยังคงเป็นเรื่องส่วนตัว ท้ายที่สุดโปรไฟล์สามารถสมมาตรได้ดังนั้นจะไม่มีการกระจายแรงดันและสุญญากาศด้านบนและด้านล่าง

นอกจากนี้โปรไฟล์ดังกล่าวยังสามารถวางในมุมหนึ่งของการไหล (ซึ่งส่วนใหญ่มักเกิดขึ้น) และมุมนี้เองซึ่งเรียกว่ามุมโจมตีจะมีบทบาทสำคัญในการก่อตัวของแรงยกของปีกซึ่งจะมีลักษณะที่แตกต่างออกไป เกี่ยวกับเรื่องนี้ใน. และนี่จะเป็น "ความต่อเนื่องที่เรียบง่าย" :-)

แน่นอนว่าทฤษฎีที่สมบูรณ์ของปัญหานี้ซับซ้อนกว่ามากและกฎของเบอร์นูลลีซึ่งอธิบายโดยละเอียดก็ไม่สามารถทำได้ที่นี่ นี่เป็นสาขาฟิสิกส์และอากาศพลศาสตร์อยู่แล้ว เพราะในกรณีที่เราพิจารณาในกรณีนี้ก็คือ ในอนาคตอันใกล้นี้ เราจะพูดถึงประเด็นนี้เล็กน้อยเกี่ยวกับข้อกำหนดและแนวคิด แต่การศึกษาเชิงลึกจำเป็นต้องมีการสื่อสารกับวิทยาศาสตร์พื้นฐาน

โพสต์หลังจากหนึ่งปี.

20.11.12 งานอดิเรกเขียนเว็บไซต์ของฉันตอนนี้มีอายุเกือบหนึ่งปีแล้ว ดังนั้นจึงจำเป็นต้องอธิบายให้กระจ่างเกี่ยวกับเรื่องนี้ ซึ่งเป็นหนึ่งในบทความแรกๆ ของฉัน ดูเหมือนว่าคนที่อ่านมันจะถูกจำกัดอยู่เพียงเท่านี้ แนวทางนี้ไม่ถูกต้อง เพราะหลังจากนั้นคุณต้องอ่านบทความถัดไปในส่วนเดียวกันอย่างแน่นอน ซึ่งเขียนหลังจากบทความแรกเกือบจะในทันที บทความ "กับแมว" 🙂เป็นเวอร์ชันที่เรียบง่ายและฉันพูดถึงสิ่งนี้ (นี่คือมุมของการโจมตีเป็นศูนย์) นี่เป็นสิ่งที่เหมือนกับการแนะนำเกี่ยวกับอากาศพลศาสตร์เบื้องต้น (ยังไงก็ตามทำให้ง่ายที่สุดเท่าที่จะทำได้ :-)) ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมสไตล์การนำเสนอจึงฟรีมาก :-) อย่างไรก็ตาม เพื่อความเข้าใจที่ถูกต้องในประเด็นนี้ จะขาดไม่ได้หากไม่มีประเด็นที่สอง

เนื่องจากตอนนั้นฉันไม่มีประสบการณ์ ฉันจึงพูดเรื่องนี้ค่อนข้างคลุมเครือ และที่สำคัญที่สุด ฉันไม่ได้ใส่ลิงก์ไปยัง "ความต่อเนื่องแบบง่าย"... ฉันกำลังใส่ไว้ตอนนี้ ฉันขอโทษผู้อ่านที่ไม่มีความรู้มากเกินไป (ผู้มีประสบการณ์รู้ทุกอย่างแล้วโดยไม่มีฉัน :-))... ฉันยินดีที่จะพบคุณบนเว็บไซต์ของฉัน :-)...

คลิกรูปภาพได้

$\backslash mathbf(Y)+\backslash mathbf(P)\; =\; \backslash oint\backslash limits\_(\backslash partial\backslash Omega)p\backslash mathbf(n)\; \backslash ;\; d\backslash บางส่วน\backslash โอเมก้า$

• ยคือแรงยก
• ป- นี่คือแรงฉุด
• $\backslash บางส่วน\backslash โอเมก้า$- เส้นขอบโปรไฟล์
• พี- ค่าความดัน
• n- ปกติกับโปรไฟล์

ค่าสัมประสิทธิ์การยก

$Y\; =\; C\_y\; \backslash frac(\backslash rho\; V^2)(2)\; ส$

$ย$- แรงยก (N) $ค\_ย$- ค่าสัมประสิทธิ์การยก = 0.5...1.5 $\backslash โร$- ความหนาแน่นของอากาศที่ระดับความสูงของเที่ยวบิน (กก./ลบ.ม.) $วี$- ความเร็วการไหลอิสระ (ม./วินาที) $ส$- ลักษณะเนื้อที่ (ตร.ม.)

ค่าสัมประสิทธิ์นี้ ซึ่งค่าตามการคำนวณของ Smeaton คือ 1.005 ถูกใช้มานานกว่า 100 ปี และมีเพียงการทดลองของพี่น้องตระกูล Wright เท่านั้น ซึ่งในระหว่างนั้นพวกเขาค้นพบว่าแรงยกที่กระทำต่อเครื่องร่อนนั้นอ่อนกว่าที่คำนวณไว้เท่านั้นที่ทำให้เป็นไปได้ เพื่อปรับแต่ง “ค่าสัมประสิทธิ์ Smeaton” ให้เป็นค่า 1.0033

เมื่อคำนวณโดยใช้สูตรนี้ สิ่งสำคัญคือต้องไม่สับสนระหว่างน้ำหนักและความหนาแน่นของมวลอากาศ ความหนาแน่นของน้ำหนักภายใต้สภาพบรรยากาศมาตรฐาน (ที่ระดับพื้นดินที่อุณหภูมิ +15 ° C) เท่ากับ $\backslash โร$=1.225 กก./ลบ.ม. แต่ในการคำนวณตามหลักอากาศพลศาสตร์ มักใช้ความหนาแน่นมวลของอากาศ ซึ่งเท่ากับ 0.125 กิโลกรัม*วินาที 2 /ลูกบาศก์เมตร ในกรณีนี้แรงยก Y ไม่ได้มาจากนิวตัน (N) แต่เป็นกิโลกรัม (กก.) หนังสือเกี่ยวกับอากาศพลศาสตร์ไม่ได้ให้ความกระจ่างเสมอไปว่าเรากำลังพูดถึงความหนาแน่นและมิติของการยก ดังนั้นในสถานการณ์ที่มีการโต้เถียง คุณต้องตรวจสอบสูตร โดยลดหน่วยการวัดลง

ตำนานและความเข้าใจผิด

คำอธิบายในตำนานที่ได้รับความนิยมเกี่ยวกับการยกปีกมีดังนี้:

1. ปีกมีโปรไฟล์ที่ไม่สมมาตรที่ด้านล่างและด้านบน
2. ปีกจะแบ่งการไหลเวียนของอากาศอย่างต่อเนื่องออกเป็นสองส่วน โดยส่วนหนึ่งจะผ่านเหนือปีกและอีกส่วนหนึ่งอยู่ด้านล่าง
3. เราพิจารณาการไหลแบบราบเรียบซึ่งการไหลของอากาศแนบชิดกับพื้นผิวของปีกอย่างแน่นหนา
4. เนื่องจากโปรไฟล์ไม่สมมาตร เพื่อที่จะมาบรรจบกันด้านหลังปีกที่จุดหนึ่งอีกครั้ง กระแส "บน" จึงต้องเดินทางได้ไกลกว่า "ล่าง" ดังนั้นอากาศเหนือปีกจึงต้องเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงกว่า ด้านล่างมัน
5. ตามกฎของเบอร์นูลลี ความดันสถิตในการไหลจะลดลงตามความเร็วการไหลที่เพิ่มขึ้น ดังนั้นในการไหลเหนือปีก ความดันสถิตจะลดลง
6. ความแตกต่างของความดันในการไหลใต้ปีกและด้านบนจะถือเป็นแรงยก

แต่เราทุกคนคงเคยเห็นเครื่องบินที่บินกลับหัวในงานแสดงทางอากาศ พวกมันไม่ตกลงมา และปีกที่กลับหัวก็ยังคงสร้างแรงยก

สาเหตุของข้อผิดพลาดคืออะไร? ปรากฎว่าด้วยเหตุผลข้างต้น จุดที่ 4 ไม่ถูกต้องทั้งหมด (และโดยทั่วไปแล้ว ก็แค่เอาออกจากอากาศ) การแสดงการไหลของอากาศรอบปีกในอุโมงค์ลมแสดงให้เห็นว่าส่วนหน้าของกระแสลมซึ่งแบ่งออกเป็นสองส่วนตามปีก ไม่ได้ปิดด้านหลังขอบปีกเลย

พูดง่ายๆ ก็คือ อากาศ "ไม่รู้" ว่ามันต้องเคลื่อนที่ด้วยความเร็วระดับหนึ่งไปรอบปีกเพื่อบรรลุเงื่อนไขบางอย่างที่ดูเหมือนชัดเจนสำหรับเรา และถึงแม้ว่าความเร็วการไหลเหนือปีกจะสูงกว่าด้านล่างอย่างแน่นอน แต่นี่ไม่ใช่สาเหตุของการก่อตัวของแรงยก แต่เป็นผลจากความจริงที่ว่ามีพื้นที่ความดันต่ำเหนือปีก และ บริเวณที่มีแรงกดดันเพิ่มขึ้นใต้ปีก เมื่ออากาศเข้าสู่พื้นที่ทำให้บริสุทธิ์จากพื้นที่ความดันปกติ อากาศจะถูกเร่งด้วยความแตกต่างของความดัน และเมื่อเข้าสู่พื้นที่ที่มีความดันเพิ่มขึ้น อากาศจะชะลอตัวลง ตัวอย่างที่สำคัญของพฤติกรรม "ที่ไม่ใช่เบอร์นูลเลเวียน" ดังกล่าวแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนโดยเครื่องบินเอคราโนเพลน: เมื่อปีกเข้าใกล้พื้น แรงยกของมันจะเพิ่มขึ้น (พื้นที่แรงดันสูงถูกกดลงโดยพื้นดิน) ในขณะที่อยู่ภายในกรอบ ของการใช้เหตุผลแบบ "เบอร์นูลเลเวียน" ปีกที่จับคู่กับพื้นจะก่อตัวเป็นอุโมงค์แคบๆ ซึ่งภายในกรอบของการใช้เหตุผลแบบไร้เดียงสา มันจะต้องเร่งอากาศและด้วยเหตุนี้จึงดึงดูดปีกลงกับพื้น เช่นเดียวกับที่ทำในการให้เหตุผลที่คล้ายกันเกี่ยวกับ “แรงดึงดูดระหว่างเรือกลไฟที่แล่นผ่านเส้นทางคู่ขนาน” ยิ่งไปกว่านั้น ในกรณีของ ekranoplan สถานการณ์ยิ่งแย่ลงไปอีกในหลาย ๆ ด้าน เนื่องจากหนึ่งใน "กำแพง" ของอุโมงค์นี้เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงไปทางปีก ดังนั้นจึง "เร่ง" อากาศต่อไปและมีส่วนทำให้การลดลงมากยิ่งขึ้น ในลิฟต์ อย่างไรก็ตาม การปฏิบัติจริงของ "เอฟเฟกต์หน้าจอ" แสดงให้เห็นถึงแนวโน้มที่ตรงกันข้าม แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนถึงอันตรายของตรรกะของการให้เหตุผลเกี่ยวกับการยก โดยอาศัยความพยายามที่ไร้เดียงสาในการคาดเดาสนามความเร็วการไหลของอากาศรอบปีก

เขียนบทวิจารณ์เกี่ยวกับบทความ "แรงยก"

หมายเหตุ

ลิงค์

• คัดลอกจากที่เก็บถาวรของเว็บ

ข้อความที่ตัดตอนมาจากลักษณะแรงยก

“ค่าปรับอีกประการหนึ่งสำหรับลัทธิ Gallicism” นักเขียนชาวรัสเซียที่อยู่ในห้องนั่งเล่นกล่าว – “ความสุขที่ไม่ได้เป็นภาษารัสเซีย
“คุณไม่ได้ช่วยเหลือใครเลย” จูลี่กล่าวต่อทหารอาสาโดยไม่สนใจคำพูดของผู้เขียน “ฉันต้องโทษคนที่กัดกร่อน” เธอกล่าว “และฉันก็ร้องไห้ แต่ด้วยความยินดีที่ได้บอกความจริง ฉันพร้อมที่จะจ่ายเพิ่ม ฉันไม่รับผิดชอบต่อ Gallicisms” เธอหันไปหาผู้เขียน: “ฉันไม่มีทั้งเงินและเวลาเหมือนเจ้าชาย Golitsyn ที่จะรับอาจารย์และเรียนภาษารัสเซีย” “เขาอยู่ที่นี่” จูลี่กล่าว “Quand on... [เมื่อไร] ไม่ ไม่” เธอหันไปหาทหารอาสา “คุณจะไม่จับฉัน” “เมื่อพวกเขาพูดถึงดวงอาทิตย์ พวกเขาก็มองเห็นแสงของมัน” พนักงานต้อนรับสาวกล่าวพร้อมยิ้มอย่างอ่อนโยนให้ปิแอร์ “เราแค่พูดถึงคุณเท่านั้น” จูลีพูดด้วยเสรีภาพในการโกหกซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของผู้หญิงฆราวาส “ เราบอกว่ากองทหารของคุณอาจจะดีกว่าของ Mamonov”
“โอ้ อย่าบอกฉันเกี่ยวกับกองทหารของฉัน” ปิแอร์ตอบ จูบมือพนักงานต้อนรับแล้วนั่งลงข้างเธอ - ฉันเบื่อเขามาก!
– แน่นอนคุณจะสั่งมันเองเหรอ? – จูลี่พูดอย่างเจ้าเล่ห์และเยาะเย้ยแลกเปลี่ยนสายตากับทหารอาสา
ทหารอาสาที่อยู่ต่อหน้าปิแอร์ไม่ได้เป็นคนขี้อายอีกต่อไป และใบหน้าของเขาก็แสดงความสับสนกับความหมายของรอยยิ้มของจูลี่ แม้ว่าเขาจะเหม่อลอยและมีนิสัยดี แต่บุคลิกภาพของปิแอร์ก็หยุดความพยายามเยาะเย้ยต่อหน้าเขาทันที
“ไม่” ปิแอร์ตอบพร้อมหัวเราะและมองไปรอบๆ ร่างอ้วนใหญ่ของเขา “มันง่ายเกินไปที่ชาวฝรั่งเศสจะตีฉัน และฉันกลัวว่าจะขึ้นม้าไม่ได้...
ในบรรดาผู้ที่ได้รับเลือกให้เป็นหัวข้อสนทนา บริษัทของ Julie ก็จบลงด้วย Rostovs
“พวกเขาบอกว่ากิจการของพวกเขาแย่มาก” จูลี่กล่าว - และเขาโง่มาก - นับตัวเอง Razumovskys ต้องการซื้อบ้านและทรัพย์สินของเขาใกล้มอสโกวและทั้งหมดนี้ก็ดำเนินต่อไป เขาเป็นสมบัติ
“ไม่ ดูเหมือนว่าการขายจะเกิดขึ้นสักวันหนึ่ง” ใครบางคนกล่าว – แม้ว่าตอนนี้การซื้ออะไรในมอสโกจะบ้าไปแล้วก็ตาม
- จากสิ่งที่? – จูลี่กล่าว – คุณคิดว่ามีอันตรายสำหรับมอสโกจริง ๆ หรือไม่?
- คุณจะไปทำไม?
- ฉัน? นั่นก็แปลกนะ ฉันไปเพราะว่า... คือ เพราะทุกคนจะไป แล้วฉันก็ไม่ใช่โจน ออฟ อาร์คหรืออเมซอน
- ใช่แล้ว ขอผ้าขี้ริ้วเพิ่มอีกหน่อย
“ถ้าเขาจัดการสิ่งต่าง ๆ ให้เสร็จ เขาก็สามารถชำระหนี้ทั้งหมดได้” ทหารอาสากล่าวต่อเกี่ยวกับรอสตอฟ
- เป็นคนแก่ที่ดี แต่ท่านผู้แสนโอหัง [เลว] แล้วทำไมพวกเขาถึงอยู่ที่นี่นานขนาดนี้? พวกเขาอยากจะไปที่หมู่บ้านมานานแล้ว ตอนนี้นาตาลีอาการดีขึ้นแล้วใช่ไหม? – จูลี่ถามปิแอร์พร้อมยิ้มเจ้าเล่ห์
“พวกเขาคาดหวังว่าจะมีลูกชายคนเล็ก” ปิแอร์กล่าว “ เขาเข้าร่วมคอสแซคของ Obolensky และไปที่ Bila Tserkva กำลังมีการจัดตั้งกองทหารขึ้นที่นั่น และตอนนี้พวกเขาย้ายเขาไปที่กรมทหารของฉันและรอเขาทุกวัน เคานต์ต้องการไปมานานแล้ว แต่เคาน์เตสไม่เคยตกลงที่จะออกจากมอสโกวจนกว่าลูกชายของเธอจะมาถึง
“วันก่อนฉันเห็นพวกเขาที่ Arkharovs” นาตาลีดูสวยและร่าเริงขึ้นอีกครั้ง เธอร้องเพลงโรแมนติกเรื่องหนึ่ง มันง่ายแค่ไหนสำหรับบางคน!
-เกิดอะไรขึ้น? – ปิแอร์ถามอย่างไม่พอใจ จูลี่ยิ้ม
“ท่านรู้ไหมท่านเคาท์ อัศวินเช่นท่านมีอยู่ในนิยายของมาดามซูซ่าเท่านั้น”
- อัศวินคนไหน? จากสิ่งที่? – ปิแอร์ถามหน้าแดง
- เอาละที่รักเคานต์ c "est la fable de tout Moscou Je vous ชื่นชม, ma parole d" honneur [ชาวมอสโกทุกคนรู้เรื่องนี้ จริงๆ ฉันแปลกใจที่คุณ]
- ดี! ดี! - ทหารอาสากล่าว
- โอเคถ้าอย่างนั้น. บอกเลยว่าน่าเบื่อขนาดไหน!
“ Qu"est ce qui est la fable de tout Moscou? [มอสโกทั้งหมดรู้อะไร] - ปิแอร์พูดด้วยความโกรธแล้วลุกขึ้น
- มาเลยคุณนับ คุณรู้!
“ฉันไม่รู้อะไรเลย” ปิแอร์กล่าว
– ฉันรู้ว่าคุณเป็นเพื่อนกับนาตาลี และนั่นคือเหตุผลว่าทำไม... ไม่ ฉันเป็นมิตรกับเวร่ามากกว่าเสมอ เชตเต้ เชียร์ เวร่า! [เวร่าผู้แสนหวานคนนี้!]
“ไม่ครับ มาดาม” ปิแอร์พูดต่อด้วยน้ำเสียงไม่พอใจ “ฉันไม่ได้รับบทเป็นอัศวินของ Rostova เลย และฉันไม่ได้อยู่กับพวกเขามาเกือบเดือนแล้ว” แต่ไม่เข้าใจความโหดร้าย...
“ Qui s "excuse - s" กล่าวโทษ [ใครก็ตามที่ขอโทษก็โทษตัวเอง] - จูลี่พูดพร้อมยิ้มและโบกผ้าสำลีและเพื่อให้เธอได้คำพูดสุดท้ายเธอก็เปลี่ยนการสนทนาทันที “ สิ่งที่ฉันพบในวันนี้: Marie Volkonskaya ผู้น่าสงสารมาถึงมอสโกเมื่อวานนี้ คุณได้ยินไหมว่าเธอสูญเสียพ่อของเธอไป?
- จริงหรือ! เธออยู่ที่ไหน? “ ฉันอยากเจอเธอมาก” ปิแอร์กล่าว
ฉันใช้เวลาช่วงเย็นกับเธอเมื่อวานนี้ วันนี้หรือพรุ่งนี้เช้าเธอจะไปภูมิภาคมอสโกกับหลานชายของเธอ
- แล้วเธอเป็นยังไงบ้าง? - ปิแอร์กล่าว
- ไม่มีอะไร ฉันเสียใจ แต่คุณรู้หรือไม่ว่าใครช่วยชีวิตเธอ? นี่คือนวนิยายทั้งเล่ม นิโคลัส รอสตอฟ. พวกเขาล้อมเธอ ต้องการจะฆ่าเธอ ทำให้คนของเธอบาดเจ็บ เขารีบเข้าไปช่วยเธอ...
“นิยายอีกเรื่อง” ทหารอาสากล่าว “การหลบหนีทั่วไปนี้เกิดขึ้นอย่างเด็ดขาดเพื่อให้เจ้าสาวแก่ ๆ ทุกคนได้แต่งงานกัน” Catiche เป็นหนึ่ง Princess Bolkonskaya เป็นอีกคนหนึ่ง
“คุณรู้ไหมว่าฉันคิดว่าเธอเป็นคน un petit peu amoureuse du jeune homme” [หลงรักชายหนุ่มนิดหน่อย]
- ดี! ดี! ดี!
– แต่พูดเป็นภาษารัสเซียได้ยังไงล่ะ?..

เมื่อปิแอร์กลับบ้าน เขาได้รับโปสเตอร์ Rastopchin สองใบที่นำมาในวันนั้น
คนแรกกล่าวว่าข่าวลือที่ว่าเคานต์รอสตอปชินถูกห้ามไม่ให้ออกจากมอสโกวนั้นไม่ยุติธรรมและในทางกลับกัน เคานต์รอสตอปชินดีใจที่ผู้หญิงและภรรยาพ่อค้ากำลังจะออกจากมอสโกว “ความกลัวน้อยลง ข่าวน้อยลง” ผู้โพสต์กล่าว “แต่ฉันตอบด้วยชีวิตว่า จะไม่มีผู้ร้ายในมอสโก” คำพูดเหล่านี้แสดงให้ปิแอร์เห็นอย่างชัดเจนเป็นครั้งแรกว่าชาวฝรั่งเศสจะอยู่ในมอสโกว โปสเตอร์ที่สองบอกว่าอพาร์ทเมนต์หลักของเราอยู่ใน Vyazma ที่ Count Wittschstein เอาชนะฝรั่งเศส แต่เนื่องจากผู้อยู่อาศัยจำนวนมากต้องการติดอาวุธให้ตัวเอง จึงมีอาวุธที่เตรียมไว้สำหรับพวกเขาในคลังแสง: ดาบ ปืนพก ปืน ซึ่งผู้อยู่อาศัยสามารถเข้าถึงได้ ราคาถูก โทนของโปสเตอร์ไม่สนุกสนานเหมือนบทสนทนาครั้งก่อนของจิกิรินอีกต่อไป ปิแอร์คิดถึงโปสเตอร์เหล่านี้ เห็นได้ชัดว่าเมฆฝนฟ้าคะนองอันน่าสยดสยองซึ่งเขาเรียกด้วยสุดกำลังของจิตวิญญาณของเขาและในเวลาเดียวกันก็กระตุ้นให้เกิดความสยองขวัญโดยไม่สมัครใจในตัวเขา - เห็นได้ชัดว่าเมฆนี้กำลังใกล้เข้ามา

ในสำนักออกแบบการบินทุกแห่งจะมีเรื่องราวเกี่ยวกับคำกล่าวของหัวหน้านักออกแบบ มีเพียงผู้เขียนคำชี้แจงเท่านั้นที่เปลี่ยนแปลง และดูเหมือนว่า:“ ฉันทำงานบนเครื่องบินมาตลอดชีวิต แต่ฉันยังไม่เข้าใจว่าเหล็กชิ้นนี้บินได้อย่างไร!” อันที่จริงกฎข้อแรกของนิวตันยังไม่ถูกยกเลิก และเครื่องบินก็หนักกว่าอากาศอย่างเห็นได้ชัด คุณต้องค้นหาว่าแรงใดที่ทำให้รถน้ำหนักหลายตันไม่ล้มลงกับพื้น

วิธีการเดินทางทางอากาศ

การเดินทางมีสามวิธี:

1. แอโรสแตติกเมื่อยกขึ้นจากพื้นดินจะดำเนินการโดยใช้วัตถุที่มีความถ่วงจำเพาะต่ำกว่าความหนาแน่นของอากาศในบรรยากาศ เหล่านี้ได้แก่ ลูกโป่ง เรือเหาะ ยานสำรวจ และโครงสร้างอื่นๆ ที่คล้ายคลึงกัน
2. เจ็ตซึ่งเป็นพลังดุร้ายของกระแสไอพ่นจากเชื้อเพลิงที่ถูกเผาไหม้ทำให้สามารถเอาชนะแรงโน้มถ่วงได้
3. และสุดท้ายคือวิธีการทางอากาศพลศาสตร์ในการสร้างแรงยก เมื่อชั้นบรรยากาศของโลกถูกใช้เป็นสารรองรับสำหรับยานพาหนะที่หนักกว่าอากาศ เครื่องบิน เฮลิคอปเตอร์ ไจโรเพลน เครื่องร่อน และอีกนัยหนึ่ง นกก็เคลื่อนไหวโดยใช้วิธีนี้โดยเฉพาะ

แรงแอโรไดนามิก

เมื่อเคลื่อนที่ผ่านอากาศ เครื่องบินจะได้รับผลกระทบจากแรงหลายทิศทางหลักสี่แรง ตามอัตภาพ เวกเตอร์ของแรงเหล่านี้จะพุ่งไปข้างหน้า ถอยหลัง ลงและขึ้น นั่นคือเกือบหงส์กั้งและหอก แรงที่ผลักเครื่องบินไปข้างหน้านั้นเกิดจากเครื่องยนต์ แรงถอยหลังคือแรงต้านตามธรรมชาติของอากาศ และแรงลงคือแรงโน้มถ่วง สิ่งที่ป้องกันไม่ให้เครื่องบินตกก็คือแรงยกที่เกิดจากการไหลของอากาศเนื่องจากการไหลรอบปีก

บรรยากาศมาตรฐาน

สถานะของอากาศ อุณหภูมิ และความดันของอากาศอาจแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญในส่วนต่างๆ ของพื้นผิวโลก ดังนั้นลักษณะทั้งหมดของเครื่องบินเมื่อบินในที่เดียวจะแตกต่างกัน ดังนั้น เพื่อความสะดวกและเพื่อนำคุณลักษณะและการคำนวณทั้งหมดมาไว้ในตัวส่วนเดียว เราจึงตกลงที่จะกำหนดสิ่งที่เรียกว่าบรรยากาศมาตรฐานด้วยพารามิเตอร์พื้นฐานดังต่อไปนี้ ความดัน 760 มม.ปรอท เหนือระดับน้ำทะเล ความหนาแน่นของอากาศ 1.188 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร ความเร็ว เสียง 340.17 เมตรต่อวินาที อุณหภูมิ +15 ℃ เมื่อระดับความสูงเหนือระดับน้ำทะเลเพิ่มขึ้น พารามิเตอร์เหล่านี้จึงเปลี่ยนไป มีตารางพิเศษที่แสดงค่าพารามิเตอร์สำหรับความสูงที่แตกต่างกัน การคำนวณตามหลักอากาศพลศาสตร์ทั้งหมด รวมถึงการกำหนดลักษณะประสิทธิภาพการบินของเครื่องบิน ดำเนินการโดยใช้ตัวบ่งชี้เหล่านี้

หลักการที่ง่ายที่สุดในการสร้างลิฟต์

หากคุณวางวัตถุแบนๆ ไว้ในกระแสลมที่พัดผ่าน เช่น โดยยื่นฝ่ามือออกไปนอกหน้าต่างรถที่กำลังเคลื่อนที่ คุณจะสัมผัสได้ถึงแรงนี้ ดังที่พวกเขาพูดว่า "บนนิ้วของคุณ" เมื่อคุณหมุนฝ่ามือเป็นมุมเล็กๆ สัมพันธ์กับการไหลของอากาศ คุณจะรู้สึกได้ทันทีว่านอกจากแรงต้านของอากาศแล้ว ยังมีแรงอีกแรงหนึ่งปรากฏขึ้น ดึงขึ้นหรือลง ขึ้นอยู่กับทิศทางของมุมการหมุน มุมระหว่างระนาบของร่างกาย (ในกรณีนี้คือฝ่ามือ) และทิศทางการไหลของอากาศเรียกว่ามุมการโจมตี ด้วยการควบคุมมุมการโจมตี คุณสามารถควบคุมการยกได้เช่นกัน คุณจะสังเกตเห็นได้ง่ายว่าเมื่อมุมการโจมตีเพิ่มขึ้น แรงที่ดันฝ่ามือขึ้นจะเพิ่มขึ้น แต่ถึงจุดหนึ่ง และเมื่อทำมุมใกล้ 70-90 องศา ก็จะหายไปโดยสิ้นเชิง

ปีกเครื่องบิน

พื้นผิวรับน้ำหนักหลักที่สร้างแรงยกคือปีกเครื่องบิน ส่วนปีกมักมีรูปทรงหยดน้ำโค้งดังแสดงในรูป

เมื่ออากาศไหลรอบปีก ความเร็วของอากาศที่ไหลผ่านด้านบนของปีกจะเกินความเร็วของการไหลด้านล่าง ในกรณีนี้ ความกดอากาศคงที่ที่ด้านบนจะต่ำกว่าใต้ปีก ความแตกต่างของแรงกดดันปีกขึ้น ทำให้เกิดแรงยก ดังนั้น เพื่อให้มั่นใจถึงความแตกต่างของแรงกด โปรไฟล์ปีกทั้งหมดจึงถูกสร้างขึ้นมาแบบไม่สมมาตร สำหรับปีกที่มีรูปทรงสมมาตรที่มุมการโจมตีเป็นศูนย์ แรงยกในการบินในแนวนอนจะเป็นศูนย์ ด้วยปีกเช่นนี้ วิธีเดียวที่จะสร้างมันขึ้นมาได้คือเปลี่ยนมุมการโจมตี มีองค์ประกอบอื่นของแรงยก - อุปนัย มันเกิดขึ้นเนื่องจากการเอียงของอากาศที่ไหลลงด้านล่างโดยพื้นผิวด้านล่างโค้งของปีก ซึ่งทำให้เกิดลักษณะของแรงย้อนกลับที่พุ่งขึ้นด้านบนและกระทำต่อปีกโดยธรรมชาติ

การคำนวณ

สูตรคำนวณแรงยกของปีกเครื่องบินมีดังนี้

• Cy คือสัมประสิทธิ์การยก
• บริเวณปีกเอส
• V คือความเร็วของการไหลอิสระ
• P - ความหนาแน่นของอากาศ

หากทุกอย่างชัดเจนด้วยความหนาแน่นของอากาศ พื้นที่ปีก และความเร็ว ค่าสัมประสิทธิ์การยกจะเป็นค่าที่ได้จากการทดลองและไม่คงที่ มันแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับลักษณะของปีก อัตราส่วน มุมของการโจมตี และค่าอื่นๆ อย่างที่คุณเห็น การขึ้นต่อกันส่วนใหญ่เป็นเชิงเส้น ยกเว้นความเร็ว

ค่าสัมประสิทธิ์ลึกลับนี้

ค่าสัมประสิทธิ์การยกของปีกเป็นค่าที่ไม่ชัดเจน การคำนวณแบบหลายขั้นตอนที่ซับซ้อนยังคงได้รับการตรวจสอบโดยการทดลอง โดยปกติจะทำในอุโมงค์ลม สำหรับแต่ละปีกและแต่ละมุมของการโจมตี ค่าของมันจะแตกต่างกัน และเนื่องจากปีกไม่ได้บิน แต่เป็นส่วนหนึ่งของเครื่องบิน การทดสอบดังกล่าวจึงดำเนินการกับสำเนาเครื่องบินจำลองที่ลดลงที่สอดคล้องกัน โดยทั่วไปแล้ว ปีกจะถูกทดสอบแยกกัน จากผลการวัดจำนวนมากของปีกแต่ละปีก สามารถสร้างการพึ่งพาของสัมประสิทธิ์กับมุมการโจมตีได้ เช่นเดียวกับกราฟต่างๆ ที่สะท้อนถึงการขึ้นต่อกันของแรงยกกับความเร็วและโปรไฟล์ของปีกนั้นๆ รวมถึงกลไกปีกที่ติดตั้งไว้ กราฟตัวอย่างแสดงอยู่ด้านล่าง

โดยพื้นฐานแล้ว ค่าสัมประสิทธิ์นี้แสดงถึงความสามารถของปีกในการแปลงแรงดันของอากาศที่เข้ามาเป็นแรงยก ค่าปกติของมันคือ 0 ถึง 2 บันทึกคือ 6 มนุษย์ยังห่างไกลจากความสมบูรณ์แบบตามธรรมชาติมาก ตัวอย่างเช่น ค่าสัมประสิทธิ์ของนกอินทรีนี้ เมื่อมันลอยขึ้นจากพื้นดินพร้อมกับโกเฟอร์ที่จับได้ จะมีค่าเป็น 14 จากกราฟด้านบน เห็นได้ชัดว่าการเพิ่มมุมการโจมตีทำให้เกิดการยกเพิ่มขึ้นจนถึงมุมหนึ่ง ค่านิยม หลังจากนั้นเอฟเฟกต์จะหายไปและไปในทิศทางตรงกันข้ามด้วยซ้ำ

แผงลอย

อย่างที่พวกเขาพูดกันว่าทุกอย่างดีพอสมควร แต่ละปีกมีขีดจำกัดของตัวเองในแง่ของมุมการโจมตี มุมการโจมตีวิกฤตยิ่งยวดที่เรียกว่าจะนำไปสู่การพังทลายของการไหลบนพื้นผิวด้านบนของปีกทำให้ไม่สามารถยกได้ แผงลอยเกิดขึ้นไม่เท่ากันทั่วทั้งบริเวณปีกและมาพร้อมกับปรากฏการณ์ที่ไม่พึงประสงค์อย่างยิ่งที่สอดคล้องกันเช่นการสั่นและการสูญเสียการควบคุม น่าแปลกที่ปรากฏการณ์นี้ขึ้นอยู่กับความเร็วเพียงเล็กน้อยถึงแม้ว่ามันจะมีอิทธิพลเช่นกัน แต่สาเหตุหลักของการเกิดแผงลอยคือการหลบหลีกอย่างเข้มข้นพร้อมกับมุมการโจมตีที่วิกฤตยิ่งยวด เป็นเพราะเหตุนี้เครื่องบิน Il-86 ชนเพียงครั้งเดียวจึงเกิดขึ้นเมื่อนักบินต้องการ "อวด" บนเครื่องบินที่ว่างเปล่าโดยไม่มีผู้โดยสารเริ่มมีความสูงเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วซึ่งจบลงอย่างน่าเศร้า

ความต้านทาน

แรงลากที่ขัดขวางไม่ให้เครื่องบินเคลื่อนที่ไปข้างหน้ามาพร้อมกับแรงยก ประกอบด้วยสามองค์ประกอบ นี่คือแรงเสียดทานที่เกิดขึ้นเนื่องจากการกระทำของอากาศบนเครื่องบิน แรงที่เกิดขึ้นเนื่องจากความแตกต่างของความดันในบริเวณด้านหน้าปีกและด้านหลังปีก และองค์ประกอบอุปนัยที่กล่าวถึงข้างต้น เนื่องจากเวกเตอร์ การกระทำของมันถูกชี้นำไม่เพียงแต่ขึ้นด้านบน ซึ่งมีส่วนทำให้การยกเพิ่มขึ้น แต่ยังกลับมาเป็นพันธมิตรของการต่อต้านด้วย นอกจากนี้องค์ประกอบหนึ่งของอุปนัยลากคือแรงที่เกิดขึ้นเนื่องจากการไหลของอากาศผ่านปลายปีกทำให้เกิดกระแสน้ำวนที่เพิ่มมุมเอียงของทิศทางการเคลื่อนที่ของอากาศ สูตรการลากตามหลักอากาศพลศาสตร์นั้นเหมือนกับสูตรการยกทุกประการ ยกเว้นค่าสัมประสิทธิ์ Su มันเปลี่ยนเป็นค่าสัมประสิทธิ์ Cx และถูกกำหนดจากการทดลองด้วย มูลค่าของมันแทบจะไม่เกินหนึ่งในสิบของหน่วย

คุณภาพตามหลักอากาศพลศาสตร์

อัตราส่วนของแรงยกต่อแรงลากเรียกว่าคุณภาพอากาศพลศาสตร์ จำเป็นต้องคำนึงถึงคุณลักษณะหนึ่งประการที่นี่ เนื่องจากสูตรสำหรับแรงยกและแรงลากมีค่าเท่ากัน ยกเว้นค่าสัมประสิทธิ์ จึงสันนิษฐานได้ว่าคุณภาพอากาศพลศาสตร์ของเครื่องบินถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของค่าสัมประสิทธิ์ Su และ Cx กราฟของความสัมพันธ์สำหรับมุมการโจมตีบางมุมเรียกว่าขั้วปีก ตัวอย่างของกราฟดังกล่าวแสดงอยู่ด้านล่าง

เครื่องบินสมัยใหม่มีอัตราส่วนการยกต่อการลากในช่วง 17-21 และเครื่องร่อน - มากถึง 50 ซึ่งหมายความว่าบนเครื่องบินแรงยกของปีกในสภาวะที่เหมาะสมจะมากกว่าแรงลาก 17-21 เท่า เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องบินของพี่น้องตระกูลไรต์ ด้วยเรตติ้ง 6.5 ความก้าวหน้าในการออกแบบก็ชัดเจน แต่ก็ยังห่างไกลจากนกอินทรีที่มีโกเฟอร์ผู้โชคร้ายอยู่ในอุ้งเท้า

โหมดการบิน

โหมดการบินที่แตกต่างกันต้องมีคุณสมบัติตามหลักอากาศพลศาสตร์ที่แตกต่างกัน ในระหว่างการล่องเรือในแนวนอน ความเร็วของเครื่องบินค่อนข้างสูง และค่าสัมประสิทธิ์การยกซึ่งแปรผันตามกำลังสองของความเร็วมีค่าสูง สิ่งสำคัญที่นี่คือการลดความต้านทานให้เหลือน้อยที่สุด ในระหว่างการบินขึ้นและโดยเฉพาะอย่างยิ่งการลงจอด ค่าสัมประสิทธิ์การยกมีบทบาทชี้ขาด ความเร็วของเครื่องบินต่ำ แต่ต้องมีตำแหน่งที่มั่นคงในอากาศ วิธีแก้ปัญหาที่ดีเลิศสำหรับปัญหานี้คือการสร้างปีกแบบปรับตัวได้ ซึ่งจะเปลี่ยนความโค้งและพื้นที่ได้ขึ้นอยู่กับสภาพการบินในลักษณะเดียวกับที่นกทำ แม้ว่าผู้ออกแบบจะไม่ประสบความสำเร็จในเรื่องนี้ แต่การเปลี่ยนค่าสัมประสิทธิ์การยกทำได้โดยการใช้กลไกของปีก ซึ่งจะเป็นการเพิ่มทั้งพื้นที่และความโค้งของโปรไฟล์ ซึ่งเมื่อเพิ่มแรงลาก แรงยกก็จะเพิ่มอย่างมีนัยสำคัญ สำหรับเครื่องบินรบ มีการใช้การเปลี่ยนปีกกวาด นวัตกรรมนี้ทำให้สามารถลดการลากด้วยความเร็วสูงและเพิ่มการยกที่ความเร็วต่ำได้ อย่างไรก็ตาม การออกแบบนี้กลับกลายเป็นว่าไม่น่าเชื่อถือ และเมื่อเร็ว ๆ นี้เครื่องบินแนวหน้าก็ได้รับการผลิตด้วยปีกคงที่ อีกวิธีหนึ่งในการเพิ่มการยกของปีกเครื่องบินคือการเป่าปีกเพิ่มเติมตามการไหลของเครื่องยนต์ สิ่งนี้ถูกนำมาใช้กับเครื่องบินขนส่งทางทหาร An-70 และ A-400M ซึ่งด้วยคุณสมบัตินี้ทำให้มีระยะการบินขึ้นและลงจอดที่สั้นลง

แรงแอโรไดนามิก

การไหลของอากาศ การไหลของร่างกาย

เมื่อไหลไปรอบๆ วัตถุที่เป็นของแข็ง การไหลของอากาศอาจมีการเสียรูป ซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงความเร็ว ความดัน อุณหภูมิ และความหนาแน่นในกระแสการไหล ดังนั้น พื้นที่ของความเร็วลมและความดันที่แปรผันจึงถูกสร้างขึ้นใกล้กับพื้นผิวของลำตัวที่เพรียวบาง การปรากฏตัวของแรงกดดันที่มีขนาดต่างกันบนพื้นผิวของวัตถุที่มั่นคงทำให้เกิดการเกิดขึ้นของแรงและช่วงเวลาตามหลักอากาศพลศาสตร์ การกระจายแรงเหล่านี้ขึ้นอยู่กับลักษณะของการไหลรอบๆ ร่างกาย ตำแหน่งในการไหล และโครงร่างของร่างกาย เพื่อศึกษารูปแบบทางกายภาพของการไหลรอบๆ วัตถุที่เป็นของแข็ง มีการใช้วิธีการต่างๆ เพื่อแสดงรูปแบบการไหลรอบๆ วัตถุที่มองเห็นได้ โดยทั่วไปเรียกว่ารูปแบบการไหลของอากาศรอบร่างกายที่มองเห็นได้ สเปกตรัมแอโรไดนามิก

เพื่อให้ได้สเปกตรัมตามหลักอากาศพลศาสตร์ จึงใช้เครื่องมือต่างๆ เช่น ท่อควัน (รูปที่ 1) หนอนไหม มาตรการวิจัยด้านการมองเห็น (สำหรับการไหลเหนือเสียง) ฯลฯ

ข้าว. 1 ช่องควัน

1 - แหล่งกำเนิดควัน; 2 - ควัน; 3 - ร่างกายเพรียวบาง; 4 – แฟน

ในช่องควัน สเปกตรัมตามหลักอากาศพลศาสตร์ถูกสร้างขึ้นโดยกระแสควันที่ปล่อยออกมาจากผู้สูบบุหรี่แบบพิเศษเข้าสู่การไหลของอากาศที่ไหลไปทั่วร่างกาย

สาระสำคัญของวิธีการใช้เส้นไหมคือในสถานที่ที่น่าสนใจเส้นไหมพิเศษจะติดกาวกับพื้นผิวของร่างกายที่เพรียวบางซึ่งเมื่อพัดไปทั่วร่างกายจะตั้งอยู่ตามลำธารที่ไหลไปทั่วร่างกาย ตำแหน่งของไหมใช้ในการตัดสินลักษณะของกระแสใกล้ผิวกาย

ให้เราพิจารณาสเปกตรัมตามหลักอากาศพลศาสตร์ของวัตถุบางส่วน

จานแบน (รูปที่ 2) ซึ่งวางไว้ในการไหลที่มุม 90° ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทิศทางการเคลื่อนที่ของกระแสที่ไหลรอบ ๆ ค่อนข้างชัดเจน: การชะลอตัวของการไหลที่อยู่ด้านหน้า การบีบอัดของกระแสน้ำที่ขอบ และการก่อตัวตรงด้านหลังขอบของแผ่นหายากและกระแสน้ำวนขนาดใหญ่ที่เต็มพื้นที่ด้านหลังบันทึกทั้งหมด กระแสร่วมที่มองเห็นได้ชัดเจนสามารถสังเกตได้ด้านหลังแผ่น ที่ด้านหน้าของแผ่น ความดันจะมากกว่าในการไหลที่ไม่ถูกรบกวน และด้านหลังแผ่น เนื่องจากการหายาก ความดันจะลดลง

ข้าว. 2 สเปกตรัมแอโรไดนามิกของจานแบนและลูกบอล

รูปร่างเพรียวบาง (รูปทรงหยดน้ำ) สมมาตร มีรูปแบบการไหลที่นุ่มนวลขึ้นทั้งส่วนหน้าและส่วนท้าย

ในส่วน A - B (ค่าหน้าตัดที่ใหญ่ที่สุด สเปกตรัมแอโรไดนามิกแสดงให้เห็นถึงการเสียรูปครั้งใหญ่ที่สุดของเจ็ตส์ การบีบอัดที่ยิ่งใหญ่ที่สุด ในส่วนท้ายจะเกิดกระแสน้ำวนขนาดเล็กซึ่งสร้างไอพ่นร่วมและถูกพาออกไป ตามกระแสค่อย ๆ จางหายไป (รูปที่ 3)

ข้าว. 3 สเปกตรัมแอโรไดนามิกของตัวถังที่เพรียวบาง

ร่างกายเพรียวบางและไม่สมมาตร ในแง่ของธรรมชาติของการไหลนั้นอยู่ใกล้กับสมมาตรที่มีความคล่องตัวและแตกต่างกันในปริมาณการเสียรูปของกระแสน้ำในส่วนบนและส่วนล่างของร่างกาย (ดูรูปที่ 4)

ข้าว. 4 สเปกตรัมแอโรไดนามิกของตัวถังที่ไม่สมมาตรเพรียวบาง (โปรไฟล์ปีก)

การเสียรูปครั้งใหญ่ที่สุดของกระแสน้ำจะสังเกตได้เมื่อร่างกายมีความโค้งของพื้นผิวร่างกายมากที่สุด (จุด K) ในบริเวณจุดนี้กระแสน้ำจะถูกบีบอัดและหน้าตัดจะลดลง พื้นผิวด้านล่างโค้งน้อยกว่ามีผลกระทบต่อรูปแบบการไหลเพียงเล็กน้อย ที่นี่สิ่งที่เรียกว่าการไหลแบบอสมมาตรเกิดขึ้น เมื่ออากาศไหลไปรอบๆ วัตถุที่มีความสมมาตร (และไม่สมมาตร) จะมีความคล่องตัววางไว้ในมุมที่กำหนด กสำหรับเวกเตอร์ความเร็วของการไหลที่ไม่ถูกรบกวน (รูปที่ 5) เราจะมีรูปภาพของการไหลที่ไม่สมมาตรรอบตัวเรา และได้รับสเปกตรัมแอโรไดนามิกคล้ายกับที่ได้รับเมื่อไหลไปรอบ ๆ วัตถุที่มีความคล่องตัวที่ไม่สมมาตร (ดูรูปที่ 4)

ข้าว. 5 สเปกตรัมแอโรไดนามิกของลำตัวเพรียวบาง (โปรไฟล์ปีก) วางอยู่ในการไหลในมุมหนึ่ง ก

บนพื้นผิวด้านบนของลำตัว ณ ตำแหน่งที่มีการอัดไอพ่นมากที่สุด ตามกฎแห่งความต่อเนื่องของไอพ่น ความเร็วการไหลเพิ่มขึ้นเฉพาะที่ และผลที่ตามมาคือความดันลดลง บนพื้นผิวด้านล่าง การเปลี่ยนรูปของการไหลจะน้อยลง ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงความเร็วและความดันจึงน้อยลง

เห็นได้ง่ายว่าระดับความผิดปกติของกระแสน้ำในการไหลจะขึ้นอยู่กับโครงร่างของร่างกายและตำแหน่งในการไหล เมื่อทราบสเปกตรัมของการไหลรอบร่างกาย จึงสามารถคำนวณค่าความกดอากาศสำหรับแต่ละจุดได้ และจึงตัดสินขนาดและธรรมชาติของการกระทำของแรงแอโรไดนามิกได้ เนื่องจากแรงกดที่มีขนาดต่างกันจะกระทำต่อจุดที่แตกต่างกันบนพื้นผิวของลำตัวที่เพรียวบาง (โครงปีก) แรงที่เกิดขึ้นจึงจะแตกต่างจากศูนย์ ความแตกต่างของความดัน ณ จุดต่างๆ บนพื้นผิวของปีกที่กำลังเคลื่อนที่นี้เป็นปัจจัยหลักที่ทำให้เกิดแรงแอโรไดนามิก

ขนาดของความกดดันพื้นผิวสำหรับวัตถุต่างๆ ถูกกำหนดในห้องปฏิบัติการโดยการเป่าในอุโมงค์ลม ค่าความดันที่ได้รับสำหรับแต่ละจุดจะถูกพล็อตบนกราฟพิเศษ (รูปที่ 6)

นอกเหนือจากแรงกดดันแล้ว แรงเสียดทานยังกระทำบนพื้นผิวของปีกในวงสัมผัสซึ่งเกิดจากความหนืดของอากาศและถูกกำหนดโดยกระบวนการที่เกิดขึ้นในชั้นขอบเขตทั้งหมด

เมื่อสรุปความดันและแรงเสียดทานที่กระจายไปทั่วพื้นผิวของปีก เราจะได้แรงลัพธ์ซึ่งเรียกว่า แรงแอโรไดนามิกทั้งหมด .

เรียกว่าจุดที่ใช้แรงแอโรไดนามิกทั้งหมดบนคอร์ดของส่วนปีก ศูนย์ ความดัน.

ข้าว. 6 การกระจายแรงกดตามแนวปีก

ปีกและวัตถุประสงค์ของมัน

ปีกเครื่องบินได้รับการออกแบบเพื่อสร้างลิฟต์ที่จำเป็นเพื่อให้เครื่องบินลอยอยู่ในอากาศ

ยิ่งแรงยกและแรงลากยิ่งน้อย คุณภาพแอโรไดนามิกของปีกก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

การยกและการลากของปีกขึ้นอยู่กับลักษณะทางเรขาคณิตของปีก ลักษณะทางเรขาคณิตของปีกส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับลักษณะของปีกในแผนผังและลักษณะของโครงร่างปีก

ลักษณะทางเรขาคณิตของปีก

ลักษณะทางเรขาคณิตของปีกจะลดลงตามลักษณะของรูปร่างปีกในแผนและลักษณะของโครงร่างปีกเป็นหลัก ปีกของเครื่องบินสมัยใหม่สามารถสร้างรูปร่างตามแผนได้ (รูปที่ 7): ทรงรี (a), สี่เหลี่ยม (b), สี่เหลี่ยมคางหมู (c), รูปทรงลูกศร (d) และสามเหลี่ยม (e)

รูปร่างตามหลักอากาศพลศาสตร์ที่ดีที่สุดคือรูปทรงรี แต่ปีกดังกล่าวผลิตได้ยากและไม่ค่อยได้ใช้ ปีกสี่เหลี่ยมมีข้อได้เปรียบน้อยกว่าจากมุมมองทางอากาศพลศาสตร์ แต่ผลิตได้ง่ายกว่ามาก ปีกรูปสี่เหลี่ยมคางหมูมีลักษณะอากาศพลศาสตร์ดีกว่าปีกสี่เหลี่ยม แต่ค่อนข้างยากในการผลิต

ปีกที่กวาดและเป็นรูปสามเหลี่ยมนั้นมีอากาศพลศาสตร์ด้อยกว่าปีกสี่เหลี่ยมคางหมูและสี่เหลี่ยมที่ความเร็วเปรี้ยงปร้าง แต่ที่ความเร็วทรานโซนิกและความเร็วเหนือเสียงพวกมันมีข้อได้เปรียบที่สำคัญ ดังนั้นปีกดังกล่าวจึงใช้กับเครื่องบินที่บินด้วยความเร็วเหนือเสียงและความเร็วเหนือเสียงเท่านั้น

ข้าว. 7 แผนปีก

ข้าว. 8 มุมของปีกตัว V ตามขวาง

ข้าว. 9 ลักษณะทางเรขาคณิตของปีก

รูปร่างของปีกในแผนนั้นมีลักษณะเป็นช่วง, พื้นที่การยืดตัว, การเรียว, การกวาด (รูปที่ 9) และแนวขวาง วี(รูปที่ 8)

ปีกกว้าง ล คือระยะห่างระหว่างปลายปีกเป็นเส้นตรง

บริเวณปีก ในความเคารพของ ส cr ถูกจำกัดด้วยรูปทรงของปีก

พื้นที่ของปีกสี่เหลี่ยมคางหมูและปีกกวาดคำนวณเป็นพื้นที่ของสี่เหลี่ยมคางหมูสองตัว

(2.1)

ที่ไหน ข 0 -คอร์ดรูต, ม.;

ข ถึง -คอร์ดเทอร์มินัล, m;

คอร์ดวิงเฉลี่ย, ม.

ส่วนต่อขยายปีก ล เรียกว่าอัตราส่วนของปีกต่อหมายถึงคอร์ด

ถ้าแทน ข เฉลี่ยแทนค่าของมันจากความเท่าเทียมกัน (2.1) จากนั้นสูตรจะพิจารณาการยืดตัวของปีก

สำหรับเครื่องบินความเร็วเหนือเสียงและทรานโซนิกสมัยใหม่ อัตราส่วนปีกจะต้องไม่เกิน 2-5 สำหรับเครื่องบินความเร็วต่ำ อัตราส่วนสามารถสูงถึง 12-15 และสำหรับเครื่องร่อนสูงสุด 25

ปีกแคบลง ชม. เรียกว่าอัตราส่วนของคอร์ดแกนต่อคอร์ดเทอร์มินัล

สำหรับเครื่องบินที่มีความเร็วต่ำกว่าเสียง ปีกเรียวมักจะไม่เกิน 3 แต่สำหรับเครื่องบินที่มีความถี่เหนือเสียงและเหนือเสียงนั้นสามารถเปลี่ยนแปลงได้ภายในขอบเขตที่กว้าง

มุมกวาด ค เรียกว่ามุมระหว่างเส้นขอบนำของปีกกับแกนตามขวางของเครื่องบิน นอกจากนี้ยังสามารถวัดการกวาดตามแนวโฟกัส (1/4 คอร์ดจากขอบการโจมตี) หรือตามแนวปีกอีกเส้นหนึ่ง สำหรับเครื่องบินทรานส์โซนิกจะสูงถึง 45° และสำหรับเครื่องบินเหนือเสียงจะสูงถึง 60°

มุมของปีกตัว V ตามขวาง เรียกว่ามุมระหว่างแกนขวางของเครื่องบินกับพื้นผิวด้านล่างของปีก (รูปที่ 8) เครื่องบินสมัยใหม่มีมุมขวาง วีช่วงตั้งแต่ +5° ถึง -15°

โปรไฟล์ปีก เรียกว่ารูปทรงหน้าตัดของมัน โปรไฟล์สามารถเป็นได้ (รูปที่ 10): สมมาตรและไม่สมมาตร ในทางกลับกันสิ่งที่ไม่สมมาตรสามารถเป็นรูปนูนสองด้าน, พลาโนนูน, เว้านูนและรูปตัว S แม่และเด็กและรูปลิ่มสามารถใช้กับเครื่องบินความเร็วเหนือเสียงได้

เครื่องบินสมัยใหม่ส่วนใหญ่ใช้โปรไฟล์ที่ไม่สมมาตรแบบสมมาตรและแบบนูนสองด้าน

ลักษณะสำคัญของโปรไฟล์คือ: คอร์ดโปรไฟล์, ความหนาสัมพัทธ์, ความโค้งสัมพัทธ์ (รูปที่ 11)

คอร์ดโปรไฟล์b เรียกว่าส่วนของเส้นตรงที่เชื่อมระหว่างสองจุดที่ไกลที่สุดของโปรไฟล์

ข้าว. 10 รูปร่างโปรไฟล์ปีก

1 - สมมาตร; 2 - ไม่สมมาตร 3 - พลาโนนูน; 4 - นูนสองด้าน; 5 - รูปตัว S; 6 - เคลือบ; 7 - แม่และเด็ก; 8 - รูปทรงเพชร; 9 - ดี โดดเด่น

ข้าว. สิบเอ็ด ลักษณะทางเรขาคณิตของโปรไฟล์:

b - คอร์ดโปรไฟล์; C max - ความหนาสูงสุด f max - ลูกศรโค้ง; x c - พิกัดของความหนาสูงสุด

ข้าว. 12 มุมปีกของการโจมตี

ข้าว. 13 แรงแอโรไดนามิกทั้งหมดและจุดใช้งาน

R - แรงแอโรไดนามิกทั้งหมด Y - แรงยก; Q - แรงลาก; ก - มุมโจมตี; ถาม - มุมคุณภาพ

ความหนาของโปรไฟล์สัมพัทธ์ กับเรียกว่าอัตราส่วนความหนาสูงสุด สูงสุด ไปที่คอร์ดซึ่งแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์:

(2.5)

ตำแหน่งความหนาโปรไฟล์สูงสุด เอ็กซ์ ค แสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ของความยาวคอร์ดและวัดจากนิ้วเท้า

(2.6)

สำหรับเครื่องบินสมัยใหม่ ความหนาของโปรไฟล์สัมพัทธ์จะอยู่ในช่วง 4-16%

ความโค้งของโปรไฟล์สัมพัทธ์ ฉเรียกว่าอัตราส่วนความโค้งสูงสุด ฉไปที่คอร์ดโดยแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์

ระยะห่างสูงสุดจากเส้นกึ่งกลางโปรไฟล์ถึงคอร์ดจะกำหนดความโค้งของโปรไฟล์ เส้นกึ่งกลางของโปรไฟล์ถูกวาดในระยะห่างเท่ากันจากรูปทรงด้านบนและด้านล่างของโปรไฟล์

(2.7)

สำหรับโปรไฟล์แบบสมมาตร ความโค้งสัมพัทธ์จะเป็นศูนย์ แต่สำหรับโปรไฟล์แบบอสมมาตร ค่านี้จะแตกต่างจากศูนย์และไม่เกิน 4%

คอร์ดปีกแอโรไดนามิกเฉลี่ย

การเคลื่อนที่แบบหมุนของเครื่องบินที่กำลังบินจะเกิดขึ้นรอบๆ จุดศูนย์ถ่วง ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญที่จะต้องสามารถกำหนดตำแหน่งของ CG ได้อย่างรวดเร็วและรู้ว่าความสมดุลจะเปลี่ยนไปอย่างไรเมื่อตำแหน่งเปลี่ยนไป ตามกฎแล้วตำแหน่งของจุดศูนย์ถ่วงนั้นสัมพันธ์กับคอร์ดแอโรไดนามิกโดยเฉลี่ยของปีก

คอร์ดแอโรไดนามิกเฉลี่ยของปีก (ศอ) เรียกว่าคอร์ดของปีกสี่เหลี่ยมซึ่งมีพื้นที่เดียวกับปีกที่กำหนดขนาดของแรงแอโรไดนามิกทั้งหมดและตำแหน่งของจุดศูนย์กลางความดัน (CP) ที่มุมการโจมตีเท่ากัน (รูปที่ 14)

ข้าว. 14 คอร์ดแอโรไดนามิกเฉลี่ยของปีก

ขนาดและพิกัด เขตซาร์สำหรับเครื่องบินแต่ละลำจะถูกกำหนดในระหว่างขั้นตอนการออกแบบและระบุไว้ในคำอธิบายทางเทคนิค

ถ้าขนาดและตำแหน่ง เขตซาร์ไม่ทราบจำนวนเครื่องบินลำนี้ สามารถระบุได้โดยประมาณ สำหรับปีกที่คลี่เป็นรูปสี่เหลี่ยมคางหมู เขตซาร์มุ่งมั่น โดยการก่อสร้างทางเรขาคณิต เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ปีกเครื่องบินจะถูกวาดตามแผน (และในระดับหนึ่ง) ในความต่อเนื่องของคอร์ดรูต จะมีการวางส่วนที่มีขนาดเท่ากับคอร์ดเทอร์มินัล (รูปที่ 15) และในส่วนต่อของคอร์ดเทอร์มินัล (ไปข้างหน้า) ส่วนที่มีขนาดเท่ากับคอร์ดรูตจะถูกฝากไว้ ปลายปล้องเชื่อมต่อกันเป็นเส้นตรง จากนั้นลากเส้นกึ่งกลางของปีก เชื่อมต่อจุดกึ่งกลางตรงของคอร์ดรากและคอร์ดสุดท้าย คอร์ดแอโรไดนามิกโดยเฉลี่ยจะผ่านจุดตัดของเส้นทั้งสองนี้ (สอ.).

ข้าว. 15 คำจำกัดความทางเรขาคณิตของ MAR

เมื่อรู้ขนาดและตำแหน่งแล้ว เขตซาร์บนเครื่องบินและใช้เป็นพื้นฐาน กำหนดตำแหน่งของจุดศูนย์ถ่วงของเครื่องบิน จุดศูนย์กลางแรงกดของปีก ฯลฯ ที่สัมพันธ์กับจุดนั้น

แรงตามหลักอากาศพลศาสตร์ของเครื่องบินถูกสร้างขึ้นโดยปีกและจ่ายไปที่ศูนย์กลางของแรงกด ตามกฎแล้วจุดศูนย์กลางของความกดดันและจุดศูนย์ถ่วงไม่ตรงกันดังนั้นจึงเกิดช่วงเวลาแห่งแรงขึ้น ขนาดของโมเมนต์นี้ขึ้นอยู่กับขนาดของแรงและระยะห่างระหว่าง CG และจุดศูนย์กลางความดัน ซึ่งตำแหน่งซึ่งถูกกำหนดให้เป็นระยะทางจากจุดเริ่มต้น เขตซาร์แสดงเป็นปริมาณเชิงเส้นหรือเป็นเปอร์เซ็นต์ของความยาว ศอ.

ข้าว. 16 ตำแหน่งจุดศูนย์ถ่วงของเครื่องบิน

ข้าว. 17 การคำนวณการจัดตำแหน่งเมื่อน้ำหนักเครื่องบินเปลี่ยนแปลง

ปีกลาก

ลาก - นี่คือความต้านทานต่อการเคลื่อนที่ของปีกเครื่องบินในอากาศ ประกอบด้วยโปรไฟล์ อิมพีแดนซ์อุปนัย และคลื่น:

X cr = X cr + X ดัชนี + X B. (2.8)

ความต้านทานลักษณะเฉพาะ จะไม่ได้รับการพิจารณา เนื่องจากเกิดขึ้นที่ความเร็วการบินสูงกว่า 450 กม./ชม.

ความต้านทานโปรไฟล์ ประกอบด้วยความต้านทานแรงดันและความต้านทานแรงเสียดทาน:

X ราคา = XD + X TR .(2.9)

ต้านทานแรงดัน - นี่คือความแตกต่างของแรงกดดันด้านหน้าและด้านหลังปีก ยิ่งความแตกต่างนี้มากเท่าใด ความต้านทานแรงดันก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ความแตกต่างของแรงกดขึ้นอยู่กับรูปร่างของโปรไฟล์ ความหนาสัมพัทธ์และความโค้ง (รูปที่ 18 ระบุในรูป กับเอ็กซ์- ค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานโปรไฟล์)

ข้าว. 18 กราฟความต้านทานของโปรไฟล์เทียบกับความหนาของโปรไฟล์

ยิ่งมีความหนาสัมพัทธ์มากเท่าไร กับยิ่งเพิ่มแรงกดดันที่ด้านหน้าปีกและยิ่งลดน้อยลงที่ด้านหลังปีกที่ขอบท้ายของมัน เป็นผลให้ความแตกต่างของความดันเพิ่มขึ้นและส่งผลให้ความต้านทานแรงดันเพิ่มขึ้น การไหลของอากาศรอบปีกของเครื่องบิน Yak-52 และ Yak-55 ในช่วงปฏิบัติการของมุมการโจมตี (ส่วนเชิงเส้นของลักษณะเฉพาะ ซี =ฉ( ก ) เกิดขึ้นโดยไม่มีการแยกชั้นขอบเขตออกจากพื้นผิวทั้งหมดของโปรไฟล์ปีกส่งผลให้ความต้านทานแรงกดเกิดขึ้นเนื่องจากความแตกต่างของแรงกดระหว่างส่วนหน้าและด้านหลังของปีก ปริมาณความต้านทานแรงดันมีน้อย การปรากฏตัวของความต้านทานแรงดันจะมาพร้อมกับการก่อตัวของกระแสน้ำวนที่อ่อนแอในไอพ่นที่เกิดขึ้นจากชั้นขอบเขต

เมื่ออากาศไหลไปรอบๆ โปรไฟล์ปีกที่มุมการโจมตีใกล้กับมุมวิกฤต ความต้านทานแรงดันจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก ในกรณีนี้ ขนาดของไอพ่นร่วมที่หมุนวนและกระแสน้ำวนเองก็เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว

ความต้านทานแรงเสียดทาน เกิดขึ้นเนื่องจากการปรากฏของความหนืดของอากาศในชั้นขอบเขตของการไหลรอบส่วนปีก ขนาดของแรงเสียดทานขึ้นอยู่กับโครงสร้างของชั้นขอบเขตและสถานะของพื้นผิวที่เพรียวบางของปีก (ความหยาบของมัน) ในชั้นขอบอากาศแบบราบเรียบ ความต้านทานแรงเสียดทานจะน้อยกว่าในชั้นขอบแบบปั่นป่วน ดังนั้น ยิ่งพื้นผิวปีกมีชั้นขอบชั้นของการไหลของอากาศไหลไปรอบๆ มากเท่าใด แรงเสียดทานก็จะยิ่งลดลงเท่านั้น

จำนวนแรงเสียดทานจะได้รับผลกระทบจาก: ความเร็วของเครื่องบิน; ความหยาบผิว รูปร่างปีก ยิ่งความเร็วในการบินสูง พื้นผิวปีกก็จะยิ่งได้รับการประมวลผลคุณภาพแย่ลง และยิ่งโปรไฟล์ปีกหนาขึ้นเท่าใด ความต้านทานการเสียดสีก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

ข้าว. 19 ไหลไปรอบๆ ปีกที่มีขอบเขตจำกัด

เพื่อลดแรงเสียดทานในการเตรียมเครื่องบินสำหรับการบิน จำเป็นต้องรักษาความเรียบของพื้นผิวปีกและส่วนต่างๆ ของเครื่องบิน โดยเฉพาะปลายปีก การเปลี่ยนมุมการโจมตีแทบไม่มีผลกระทบต่อปริมาณความต้านทานแรงเสียดทาน

ความสัมพันธ์ระหว่างความต้านทานแรงเสียดทานและความต้านทานแรงดันส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับความหนาของโปรไฟล์ (ดูรูปที่ 18) รูปนี้แสดงให้เห็นว่าเมื่อความหนาสัมพัทธ์ของโปรไฟล์เพิ่มขึ้น สัดส่วนที่เกี่ยวข้องกับความต้านทานแรงดันก็เพิ่มขึ้น เช่นเดียวกันสามารถพูดได้โดยการวิเคราะห์และเปรียบเทียบโปรไฟล์ของเครื่องบิน Yak-52 และ Yak-55

ปฏิกิริยาอุปนัย - เป็นการลากที่เพิ่มขึ้นซึ่งสัมพันธ์กับการเกิดแรงยกของปีก เมื่ออากาศที่ไม่ถูกรบกวนไหลไปรอบๆ ปีก จะเกิดความต่างของแรงดันที่ด้านบนและด้านล่างของปีก ส่งผลให้ส่วนหนึ่งของอากาศที่ปลายปีก ปีกจะไหลจากบริเวณที่มีความกดอากาศสูงกว่าไปยังบริเวณที่มีความกดอากาศต่ำกว่า (รูปที่ 19)

การไหลของอากาศไหลจากพื้นผิวด้านล่างของปีกขึ้นไปด้านบนและซ้อนทับกับการไหลของอากาศที่ไหลไปยังส่วนบนของปีกซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของความปั่นป่วนในมวลอากาศด้านหลังขอบท้ายนั่นคือกระแสน้ำวน เชือกถูกสร้างขึ้น อากาศในเชือกน้ำวนหมุน ความเร็วในการหมุนของเชือกวอร์เท็กซ์นั้นแตกต่างกัน โดยที่ตรงกลางจะยิ่งใหญ่ที่สุด และเมื่อมันเคลื่อนที่ออกจากแกนวอร์เท็กซ์ก็จะลดลง

ข้าว. 20 การโก่งตัวของการไหลของอากาศที่เกิดจากแนวกระแสน้ำวน

เนื่องจากอากาศมีความหนืด อากาศที่หมุนอยู่ในมัดจึงพาอากาศโดยรอบไปด้วย มัดกระแสน้ำวนของปีกครึ่งซ้ายและขวาหมุนไปในทิศทางที่ต่างกันในลักษณะที่การเคลื่อนที่ของมวลอากาศภายในปีกถูกควบคุมจากบนลงล่าง

การเคลื่อนที่ของมวลอากาศนี้ช่วยเพิ่มความเร็วให้กับการไหลของอากาศที่ไหลรอบปีก ในกรณีนี้ส่วนใดส่วนหนึ่งของอากาศจะไหลไปรอบๆ ปีกด้วยความเร็ว วี, เบี่ยงตัวลงด้วยความเร็ว ยู. ขนาดของความเร็วนี้จะแปรผกผันกับระยะห่างของจุดจากแกนของเชือกน้ำวน กล่าวคือ ท้ายที่สุด ไปจนถึงการยืดตัวของปีก ความแตกต่างของแรงดันด้านบนและด้านล่างของปีก และกับรูปร่างของปีก ในแผน

มุม ดาโดยกระแสลมที่ไหลรอบปีกจะถูกเบี่ยงเบนไปด้วยความเร็ว วีเกิดจากความเร็วแนวตั้ง ยู, เรียกว่ามุมไหล (รูปที่ 20) ค่าของมันขึ้นอยู่กับค่าของความเร็วแนวตั้งที่เกิดจากเชือกน้ำวนและความเร็วของการไหลที่กำลังมาถึง วี:

(2.10)

ดังนั้นเนื่องจากมุมเอียงของการไหล จึงทำให้เกิดมุมการโจมตีที่แท้จริง กคือปีกในแต่ละส่วนจะแตกต่างจากรูปทรงเรขาคณิตหรือมุมการโจมตีที่ชัดเจน กแต่ละตามจำนวนเงิน ดา(รูปที่ 21):

(2.11)

ดังที่ทราบกันดีว่าการยกปีก ยตั้งฉากกับกระแสที่กำลังจะมาถึงและทิศทางของมันเสมอ ดังนั้นเวกเตอร์การยกปีกจึงเบี่ยงเบนไปเป็นมุม ดาและตั้งฉากกับทิศทางการไหลของอากาศ วี.

แรงยกจะไม่ใช่แรงทั้งหมด ย"และส่วนประกอบของมัน ย, ตั้งฉากกับการไหลที่กำลังจะมาถึง:

ข้าว. 21 การก่อตัวของปฏิกิริยาอินดัคทีฟ

ข้าว. 22 การขึ้นอยู่กับค่าสัมประสิทธิ์การลาก C x กับมุมการโจมตีของ Yak-52 และ

แยก-55

เนื่องจากมีขนาดเล็ก ดาเราพิจารณาแรงองค์ประกอบอื่น ย"จะเท่ากัน

(2.13)

ส่วนประกอบนี้มุ่งไปตามโฟลว์และเรียกว่า ปฏิกิริยาอุปนัย (รูปที่ 21)

ในการหาค่าของปฏิกิริยารีแอคแตนซ์ คุณจะต้องคำนวณความเร็ว ยูและมุมการไหล

ขึ้นอยู่กับมุมเอียงของการไหลต่อการยืดตัวของปีกและค่าสัมประสิทธิ์การยก กับที่และรูปทรงของปีกในแผนจะแสดงตามสูตร

ที่ไหน ก- ค่าสัมประสิทธิ์คำนึงถึงรูปร่างของปีกในแผน

สำหรับปีกเครื่องบินจะมีค่าสัมประสิทธิ์ กเท่ากับ

(2.15)

ที่ไหน ลเช่น- การต่อปีกโดยไม่คำนึงถึงพื้นที่ของลำตัวซึ่งครอบครองส่วนหนึ่งของปีก

ง- ค่าขึ้นอยู่กับรูปร่างของปีกในแผน

ให้เราแทนค่าของสูตร (2.14), (2.15) ลงในสูตร (2.13) โดยแปลงมันเราได้รับ

(2.16)

ที่ไหน คxฉัน- สัมประสิทธิ์ของปฏิกิริยารีแอคทีฟ

จะถูกกำหนดโดยสูตร จากสูตร ชัดเจนว่า ซีเอ็กซ์แปรผันโดยตรงกับค่าสัมประสิทธิ์การยก และแปรผกผันกับอัตราส่วนกว้างยาวของปีก

ที่มุมยกของการโจมตีเป็นศูนย์ กโอรีแอคแทนซ์แบบเหนี่ยวนำจะเป็นศูนย์

ที่มุมการโจมตีวิกฤตยิ่งยวด การไหลที่ราบรื่นรอบส่วนปีกจะหยุดชะงัก และด้วยเหตุนี้ สูตรในการพิจารณา คx1ไม่เป็นที่ยอมรับในการกำหนดมูลค่าของมัน

เนื่องจากมีความคุ้มค่า กับเอ็กซ์เป็นสัดส่วนผกผันกับอัตราส่วนลักษณะของปีก ดังนั้นเครื่องบินที่ออกแบบมาสำหรับเที่ยวบินระยะไกลจึงมีอัตราส่วนลักษณะของปีกสูง: ล=14…15.

คุณภาพแอโรไดนามิกของปีก

จากมุมมองตามหลักอากาศพลศาสตร์ สิ่งที่ได้เปรียบมากที่สุดคือปีกที่มีความสามารถในการสร้างแรงยกที่มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้โดยมีการลากที่ต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เพื่อประเมินความสมบูรณ์แบบตามหลักอากาศพลศาสตร์ของปีก จึงนำแนวคิดเรื่องคุณภาพอากาศพลศาสตร์ของปีกมาใช้

คุณภาพทางอากาศพลศาสตร์ของปีกคืออัตราส่วนของแรงยกต่อแรงลากของปีกที่มุมการโจมตีที่กำหนด

ที่ไหน ย-แรงยกกก.

ถาม- แรงดึง, กก. การแทนค่าลงในสูตร วาย และ คิว , เราได้รับ

ยิ่งปีกมีคุณภาพตามหลักอากาศพลศาสตร์มากเท่าใด ความสมบูรณ์แบบก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น คุณภาพสำหรับเครื่องบินสมัยใหม่สามารถเข้าถึงได้ 14-15 และสำหรับเครื่องร่อน 45-50. ซึ่งหมายความว่าปีกเครื่องบินสามารถสร้างแรงยกที่เกินแรงลากได้ประมาณหนึ่งเท่าตัว 14-15 ครั้งและสำหรับเครื่องร่อนแม้กระทั่งใน 50 ครั้ง

มุมจะมีลักษณะตามหลักอากาศพลศาสตร์ (ดูรูปที่ 13)

มุมระหว่างเวกเตอร์ของแรงยกและแรงแอโรไดนามิกทั้งหมดเรียกว่ามุมคุณภาพ ยิ่งคุณภาพแอโรไดนามิกสูง มุมคุณภาพก็จะยิ่งเล็กลง และในทางกลับกัน

คุณภาพอากาศพลศาสตร์ของปีกดังที่เห็นได้จากสูตร (2.18) ขึ้นอยู่กับปัจจัยเดียวกันกับค่าสัมประสิทธิ์ ซีและ ซีเอ็กซ์เช่น มุมการโจมตี รูปร่างโปรไฟล์ แผนผังปีก หมายเลขมัคของการบิน และการรักษาพื้นผิว

อิทธิพลต่อคุณภาพอากาศพลศาสตร์ของมุมการโจมตี

ขึ้นอยู่กับค่าที่ทราบของสัมประสิทธิ์แอโรไดนามิก ซีและ ซีเอ็กซ์วาดกราฟสำหรับมุมการโจมตีต่างๆ ถึง = ฉ ( ก) (รูปที่ 23)

กราฟแสดงให้เห็นว่าเมื่อมุมการโจมตีเพิ่มขึ้นจนถึงค่าที่กำหนด คุณภาพอากาศพลศาสตร์จะเพิ่มขึ้น ที่มุมหนึ่งของการโจมตี คุณภาพจะถึงค่าสูงสุด เคสูงสุด. มุมนี้. เรียกว่ามุมโจมตีที่ได้เปรียบที่สุด ก ไร้เดียงสา .

ที่มุมยกของการโจมตีเป็นศูนย์ ก โอ ที่ไหน กับ ที่ =0 คุณภาพอากาศพลศาสตร์จะเป็นศูนย์

อิทธิพลต่อคุณภาพอากาศพลศาสตร์ของรูปร่างโปรไฟล์มีความสัมพันธ์กับความหนาและความโค้งของโปรไฟล์ ในกรณีนี้ รูปร่างของโปรไฟล์ รูปทรงของนิ้วเท้า และตำแหน่งของความหนาโปรไฟล์สูงสุดตามแนวคอร์ดมีอิทธิพลอย่างมาก (รูปที่ 24)

ข้าว. 23 กราฟของการพึ่งพาคุณภาพอากาศพลศาสตร์กับมุมการโจมตี

ข้าว. 24 การพึ่งพาคุณภาพอากาศพลศาสตร์กับมุมการโจมตีและความหนาของโปรไฟล์

ข้าว. 25 . การก่อตัวของแรงดูด

ข้าว. 26 การเปลี่ยนแปลงคุณภาพอากาศพลศาสตร์ของปีกขึ้นอยู่กับเลขมัค

เมื่อไหลไปรอบๆ โปรไฟล์ด้วยปลายโค้งมนและหนา แรงดูดจะเกิดขึ้นที่ปลายโปรไฟล์ ซึ่งสามารถลดการลากได้อย่างมาก มันมีค่าสูงสุดเมื่อทำมุมโจมตีใกล้กับ กไร้เดียงสาเมื่อแรงดูดเกินแรงเสียดทาน (รูปที่ 25)

เพื่อให้ได้ค่าที่มากขึ้น ถึงสูงสุดเลือกความหนาและความโค้งที่เหมาะสมที่สุดของโปรไฟล์ รูปร่างรูปร่าง และการยืดตัวของปีก

แผนผังปีกยังส่งผลต่อคุณภาพอากาศพลศาสตร์ของปีกด้วย เพื่อให้ได้ค่าคุณภาพสูงสุด รูปร่างปีกที่ดีที่สุดจะต้องเป็นรูปวงรีและมีขอบด้านบนโค้งมน ปีกนี้มีแรงดึงเหนี่ยวนำน้อยที่สุด การเพิ่มอัตราส่วนลักษณะของปีกจะช่วยลดแรงต้าน (อย่าลืม) และเพิ่มประสิทธิภาพตามหลักอากาศพลศาสตร์

เมื่อจำนวนเพิ่มมากขึ้น ม เที่ยวบินก่อนที่จะเกิดวิกฤตคลื่นคุณภาพจะเพิ่มขึ้นเล็กน้อย (สำหรับมุมการโจมตีที่กำหนด) เนื่องจากความสามารถในการอัดอากาศเพิ่มขึ้น ซี . เมื่อเริ่มเกิดวิกฤตคลื่น คุณภาพจะลดลงอย่างรวดเร็วเนื่องจากค่าสัมประสิทธิ์การยกลดลงและ ซีเอ็กซ์ เพิ่มขึ้น (รูปที่ 26)

สภาพของพื้นผิวปีก (ความหยาบ ความเป็นคลื่น การเบี่ยงเบนจากรูปร่างที่กำหนด) ส่งผลต่อค่าการลากโปรไฟล์ ดังนั้นด้วยการปรับปรุงสภาพพื้นผิวปีก (หรือรักษาให้อยู่ในสภาพที่ดี) จึงเป็นไปได้ที่จะปรับปรุงคุณภาพอากาศพลศาสตร์ของเครื่องบินได้

การสร้างลักษณะแอโรไดนามิกของปีกและเครื่องบิน

วิงโพลาร์

สำหรับการคำนวณลักษณะการบินของปีกต่างๆ สิ่งสำคัญอย่างยิ่งคือต้องทราบการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นพร้อมกัน ซีและ ซีเอ็กซ์ ในระยะมุมการบินของการโจมตี เพื่อจุดประสงค์นี้จะมีการพล็อตกราฟของการพึ่งพาค่าสัมประสิทธิ์ ซี จาก ซีเอ็กซ์ เรียกว่าโพลารา

ในการสร้างขั้วสำหรับปีกที่กำหนด ปีก (หรือแบบจำลองของมัน) จะถูกเป่าในอุโมงค์ลมในมุมการโจมตีที่แตกต่างกัน เมื่อเป่า จะมีการวัดค่าแรงยกสำหรับแต่ละมุมของการโจมตีโดยใช้สมดุลแอโรไดนามิก ย และแรงดึง ถามเมื่อกำหนดขนาดของกองกำลังแล้ว วาย และ คิวสำหรับโปรไฟล์ที่กำหนด จะมีการคำนวณค่าสัมประสิทธิ์แอโรไดนามิก จากสูตรของแรงยกและแรงลาก เราพบว่า:

(2.20)

การคำนวณนี้จัดทำขึ้นสำหรับมุมการโจมตีแต่ละมุม ผลลัพธ์ของการวัดและการคำนวณจะถูกป้อนลงในตาราง

ในการสร้างขั้วจะต้องวาดแกนตั้งฉากกันสองแกน ค่าจะถูกลงจุดบนแกนตั้ง ซี , และในแนวนอน - ซีเอ็กซ์ . ตาชั่งสำหรับ ซีและ ซีเอ็กซ์ มักจะถ่ายที่แตกต่างกัน

ได้รับการยอมรับสำหรับ ซี ใช้สเกลที่ใหญ่กว่าสำหรับ 5 เท่า ซีเอ็กซ์ , เนื่องจากภายในมุมการบินของการโจมตีจะมีระยะการเปลี่ยนแปลง ซี มากกว่าขอบเขตการเปลี่ยนแปลงหลายเท่า ซีเอ็กซ์ . แต่ละจุดของกราฟผลลัพธ์จะสอดคล้องกับมุมการโจมตีที่แน่นอน

ชื่อ "โพลาร์" อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าเส้นโค้งนี้ถือได้ว่าเป็นแผนภาพเชิงขั้วที่สร้างขึ้นบนพิกัดของค่าสัมประสิทธิ์แรงแอโรไดนามิกทั้งหมด กับร และ เจ , ที่ไหน เจ - มุมเอียงของแรงแอโรไดนามิกทั้งหมด ร ไปยังทิศทางของความเร็วการไหลที่กำลังจะมาถึง (โดยมีเงื่อนไขว่ามาตราส่วน C y และ C x เอาเหมือนกัน)

ข้าว. 27 หลักการสร้างขั้วปีก

ข้าว. 28 ขั้วปีก

หากเราวาดเวกเตอร์จากจุดกำเนิดของพิกัด (รูปที่ 27) รวมกับจุดศูนย์กลางของแรงกดของโปรไฟล์ ไปยังจุดใดๆ บนขั้ว จากนั้นมันจะเป็นตัวแทนของเส้นทแยงมุมของสี่เหลี่ยมผืนผ้า ซึ่งด้านข้างจะเท่ากันตามลำดับ กับ ย และ ซีเอ็กซ์ . ลากและยกค่าสัมประสิทธิ์จากมุมการโจมตี - ที่เรียกว่าขั้วปีก

เนื่องจากค่าสัมประสิทธิ์ กับ ย และ ซีเอ็กซ์ เป็นสัดส่วนกับแรงแอโรไดนามิก จึงง่ายที่จะตรวจสอบว่ามุมระหว่างเวกเตอร์ ด้วยรและ กับ ย , แสดงถึงมุมคุณภาพ q มุมคุณภาพ q สามารถวัดได้โดยตรงบนขั้วที่สร้างขึ้นบนสเกลที่เท่ากัน กับ ย และ ซีเอ็กซ์ และเนื่องจากขั้วโลกถูกสร้างขึ้นตามค่าสัมประสิทธิ์ขนาดที่แตกต่างกัน กับ ย และ ซีเอ็กซ์ , จากนั้นมุมคุณภาพจะถูกกำหนดจากอัตราส่วน

ขั้วถูกสร้างขึ้นสำหรับปีกที่เฉพาะเจาะจงมากโดยมีขนาดทางเรขาคณิตและรูปร่างโปรไฟล์ที่กำหนด (รูปที่ 28) ขึ้นอยู่กับขั้วของปีก สามารถกำหนดมุมการโจมตีที่มีลักษณะเฉพาะจำนวนหนึ่งได้

มุมยกเป็นศูนย์ ก โอ อยู่ที่จุดตัดของขั้วกับแกน ซีเอ็กซ์ . ที่มุมการโจมตีนี้ ค่าสัมประสิทธิ์การยกจะเป็นศูนย์ (กับ ย = 0).

สำหรับปีกของเครื่องบินสมัยใหม่ก็มักจะเป็น ก โอ = .

มุมการโจมตีที่ ซีเอ็กซ์ มีค่าน้อยที่สุด ก ค ชม.นาที . พบได้โดยการวาดเส้นสัมผัสกันที่ขั้วขนานกับแกน กับ ย . สำหรับโปรไฟล์ปีกสมัยใหม่ มุมนี้จะอยู่ในช่วงตั้งแต่ 0 ถึง 1°

มุมการโจมตีที่เหมาะสมที่สุด กไร้เดียงสา . เนื่องจากมุมการโจมตีที่เหมาะสมที่สุด คุณภาพอากาศพลศาสตร์ของปีกจึงสูงสุด นั่นคือมุมระหว่างแกน กับ ย และแทนเจนต์ที่ดึงมาจากจุดกำเนิด เช่น มุมคุณภาพ ที่มุมการโจมตีนี้ ตามสูตร (2.19) จะมีค่าน้อยที่สุด ดังนั้นเพื่อกำหนด ก ไร้เดียงสา คุณต้องวาดแทนเจนต์ไปที่ขั้วจากจุดกำเนิด จุดสัมผัสจะสอดคล้องกัน ก ไร้เดียงสา . สำหรับปีกที่ทันสมัย ก ไร้เดียงสา อยู่ภายใน 4 - 6°

มุมสำคัญของการโจมตี กเกาะครีต . ในการกำหนดมุมวิกฤตของการโจมตี จำเป็นต้องวาดเส้นสัมผัสของขั้วขนานกับแกน ซีเอ็กซ์ . จุดติดต่อจะสอดคล้องกัน ก เกาะครีต . สำหรับปีกเครื่องบินสมัยใหม่ ก เกาะครีต = 16-30°.

มุมของการโจมตีที่มีคุณภาพตามหลักอากาศพลศาสตร์เท่ากันนั้นหาได้จากการวาดเส้นตัดจากจุดกำเนิดไปยังขั้วโลก ที่จุดตัดเราจะพบมุมของการโจมตี (1 และ 2 ) เมื่อบินซึ่งคุณภาพของอากาศพลศาสตร์จะเท่าเดิมและน้อยลงอย่างแน่นอน ถึง สูงสุด .

เครื่องบินขั้วโลก

ลักษณะทางอากาศพลศาสตร์หลักประการหนึ่งของเครื่องบินคือขั้วของเครื่องบิน ก่อนหน้านี้กำหนดไว้ว่าค่าสัมประสิทธิ์การยกปีก กับ ย เท่ากับค่าสัมประสิทธิ์การยกของเครื่องบินทั้งลำ และค่าสัมประสิทธิ์การลากของเครื่องบินสำหรับแต่ละมุมการโจมตีนั้นมากกว่า ซีเอ็กซ์ ปีกตามขนาด ซี x วีอาร์ , เช่น.

ดังนั้นจึงสามารถหาขั้วของเครื่องบินได้โดยการเพิ่มปริมาณ ซี x วีอาร์ ถึง ซีเอ็กซ์ ปีกบนปีกขั้วโลกสำหรับมุมการโจมตีที่สอดคล้องกัน ขั้วของเครื่องบินจะเลื่อนไปทางขวาของขั้วปีกด้วยจำนวนหนึ่ง ซี x วีอาร์ (รูปที่ 29) โดยปกติแล้ว ขั้วโลกของเครื่องบินจะถูกสร้างขึ้นโดยใช้ข้อมูลที่มีข้อจำกัด กับ ย =ฉ( ก ) และ ค x =ฉ( ก ), ได้มาจากการทดลองโดยการเป่าแบบจำลองในอุโมงค์ลม มุมการโจมตีบนระนาบขั้วโลกของเครื่องบินถูกกำหนดโดยการแปลแนวนอนของมุมการโจมตีที่ทำเครื่องหมายไว้บนระนาบขั้วโลกของปีก

การกำหนดลักษณะอากาศพลศาสตร์และมุมลักษณะการโจมตีตามแนวขั้วของเครื่องบินจะดำเนินการในลักษณะเดียวกับที่ทำที่ขั้วปีก

มุมยกของการโจมตีเป็นศูนย์ ก เครื่องบินแทบไม่ต่างจากมุมการโจมตีของปีกที่ยกเป็นศูนย์ เพราะบนถ่านหิน 0 แรงยกเป็นศูนย์ จากนั้นที่มุมการโจมตีนี้ มีเพียงการเคลื่อนที่ลงในแนวดิ่งของเครื่องบินเท่านั้นที่เป็นไปได้ เรียกว่าดิ่งดิ่งแนวตั้ง หรือการสไลด์แนวตั้งที่มุม 90°

ข้าว. 29 ปีกและขั้วโลกเครื่องบิน

ข้าว. 30 ขั้วเครื่องบินที่มีปีกขยายออก

มุมการโจมตีซึ่งค่าสัมประสิทธิ์การลากมีค่าต่ำสุด () จะอยู่ขนานกับแกน กับ ย สัมผัสกับขั้วโลก เมื่อบินในมุมการโจมตีนี้จะมีการสูญเสียการลากน้อยที่สุด ที่มุมการโจมตีนี้ (หรือใกล้เคียง) การบินจะดำเนินการด้วยความเร็วสูงสุด

มุมการโจมตีที่เหมาะสมที่สุด ( ก ไร้เดียงสา ) สอดคล้องกับค่าสูงสุดของคุณภาพอากาศพลศาสตร์ของเครื่องบิน ในเชิงกราฟิก มุมนี้เหมือนกับปีก ถูกกำหนดโดยการวาดเส้นสัมผัสของขั้วจากจุดกำเนิด กราฟแสดงให้เห็นว่าความเอียงของแทนเจนต์กับขั้วของเครื่องบินนั้นมากกว่าความเอียงของแทนเจนต์กับขั้วของปีก และตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา

(2.22)

จากนั้นเราสามารถสรุปได้ว่าคุณภาพสูงสุดของเครื่องบินโดยรวมมักจะน้อยกว่าคุณภาพอากาศพลศาสตร์สูงสุดของปีกแต่ละปีกเสมอ

จากกราฟเดียวกัน เห็นได้ชัดว่ามุมการโจมตีที่ดีที่สุดของเครื่องบินนั้นมากกว่ามุมการโจมตีของปีกที่ดีที่สุด 2 - 3°

ข้าว. 31 ขั้วเครื่องบินสำหรับเลข M ต่างกัน

มุมวิกฤตของการโจมตีของเครื่องบิน (กเกาะครีต) ค่าของมันไม่แตกต่างจากค่าของมุมเดียวกันของปีก

ในรูป ภาพที่ 29 แสดงขั้วของเครื่องบินเป็น 3 เวอร์ชัน:

- พนังถูกดึงกลับ;

- ปีกนกถูกขยายไปยังตำแหน่งบินขึ้น (วันที่ 3 = 20°);

- ปีกนกถูกขยายไปยังตำแหน่งลงจอด (วันที่ 3 = 45°)

การยกปีกนกขึ้นสู่ตำแหน่งนำออก (d 3 = 15-25°) จะทำให้คุณสามารถเพิ่มค่าสัมประสิทธิ์การยกสูงสุด Su max โดยมีค่าสัมประสิทธิ์การลากเพิ่มขึ้นเล็กน้อย ทำให้สามารถลดความเร็วในการบินขั้นต่ำที่ต้องการได้ซึ่งจะกำหนดความเร็วในการบินขึ้นของเครื่องบินในระหว่างการบินขึ้น การติดตั้งลิ้นปีกนก (หรือลิ้นปีกนก) เข้ากับตำแหน่งบินขึ้น ความยาวในการวิ่งขึ้นเครื่องบินจะลดลงถึง 25%

เมื่อแผ่นพับ (หรือแผ่นพับ) ถูกขยายไปยังตำแหน่งลงจอด (d 3 = 45 - 60°) ค่าสัมประสิทธิ์การยกสูงสุดสามารถเพิ่มขึ้นเป็น 80% ซึ่งจะทำให้ความเร็วในการลงจอดและระยะวิ่งลดลงอย่างมาก อย่างไรก็ตาม การลากจะเพิ่มขึ้นเร็วกว่าแรงยก ดังนั้นคุณภาพแอโรไดนามิกจึงลดลงอย่างเห็นได้ชัด แต่สถานการณ์นี้ถูกใช้เป็นปัจจัยเชิงบวกในการปฏิบัติงาน - ความชันของวิถีในระหว่างการร่อนก่อนลงจอดจะเพิ่มขึ้นและด้วยเหตุนี้เครื่องบินจึงมีความต้องการคุณภาพของแนวทางไปยังลานลงจอดน้อยลง

ก่อนหน้านี้เราพิจารณาขั้วของปีกและเครื่องบินสำหรับความเร็วในการบินดังกล่าว (ตัวเลข ม)เมื่อสามารถละเลยอิทธิพลของการบีบอัดได้ แต่เมื่อถึงจำนวนดังกล่าวแล้ว เอ็มซึ่งความสามารถในการอัดนั้นไม่สามารถละเลยได้อีกต่อไป ( ม> 0.6 - 0.7) ต้องกำหนดค่าสัมประสิทธิ์การยกและการลากโดยคำนึงถึงการแก้ไขความสามารถในการอัดด้วย

(2.23)

โดยที่ Su сжคือค่าสัมประสิทธิ์การยกโดยคำนึงถึงความสามารถในการอัด

ค่าสัมประสิทธิ์การไหลที่ไม่สามารถอัดตัวของ Su ของแรงยกของการไหลที่ไม่สามารถอัดตัวได้สำหรับมุมการโจมตีเดียวกันกับที่ Su บีบอัด

ขึ้นอยู่กับตัวเลขแล้ว ขั้วทั้งหมดแทบจะเหมือนกัน แต่มีจำนวนมาก มพวกเขาเริ่มเลื่อนไปทางขวาและในเวลาเดียวกันก็เพิ่มความเอียงไปที่แกน ซีเอ็กซ์ . การเลื่อนขั้วไปทางขวา (โดยมาก ซีเอ็กซ์ ) เนื่องจากค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานโปรไฟล์เพิ่มขึ้นเนื่องจากอิทธิพลของการอัดอากาศและจำนวนที่เพิ่มขึ้นอีก (ม> 0.75 - 0.8) เนื่องจากมีลักษณะต้านทานคลื่น (รูปที่ 31)

การเพิ่มขึ้นของความเอียงของขั้วอธิบายได้จากการเพิ่มขึ้นของค่าสัมประสิทธิ์การลากแบบเหนี่ยวนำเนื่องจากที่มุมการโจมตีเดียวกันในการไหลของก๊าซอัดอัดแบบเปรี้ยงปร้างมันจะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนคุณภาพอากาศพลศาสตร์ของเครื่องบินนับจากเวลาที่อัดได้ ผลกระทบเริ่มลดลงอย่างเห็นได้ชัด

กลไกปีก

บนเครื่องบินสมัยใหม่ เพื่อให้ได้รับคุณลักษณะทางยุทธวิธีการบินที่สูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเพื่อให้ได้ความเร็วในการบินที่สูง ทั้งพื้นที่ปีกและอัตราส่วนกว้างยาวจะลดลงอย่างมาก และสิ่งนี้ส่งผลเสียต่อคุณภาพอากาศพลศาสตร์ของเครื่องบินโดยเฉพาะลักษณะการบินขึ้นและลงจอด

เพื่อให้เครื่องบินอยู่ในอากาศให้บินตรงด้วยความเร็วคงที่ แรงยกจะต้องเท่ากับน้ำหนักของเครื่องบิน - ย = ช . แต่ตั้งแต่

(2.24)

จากสูตร (2.24) เป็นไปตามว่าเพื่อให้เครื่องบินอยู่ในอากาศด้วยความเร็วต่ำสุด (เช่น เมื่อลงจอด) จำเป็นต้องมีค่าสัมประสิทธิ์การยก กับ ย ใหญ่ที่สุด อย่างไรก็ตาม กับ ย สามารถเพิ่มได้โดยการเพิ่มมุมการโจมตีให้สูงสุดเท่านั้น กเกาะครีต . การเพิ่มมุมการโจมตีที่มากกว่ามุมวิกฤตทำให้เกิดการหยุดชะงักของการไหลบนพื้นผิวด้านบนของปีกและลดลงอย่างรวดเร็ว กับ ย , ซึ่งเป็นที่ยอมรับไม่ได้ ดังนั้นเพื่อให้มั่นใจว่าการยกและน้ำหนักของเครื่องบินจะเท่ากัน จึงจำเป็นต้องเพิ่มความเร็วในการบิน .

ด้วยเหตุผลเหล่านี้ ความเร็วในการลงจอดของเครื่องบินสมัยใหม่จึงค่อนข้างสูง สิ่งนี้ทำให้การบินขึ้นและลงมีความซับซ้อนอย่างมาก และเพิ่มระยะของเครื่องบิน

เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการบินขึ้นและลงจอด และมั่นใจในความปลอดภัยระหว่างการบินขึ้นและโดยเฉพาะอย่างยิ่งการลงจอด จำเป็นต้องลดความเร็วในการลงจอดหากเป็นไปได้ ในการทำเช่นนี้คุณต้อง กับ ย อาจจะมากกว่านั้น อย่างไรก็ตาม ปีกโปรไฟล์มีขนาดใหญ่ สุ สูงสุด , ตามกฎแล้วจะมีการลากค่ามาก Cxนาที , เนื่องจากมีความหนาและความโค้งสัมพัทธ์มาก และการเพิ่มขึ้น Cxนาที , ป้องกันการเพิ่มความเร็วการบินสูงสุด เพื่อสร้างโปรไฟล์ปีกที่ตอบสนองความต้องการสองประการพร้อมกัน: การได้รับความเร็วสูงสุดที่สูง และความเร็วในการลงจอดต่ำ - แทบจะเป็นไปไม่ได้เลย

ดังนั้นเมื่อออกแบบโปรไฟล์ปีกเครื่องบิน พวกเขาจึงมุ่งมั่นเป็นอันดับแรกเพื่อให้แน่ใจว่ามีความเร็วสูงสุด และเพื่อลดความเร็วในการลงจอด อุปกรณ์พิเศษจึงถูกใช้บนปีก เรียกว่ากลไกปีก

โดยใช้ปีกกลขนาด สุสูงสุด , ซึ่งทำให้สามารถลดความเร็วในการลงจอดและระยะเวลาในการวิ่งของเครื่องบินหลังจากลงจอดได้ ลดความเร็วของเครื่องบินในขณะที่เครื่องขึ้น และลดระยะเวลาในการวิ่งขึ้นลง การใช้กลไกช่วยเพิ่มเสถียรภาพและการควบคุมของเครื่องบินในมุมสูงของการโจมตี นอกจากนี้ การลดความเร็วระหว่างการบินขึ้นและลงจะช่วยเพิ่มความปลอดภัยในการดำเนินการและลดต้นทุนในการสร้างรันเวย์

ดังนั้นกลไกของปีกจึงทำหน้าที่ปรับปรุงลักษณะการบินขึ้นและลงของเครื่องบินโดยการเพิ่มค่าสูงสุดของค่าสัมประสิทธิ์การยกปีก สุสูงสุด .

สาระสำคัญของกลไกปีกคือด้วยความช่วยเหลือของอุปกรณ์พิเศษความโค้งของโปรไฟล์ (ในบางกรณีคือพื้นที่ปีก) จะเพิ่มขึ้นอันเป็นผลมาจากรูปแบบการไหลที่เปลี่ยนไป ผลลัพธ์คือค่าสัมประสิทธิ์การยกเพิ่มขึ้นสูงสุด

ตามกฎแล้วอุปกรณ์เหล่านี้ได้รับการควบคุมในการบิน: เมื่อบินในมุมการโจมตีต่ำ (ที่ความเร็วในการบินสูง) พวกเขาจะไม่ได้ใช้ แต่จะใช้เฉพาะระหว่างการบินขึ้นและลงเท่านั้นเมื่อมุมการโจมตีเพิ่มขึ้นไม่ได้ ระบุจำนวนลิฟต์ที่ต้องการ

เครื่องจักรปีกมีประเภทต่อไปนี้ : อวัยวะเพศหญิง, อวัยวะเพศหญิง, แผ่น, ถุงเท้าที่เบี่ยงเบนได้ ปีก, การควบคุมชั้นขอบเขต, ปีกเครื่องบิน .

โล่ เป็นพื้นผิวเบี่ยง ซึ่งในตำแหน่งหดกลับจะติดกับพื้นผิวด้านล่างด้านหลังของปีก โล่เป็นหนึ่งในวิธีที่ง่ายและธรรมดาที่สุดในการเพิ่ม Su max

การเพิ่มขึ้นของ Su max เมื่อแผ่นพับถูกเบี่ยงเบนนั้นอธิบายได้จากการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของโปรไฟล์ปีกซึ่งสามารถลดลงตามเงื่อนไขเป็นการเพิ่มมุมการโจมตีที่มีประสิทธิภาพและความเว้า (ความโค้ง) ของโปรไฟล์

เมื่อแผ่นพับถูกเบนออก โซนดูดน้ำวนจะเกิดขึ้นระหว่างปีกและแผ่นพับ ความดันที่ลดลงในโซนนี้ขยายบางส่วนไปยังพื้นผิวด้านบนของโปรไฟล์ที่ขอบท้าย และทำให้ชั้นขอบเขตถูกดูดออกจากพื้นผิวที่อยู่ทวนน้ำ เนื่องจากแรงดูดของแผ่นพับ จึงป้องกันการหยุดการไหลที่มุมสูงของการโจมตี ความเร็วการไหลเหนือปีกเพิ่มขึ้น และความดันลดลง นอกจากนี้ การโก่งตัวของพนังจะเพิ่มแรงกดดันใต้ปีกโดยเพิ่มความโค้งของโปรไฟล์และมุมการโจมตีที่มีประสิทธิภาพ ก เช่น .

ด้วยเหตุนี้ การปล่อยปีกนกจึงเพิ่มความแตกต่างของแรงกดสัมพัทธ์ด้านบนและด้านล่างปีก และด้วยเหตุนี้ ค่าสัมประสิทธิ์การยกจึงเพิ่มขึ้น สุ .

ในรูป รูปที่ 35 แสดงกราฟการพึ่งพา กับ ย จากมุมการโจมตีของปีกที่มีตำแหน่งกระพือปีกต่างกัน: หดกลับ, บินขึ้น d = 15°, ลงจอด d = 40°

เมื่อแผ่นพับถูกเบี่ยงเบนไปจนโค้งทั้งหมด สุ สช = ฉ( ก ) เคลื่อนตัวขึ้นเกือบเท่ากับเส้นโค้ง สุ = ฉ ( ก ) โปรไฟล์หลัก

กราฟแสดงให้เห็นว่าเมื่อแผ่นพับหันเหไปยังตำแหน่งลงจอด (d = 40°) ค่าที่เพิ่มขึ้น สุอยู่ที่ 50-60% และมุมวิกฤตของการโจมตีลดลง 1-3°

เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของแผ่นพับ จึงได้รับการออกแบบเชิงโครงสร้างในลักษณะที่เมื่อบิดเบี้ยว แผ่นพับจะเคลื่อนกลับไปทางขอบท้ายของปีกพร้อมๆ กัน ซึ่งจะเพิ่มประสิทธิภาพการดูดชั้นขอบจากพื้นผิวด้านบนของปีกและความยาวของโซนแรงดันสูงใต้ปีก

เมื่อแผ่นพับถูกเบี่ยงเบนไปพร้อมกับการเพิ่มขึ้นของค่าสัมประสิทธิ์การยก ค่าสัมประสิทธิ์การลากก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน ในขณะที่คุณภาพแอโรไดนามิกของปีกลดลง

พนัง . แผ่นพับเป็นส่วนเบี่ยงเบนของขอบท้ายของปีกหรือพื้นผิวที่ยื่นออกไป (โดยมีการโก่งตัวลงพร้อมกัน) กลับไปจากใต้ปีก โดยการออกแบบจะแบ่งออกเป็นส่วนต่างๆ แบบธรรมดา (ไม่มีร่อง) ช่องเดี่ยว และหลายช่อง .

ข้าว. 32 โปรไฟล์ปีกพร้อมแผ่นพับเลื่อนไปด้านหลัง

ข้าว. 33 อวัยวะเพศหญิง: a - ไม่มี slotted; b - เจาะรู

แผ่นพับแบบไม่มี slotted เพิ่มค่าสัมประสิทธิ์การยก กับ ย โดยเพิ่มความโค้งของโปรไฟล์ หากมีช่องว่างที่มีลักษณะเป็นพิเศษระหว่างปลายแผ่นพับและปีก ประสิทธิภาพของแผ่นพับจะเพิ่มขึ้น เนื่องจากอากาศที่ไหลผ่านด้วยความเร็วสูงผ่านช่องว่างที่แคบจะช่วยป้องกันอาการบวมและการหยุดชะงักของชั้นขอบเขต เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของลิ้นปีกผีเสื้อเพิ่มเติม บางครั้งจะใช้ลิ้นปีกผีเสื้อแบบช่องคู่ ซึ่งจะเพิ่มค่าสัมประสิทธิ์การยก กับ ย โปรไฟล์มากถึง 80%

การเพิ่มขึ้นของ Su max ของปีกเมื่อขยายปีกนกหรือปีกนกขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ ได้แก่ ขนาดสัมพัทธ์ มุมโก่งตัว มุมกวาดปีก บนปีกที่กวาด ประสิทธิภาพของเครื่องจักรมักจะน้อยกว่าปีกตรง การโก่งตัวของอวัยวะเพศหญิงเช่นเดียวกับอวัยวะเพศหญิงนั้นไม่เพียงเพิ่มขึ้นเท่านั้น กับ ย , แต่กลับเพิ่มมากขึ้นด้วย กับ x , ดังนั้นคุณภาพของอากาศพลศาสตร์จะลดลงเมื่อขยายกลไกออกไป

มุมวิกฤตของการโจมตีโดยที่ปีกเครื่องบินขยายออกจะลดลงเล็กน้อย ซึ่งทำให้ได้ Cmax โดยที่ส่วนจมูกของเครื่องบินยกน้อยลง (รูปที่ 36)

ข้าว. 34 ปีกโปรไฟล์พร้อมโล่

ข้าว. 35 อิทธิพลของการปล่อยปีกนกบนเส้นโค้ง Cy=f( ก)

ข้าว. 36 ขั้วของเครื่องบินที่มีลิ้นปีกนกหดและขยายออก

ไม้ระแนงเป็นปีกเล็ก ๆ ที่อยู่ด้านหน้าปีก (รูปที่ 37)

ระแนงมีทั้งแบบคงที่หรือแบบอัตโนมัติ

แผ่นระแนงคงที่บนขาตั้งแบบพิเศษได้รับการแก้ไขอย่างถาวรที่ระยะห่างจากส่วนปลายของส่วนปีก เมื่อบินในมุมต่ำของการโจมตี แผ่นไม้อัตโนมัติจะถูกกดอย่างแน่นหนากับปีกโดยการไหลของอากาศ เมื่อบินในมุมสูงของการโจมตี รูปแบบการกระจายแรงกดตามแนวโปรไฟล์จะเปลี่ยนไป ซึ่งส่งผลให้แผ่นไม้ระแนงดูเหมือนถูกดูดออกไป ไม้ระแนงจะขยายออกโดยอัตโนมัติ (รูปที่ 38)

เมื่อไม้ระแนงขยายออก จะเกิดช่องว่างที่แคบลงระหว่างปีกกับไม้ระแนง ความเร็วของอากาศที่ไหลผ่านช่องว่างนี้และพลังงานจลน์ของมันเพิ่มขึ้น ช่องว่างระหว่างไม้ระแนงและปีกนั้นถูกจัดรูปแบบในลักษณะที่อากาศไหลออกจากช่องว่างนั้นมุ่งไปที่ความเร็วสูงไปตามพื้นผิวด้านบนของปีก เป็นผลให้ความเร็วของชั้นขอบเขตเพิ่มขึ้น มันจะมีเสถียรภาพมากขึ้นที่มุมการโจมตีสูง และการแยกของมันจะถูกผลักกลับไปยังมุมสูงของการโจมตี ในกรณีนี้ มุมวิกฤตของการโจมตีของโปรไฟล์จะเพิ่มขึ้นอย่างมาก (10°-15°) และ Cy max เพิ่มขึ้นโดยเฉลี่ย 50% (รูปที่ 39)

โดยทั่วไปแล้วไม้ระแนงจะไม่ถูกติดตั้งตลอดช่วงทั้งหมด แต่จะติดตั้งเฉพาะที่ส่วนท้ายเท่านั้น เนื่องจากนอกจากจะเพิ่มค่าสัมประสิทธิ์การยกแล้ว ประสิทธิภาพของปีกยังเพิ่มขึ้น และทำให้เสถียรภาพด้านข้างและการควบคุมดีขึ้นด้วย การติดตั้งไม้ระแนงตลอดช่วงจะช่วยเพิ่มมุมวิกฤตของการโจมตีของปีกโดยรวมอย่างมีนัยสำคัญ และในการใช้งานในระหว่างการลงจอดจำเป็นต้องทำให้เสาล้อลงจอดหลักสูงมาก

ข้าว. 37 ไม้ระแนง

ข้าว. 38 หลักการทำงานของไม้ระแนงอัตโนมัติ: a - มุมโจมตีเล็ก ๆ ; b - มุมการโจมตีขนาดใหญ่

ระแนงคงที่ ตามกฎแล้วจะมีการติดตั้งบนเครื่องบินความเร็วต่ำเนื่องจากแผ่นดังกล่าวจะเพิ่มแรงลากอย่างมากซึ่งเป็นอุปสรรคต่อการบินด้วยความเร็วสูง

นิ้วเท้าที่เบี่ยงออกได้ (รูปที่ 40) ใช้กับปีกที่มีรูปทรงบางและมีขอบนำที่แหลมคม เพื่อป้องกันไม่ให้แผงอยู่ด้านหลังขอบนำในมุมสูงของการโจมตี

ด้วยการเปลี่ยนมุมเอียงของจมูกที่ขยับได้ ทำให้สามารถเลือกตำแหน่งที่การไหลไปรอบๆ โปรไฟล์จะต่อเนื่องกันในทุกมุมของการโจมตี สิ่งนี้จะปรับปรุงลักษณะอากาศพลศาสตร์ของปีกบาง ๆ ที่มุมการโจมตีสูง ในกรณีนี้คุณภาพของอากาศพลศาสตร์สามารถเพิ่มขึ้นได้

การโค้งงอโปรไฟล์โดยการเบี่ยงส่วนปลายจะเพิ่ม Sumax ของปีก โดยไม่เปลี่ยนมุมวิกฤตของการโจมตีอย่างมีนัยสำคัญ

ข้าว. 39 เส้นโค้งซู =f ( ก ) สำหรับปีกที่มีแผ่นระแนง

ข้าว. 40 ปลายปีกที่เบี่ยงออกได้

การควบคุมเลเยอร์ขอบเขต (รูปที่ 41) เป็นหนึ่งในกลไกปีกที่มีประสิทธิผลมากที่สุด และมาจากข้อเท็จจริงที่ว่าชั้นขอบเขตถูกดูดเข้าไปในปีกหรือปลิวออกไปจากพื้นผิวด้านบนของปีก

ในการดูดชั้นขอบเขตออกหรือเป่าออกไป จะใช้พัดลมพิเศษหรือใช้คอมเพรสเซอร์ของเครื่องยนต์กังหันก๊าซของเครื่องบิน

การดูดอนุภาคที่ถูกยับยั้งจากชั้นขอบเขตเข้าสู่ปีกจะช่วยลดความหนาของชั้น เพิ่มความเร็วใกล้กับพื้นผิวปีก และส่งเสริมการไหลอย่างต่อเนื่องรอบพื้นผิวด้านบนของปีกที่มุมการโจมตีสูง

การยุบตัวของชั้นขอบเขตจะเพิ่มความเร็วของการเคลื่อนที่ของอนุภาคอากาศในชั้นขอบเขต ดังนั้นจึงป้องกันการไหลหยุดนิ่ง

การควบคุมเลเยอร์ขอบเขตทำงานได้ดีเมื่อใช้ร่วมกับแผ่นพับหรือแผ่นพับ

ข้าว. 41 การควบคุมเลเยอร์ขอบเขต

ข้าว. 42 พนังเจ็ท

พนังเจ็ท (รูปที่ 42) แสดงถึงกระแสก๊าซที่ไหลด้วยความเร็วสูงในมุมหนึ่งลงจากช่องพิเศษซึ่งอยู่ใกล้กับขอบท้ายของปีก ในกรณีนี้ เจ็ทแก๊สส่งผลต่อการไหลที่ไหลรอบปีก เหมือนกับแผ่นพับที่โก่งตัว ซึ่งเป็นผลมาจากแรงดันที่ด้านหน้าของแผ่นเจ็ทพนัง (ใต้ปีก) เพิ่มขึ้น และด้านหลังลดลง ส่งผลให้แรงดันใน ความเร็วของการไหลเหนือปีก นอกจากนี้ยังสร้างแรงปฏิกิริยาอีกด้วย รสร้างขึ้นโดยไอพ่นที่ไหล

ประสิทธิผลของแผ่นกั้นไอพ่นขึ้นอยู่กับมุมการโจมตีของปีก มุมทางออกของไอพ่น และขนาดของแรงผลัก ร. ใช้สำหรับปีกที่บางและกวาดซึ่งมีอัตราส่วนกว้างยาว Jet flap ช่วยเพิ่มค่าสัมประสิทธิ์การยก สุ สูงสุด 5-10 ครั้ง .

ในการสร้างไอพ่น จะใช้ก๊าซที่ออกมาจากเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ท

การเคลื่อนไหวของศูนย์กลางความดันของปีกและเครื่องบิน

ศูนย์แรงดันปีกเรียกว่าจุดตัดกันของแรงแอโรไดนามิกที่เกิดกับคอร์ดของปีก

ตำแหน่งของจุดศูนย์กลางความดันถูกกำหนดโดยพิกัดของมัน เอ็กซ์ดี - ระยะห่างจากขอบนำของปีกซึ่งสามารถแสดงเป็นเศษส่วนของคอร์ดได้

ทิศทางของแรง ร กำหนดโดยมุม เจ เกิดขึ้นจากทิศทางการไหลของอากาศที่ไม่ถูกรบกวน (รูปที่ 43, a) จากรูปก็ชัดเจนว่า

ที่ไหน ถึง - คุณภาพแอโรไดนามิกของโปรไฟล์

ข้าว. 43 จุดศูนย์กลางแรงกดของปีกและการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งขึ้นอยู่กับมุมการโจมตี

ตำแหน่งจุดศูนย์กลางแรงกดขึ้นอยู่กับรูปร่างโปรไฟล์และมุมการโจมตี ในรูป 43, b แสดงให้เห็นว่าตำแหน่งของจุดศูนย์กลางความดันเปลี่ยนแปลงอย่างไรขึ้นอยู่กับมุมการโจมตีสำหรับโปรไฟล์ของเครื่องบิน Yak 52 และ Yak-55, เส้นโค้ง 1 - สำหรับเครื่องบิน Yak-55 เส้นโค้ง 2 - สำหรับเครื่องบิน Yak-52

จากกราฟจะเห็นชัดเจนว่าตำแหน่งดังกล่าว ซีดีเมื่อมุมการโจมตีของโปรไฟล์สมมาตรของเครื่องบิน Yak-55 เปลี่ยนไป มันยังคงไม่เปลี่ยนแปลงและอยู่ห่างจากปลายคอร์ดประมาณ 1/4

ตารางที่ 1

การกำหนดน้ำหนัก (สินค้า)

เครื่องบินว่างเปล่า

น้ำหนักการบินขึ้น

นักบินในห้องนักบินด้านหน้า

นักบินในห้องนักบินด้านหลัง

น้ำมันเชื้อเพลิงในถัง

น้ำมันในถัง

เมื่อมุมการโจมตีเปลี่ยนไป การกระจายแรงดันตามแนวปีกจะเปลี่ยนไป ดังนั้นจุดศูนย์กลางของแรงกดจึงเคลื่อนที่ไปตามคอร์ด (สำหรับโปรไฟล์ที่ไม่สมมาตรของเครื่องบิน Yak-52) ดังแสดงในรูปที่ 1 44. ตัวอย่างเช่น ด้วยมุมการโจมตีที่เป็นลบของเครื่องบิน Yak 52 ซึ่งประมาณเท่ากับ -1° แรงกดในจมูกและส่วนท้ายของโปรไฟล์จะพุ่งไปในทิศทางตรงกันข้ามและเท่ากัน มุมการโจมตีนี้เรียกว่ามุมการโจมตีเป็นศูนย์

ข้าว. 44 การเคลื่อนจุดศูนย์กลางแรงกดของปีกเครื่องบิน Yak-52 เมื่อเปลี่ยนมุมการโจมตี

ที่มุมการโจมตีที่กว้างกว่าเล็กน้อย แรงกดดันที่พุ่งขึ้นจะมีมากกว่าแรงที่พุ่งลงด้านล่าง ซึ่งเป็นผลลัพธ์ ยจะอยู่เบื้องหลังแรงที่มากขึ้น (II) เช่น จุดศูนย์กลางของแรงกดจะอยู่ที่ส่วนหางของโปรไฟล์ ด้วยมุมการโจมตีที่เพิ่มขึ้นอีก ตำแหน่งของความแตกต่างของแรงดันสูงสุดจะเคลื่อนเข้ามาใกล้ขอบนำของปีกมากขึ้นเรื่อยๆ ซึ่งทำให้เกิดการเคลื่อนไหวโดยธรรมชาติ ซีดีตามแนวคอร์ดไปจนถึงขอบปีก (III, IV)

ตำแหน่งกองหน้ามากที่สุด ซีดีในมุมสำคัญของการโจมตี ก cr = 18° (วี)