Аэродинамика низких скоростей
-
- Ответов>10
- Сообщения: 35
- Зарегистрирован: Вт ноя 29, 2011 9:47 pm
- Фамилия: Арепьев
- Имя: Кирилл
- Отчество: Анатольевич
- Страна, город: Москва
- Дата рождения: 25.01.1975
- Дата начала занятий спортом: 01.01.1980
- Класс моделей: F-1А Свободнолетающие модели планеров
- Номер лицензии FAI: Отсутствует
- Спортивное звание: Мастер спорта России
- Ваш пол: Мужской
- Откуда: Россия, Москва
Re: Аэродинамика низких скоростей
Сергей Вадимович, информация по низким Рейнольдсам для профилей, которые описаны в статьях, у меня имеется. Постараюсь оформить материалы и тогда размещу их на сайте. Приблизительно могу сказать, что для сильноизогнутых профилей применение турбулизатора дает положительный эффект и при других числах Рейнольдса, потому что убирается обширная срывная зона в хвостовой части. Для ЛДА-профилей вопрос положения турбулизатора остается открытым, т.к. у ЛДА-профиля и так достаточно гладкое обтекание.
Небольшое замечание по боковой устойчивости и турбулизатору. Выше я описывал, что столкнулся со спиральной неустойчивостью на планере с ЛДА-профилем. Сделать численное моделирование обтекания полного крыла мне не позволяют мощности моего компьютера, поэтому распределение аэродинамической силы по размаху вычислялось через циркуляцию. Расчеты показали, что производные моментов по углу скольжения крыла с ЛДА-профилем без турбулизатора практически не отличаются от этих же параметров крыла с сильноизогнутым профилем с турбулизатором. Таким образом, согласно расчетам модели должны обладать одинаковой степенью боковой устойчивости, что экспериментально не подтверждалось. В качестве эксперимента на "уши" крыла с профилем ЛДА был наклеен турбулизатор на 7%САХ. Запуски показали, что модель вполне устойчиво ведет себя на леере. На основе имеющейся информации можно сделать предположение, что при отсутствии турбулизатора при полете со скольжением обтекание "уха" существенно отличается от "плоского" обтекания даже с учетом циркуляции. Возможно происходит существенное "блуждание" ламинарного "пузыря", которое ухудшает несущие свойства "уха". Применение же турбулизатора "прикрепляет" ламинарный "пузырь" и обтекание менее подвержено чувствительности к углу скольжения. Пока это только предположение, главное, что поведение модели стало лучше.
Небольшое замечание по боковой устойчивости и турбулизатору. Выше я описывал, что столкнулся со спиральной неустойчивостью на планере с ЛДА-профилем. Сделать численное моделирование обтекания полного крыла мне не позволяют мощности моего компьютера, поэтому распределение аэродинамической силы по размаху вычислялось через циркуляцию. Расчеты показали, что производные моментов по углу скольжения крыла с ЛДА-профилем без турбулизатора практически не отличаются от этих же параметров крыла с сильноизогнутым профилем с турбулизатором. Таким образом, согласно расчетам модели должны обладать одинаковой степенью боковой устойчивости, что экспериментально не подтверждалось. В качестве эксперимента на "уши" крыла с профилем ЛДА был наклеен турбулизатор на 7%САХ. Запуски показали, что модель вполне устойчиво ведет себя на леере. На основе имеющейся информации можно сделать предположение, что при отсутствии турбулизатора при полете со скольжением обтекание "уха" существенно отличается от "плоского" обтекания даже с учетом циркуляции. Возможно происходит существенное "блуждание" ламинарного "пузыря", которое ухудшает несущие свойства "уха". Применение же турбулизатора "прикрепляет" ламинарный "пузырь" и обтекание менее подвержено чувствительности к углу скольжения. Пока это только предположение, главное, что поведение модели стало лучше.
-
- Ответов>10
- Сообщения: 36
- Зарегистрирован: Сб июл 12, 2014 3:24 pm
- Фамилия: Ильин
- Имя: Сергей
- Отчество: Вадимович
- Страна, город: Россия, Саратов
- Дата рождения: 31.12.1961
- Дата начала занятий спортом: 05.10.1969
- Класс моделей: F-1В Свободнолетающие резиномоторные модели
- Номер лицензии FAI: Отсутствует
- Спортивное звание: Мастер спорта России международного класса
- Судейская категория: 1 Категория
- Ваш пол: Мужской
Re: Аэродинамика низких скоростей
Спасибо, Кирилл! Буду с нетерпение ждать этой публикации.
По поводу устойчивости планера есть одно соображение. У Вас Крыло с тем ЛДА не из целого куска пенопласта от штамповано? Это я о том, что если крыло очень тяжелое то несмотря на те же производные и, стало быть, тот же восстанавливающий момент из за большего момента инерции все происходит медленнее и именно это Вы и наблюдаете в виде спиральной неустойчивости.
В качестве примера. Я давно знаю что если хвост и стабилизатор очень легкие то коэффициент горизонтальной устойчивости можно делать значительно меньше чем с с тяжелым хвостом и стабилизатором. Устойчивости хватает.
По поводу устойчивости планера есть одно соображение. У Вас Крыло с тем ЛДА не из целого куска пенопласта от штамповано? Это я о том, что если крыло очень тяжелое то несмотря на те же производные и, стало быть, тот же восстанавливающий момент из за большего момента инерции все происходит медленнее и именно это Вы и наблюдаете в виде спиральной неустойчивости.
В качестве примера. Я давно знаю что если хвост и стабилизатор очень легкие то коэффициент горизонтальной устойчивости можно делать значительно меньше чем с с тяжелым хвостом и стабилизатором. Устойчивости хватает.
-
- Ответов>10
- Сообщения: 35
- Зарегистрирован: Вт ноя 29, 2011 9:47 pm
- Фамилия: Арепьев
- Имя: Кирилл
- Отчество: Анатольевич
- Страна, город: Москва
- Дата рождения: 25.01.1975
- Дата начала занятий спортом: 01.01.1980
- Класс моделей: F-1А Свободнолетающие модели планеров
- Номер лицензии FAI: Отсутствует
- Спортивное звание: Мастер спорта России
- Ваш пол: Мужской
- Откуда: Россия, Москва
Re: Аэродинамика низких скоростей
Добрый день!
1) Спасибо за интересное замечание. Согласен, что моменты инерции оказывают влияние. В моем случае, крыло было обычной наборной конструкцией с кессоном. LDA-крыло было на 10 грамм тяжелее обычного. Поэтому скорее всего эффект от массы должен быть небольшим. К тому же эффект от наклеивания турбулизатора действительно был ощутимым.
2) Как и обещал, выкладываю статью об изменении максимального коэффициента мощности профиля в зависимости от числа Re.
1) Спасибо за интересное замечание. Согласен, что моменты инерции оказывают влияние. В моем случае, крыло было обычной наборной конструкцией с кессоном. LDA-крыло было на 10 грамм тяжелее обычного. Поэтому скорее всего эффект от массы должен быть небольшим. К тому же эффект от наклеивания турбулизатора действительно был ощутимым.
2) Как и обещал, выкладываю статью об изменении максимального коэффициента мощности профиля в зависимости от числа Re.
- Вложения
-
- Мощность.pdf
- (790.6 КБ) 1562 скачивания
-
- Ответов>10
- Сообщения: 36
- Зарегистрирован: Сб июл 12, 2014 3:24 pm
- Фамилия: Ильин
- Имя: Сергей
- Отчество: Вадимович
- Страна, город: Россия, Саратов
- Дата рождения: 31.12.1961
- Дата начала занятий спортом: 05.10.1969
- Класс моделей: F-1В Свободнолетающие резиномоторные модели
- Номер лицензии FAI: Отсутствует
- Спортивное звание: Мастер спорта России международного класса
- Судейская категория: 1 Категория
- Ваш пол: Мужской
Re: Аэродинамика низких скоростей
Спасибо, Кирилл! Примерно так и представлял... Один вопрос напрашивается: Какова точность этих расчетов. Если процентов 2-3 то выводы получаются верные. а если 5-7 то уже сделать выводы " что лучше" трудно. Есть ли какие нибудь точные расчеты и сравнения с продувками в качественной трубе с похоей на атмосферную собственную турбулентность воздуха?
-
- Ответов>10
- Сообщения: 35
- Зарегистрирован: Вт ноя 29, 2011 9:47 pm
- Фамилия: Арепьев
- Имя: Кирилл
- Отчество: Анатольевич
- Страна, город: Москва
- Дата рождения: 25.01.1975
- Дата начала занятий спортом: 01.01.1980
- Класс моделей: F-1А Свободнолетающие модели планеров
- Номер лицензии FAI: Отсутствует
- Спортивное звание: Мастер спорта России
- Ваш пол: Мужской
- Откуда: Россия, Москва
Re: Аэродинамика низких скоростей
Сергей Вадимович, для низких чисел Рейнольдса я сравнения экспериментальных данных с данными расчета в программе ANSYS не нашел. Есть статья сотрудника ЦАГИ В. Вождаева "Численное моделирование ламинарно-турбулентного перехода на профиле крыла, выполненное в программном комплексе ANSYS CFX". Но там рассматривается число Re=1900000. Мое личное мнение: при сравнении различных профилей крыла в программе ANSYS, если разница в характеристиках превышает 3 процента, то я считаю, что отличие есть. В расчетах конечно я могу ошибаться в выборе степени турулентности и относительной вязкости. Но считаю, что те значения, которые используются не сильно отличаются от фактических атмосферных условий. И по некоторым моим исследованиям, профиль который лучше в этих условиях будет лучше и при других условиях эксперимента.
-
- Ответов>250
- Сообщения: 421
- Зарегистрирован: Вс июл 13, 2008 8:20 pm
- Фамилия: Учанев
- Имя: Вячеслав
- Отчество: Сергеевич
- Страна, город: Глазов
- Дата рождения: 19.03.1967
- Класс моделей: F-1В Свободнолетающие резиномоторные модели
- Номер лицензии FAI: Отсутствует
- Спортивное звание: Кандидат в мастера спорта
- Ваш пол: Мужской
Re: Аэродинамика низких скоростей
Наличие турбулизатора на стабилизаторе помогает?
Кларк 6 или 8?
Кларк 6 или 8?
-
- Ответов>10
- Сообщения: 36
- Зарегистрирован: Сб июл 12, 2014 3:24 pm
- Фамилия: Ильин
- Имя: Сергей
- Отчество: Вадимович
- Страна, город: Россия, Саратов
- Дата рождения: 31.12.1961
- Дата начала занятий спортом: 05.10.1969
- Класс моделей: F-1В Свободнолетающие резиномоторные модели
- Номер лицензии FAI: Отсутствует
- Спортивное звание: Мастер спорта России международного класса
- Судейская категория: 1 Категория
- Ваш пол: Мужской
Re: Аэродинамика низких скоростей
Думаю, что нет. Сопротивление добавит. Главный вопрос что значит "помогает".slon писал(а):Наличие турбулизатора на стабилизаторе помогает?
Кларк 6 или 8?
По моим понятиям, стабилизатор на модели несет очень мало и главное его свойство менять сильно подъемную силу при изменении угла атаки и иметь срывные характеристики несколько более "затянутыми" по сравнению с крылом.
-
- Ответов>250
- Сообщения: 421
- Зарегистрирован: Вс июл 13, 2008 8:20 pm
- Фамилия: Учанев
- Имя: Вячеслав
- Отчество: Сергеевич
- Страна, город: Глазов
- Дата рождения: 19.03.1967
- Класс моделей: F-1В Свободнолетающие резиномоторные модели
- Номер лицензии FAI: Отсутствует
- Спортивное звание: Кандидат в мастера спорта
- Ваш пол: Мужской
Re: Аэродинамика низких скоростей
[/quote]ISV писал(а):" Главный вопрос что значит "помогает"."
два аспекта:
1 - снижение сопротивления;
2 - стабильность обтекания потока (стабильность влияния стабилизатора на систему).
-
- Ответов>10
- Сообщения: 36
- Зарегистрирован: Сб июл 12, 2014 3:24 pm
- Фамилия: Ильин
- Имя: Сергей
- Отчество: Вадимович
- Страна, город: Россия, Саратов
- Дата рождения: 31.12.1961
- Дата начала занятий спортом: 05.10.1969
- Класс моделей: F-1В Свободнолетающие резиномоторные модели
- Номер лицензии FAI: Отсутствует
- Спортивное звание: Мастер спорта России международного класса
- Судейская категория: 1 Категория
- Ваш пол: Мужской
Re: Аэродинамика низких скоростей
два аспекта:slon писал(а):ISV писал(а):" Главный вопрос что значит "помогает"."
1 - снижение сопротивления;
2 - стабильность обтекания потока (стабильность влияния стабилизатора на систему).[/quote]
Я сейчас не помню откуда это вспоминается, но воспоминания таковы. Приведены поляры профиля Кларк Y (какой то). Продувки! Рейнольдсы примерно наши. С турбулизатором и без. Как здесь, в статьях.В районе малых подъемных сил сопротивление больше (не сильно). На больших углах атаки "срыв" происходит с турбулизатором при больших углах. Наклон поляры вроде бы примерно тот же. Так что только увеличение сопротивления, чуток.
По приведенным здесь полярным диаграммам сопротивление для крыльевых профилей вроде бы такое же получается.
-
- Ответов>250
- Сообщения: 421
- Зарегистрирован: Вс июл 13, 2008 8:20 pm
- Фамилия: Учанев
- Имя: Вячеслав
- Отчество: Сергеевич
- Страна, город: Глазов
- Дата рождения: 19.03.1967
- Класс моделей: F-1В Свободнолетающие резиномоторные модели
- Номер лицензии FAI: Отсутствует
- Спортивное звание: Кандидат в мастера спорта
- Ваш пол: Мужской
Re: Аэродинамика низких скоростей
Здесь, думаю, стоит добавить, что турбулизатор работает в режиме планирования модели, когда угол атаки стабилизатора отличается от угла на крыльях на 3-4 градуса.
Какой результат, интересно, в этом случае дает моделирование?
Какой результат, интересно, в этом случае дает моделирование?
-
- Ответов>10
- Сообщения: 35
- Зарегистрирован: Вт ноя 29, 2011 9:47 pm
- Фамилия: Арепьев
- Имя: Кирилл
- Отчество: Анатольевич
- Страна, город: Москва
- Дата рождения: 25.01.1975
- Дата начала занятий спортом: 01.01.1980
- Класс моделей: F-1А Свободнолетающие модели планеров
- Номер лицензии FAI: Отсутствует
- Спортивное звание: Мастер спорта России
- Ваш пол: Мужской
- Откуда: Россия, Москва
Re: Аэродинамика низких скоростей
На режиме планирования стабилизатор работает примерно на угле атаки 2 градуса. Большинство слабовогнутых профилей на этом угле атаки имеют довольно плавное обтекание без образования большого ламинарного пузыря. Соответственно, улучшать-то особенно и нечего, и влияние турбулизатора на сопротивление будет минимальным.
С другой стороны стабилизатор имеет достаточно малое удлинение (примерно 5). При таком удлинении оказывает влияние перетекание воздуха с нижней поверхности через законцовки. И вот в этом случае турбулизатор может играть роль в обеспечении более устойчивого обтекания (в большей степени это касается, например, при вождении на леере, где возможны большие углы скольжения).
А еще для таймерных и планеров остается вопрос снижения сопротивления на режиме вертикального старта. На больших скоростях возможный выигрыш в сопротивлении может добавить несколько метров.
Для более точного ответа надо проводить либо трехмерное моделирование обтекания стабилизатора либо эксперимент в аэродинамической трубе.
Из своих расчетов для стабилизатора могу рекомендовать диаметр турбулизатора от 0.2 до 0.4 мм. Больший диаметр будет только увеличивать сопротивление.
PS: трехмерное обтекание – достаточно затратная по времени процедура. Рассчитать один угол атаки обтекания стабилизатора на домашнем компьютере займет примерно часов 10 (если в стационаре решение сойдется). Если в стационаре решение не сойдется, то решение в нестационаре займет дней пять.
С другой стороны стабилизатор имеет достаточно малое удлинение (примерно 5). При таком удлинении оказывает влияние перетекание воздуха с нижней поверхности через законцовки. И вот в этом случае турбулизатор может играть роль в обеспечении более устойчивого обтекания (в большей степени это касается, например, при вождении на леере, где возможны большие углы скольжения).
А еще для таймерных и планеров остается вопрос снижения сопротивления на режиме вертикального старта. На больших скоростях возможный выигрыш в сопротивлении может добавить несколько метров.
Для более точного ответа надо проводить либо трехмерное моделирование обтекания стабилизатора либо эксперимент в аэродинамической трубе.
Из своих расчетов для стабилизатора могу рекомендовать диаметр турбулизатора от 0.2 до 0.4 мм. Больший диаметр будет только увеличивать сопротивление.
PS: трехмерное обтекание – достаточно затратная по времени процедура. Рассчитать один угол атаки обтекания стабилизатора на домашнем компьютере займет примерно часов 10 (если в стационаре решение сойдется). Если в стационаре решение не сойдется, то решение в нестационаре займет дней пять.
-
- Ответов>10
- Сообщения: 36
- Зарегистрирован: Сб июл 12, 2014 3:24 pm
- Фамилия: Ильин
- Имя: Сергей
- Отчество: Вадимович
- Страна, город: Россия, Саратов
- Дата рождения: 31.12.1961
- Дата начала занятий спортом: 05.10.1969
- Класс моделей: F-1В Свободнолетающие резиномоторные модели
- Номер лицензии FAI: Отсутствует
- Спортивное звание: Мастер спорта России международного класса
- Судейская категория: 1 Категория
- Ваш пол: Мужской
Re: Аэродинамика низких скоростей
Думаю, что ничего моделировать не стоит. Стабилизатор на всех режимах (исключая укладывание модели в горизонт с вертикального взлета) создает очень незначительную часть подъемной силы (1-2, ну мах 5 процентов) это означает, разность давления сверху и снизу очень не значительны, и стало быть эффекты перетекания тоже. Поэтому и не строят заметно сужающиеся стабилизаторы. Разницу почувствовать не удается. Можно профиль на концах сделать мене "несущий", но разницу тоже не почувствуешь.
-
- Ответов>250
- Сообщения: 421
- Зарегистрирован: Вс июл 13, 2008 8:20 pm
- Фамилия: Учанев
- Имя: Вячеслав
- Отчество: Сергеевич
- Страна, город: Глазов
- Дата рождения: 19.03.1967
- Класс моделей: F-1В Свободнолетающие резиномоторные модели
- Номер лицензии FAI: Отсутствует
- Спортивное звание: Кандидат в мастера спорта
- Ваш пол: Мужской
Re: Аэродинамика низких скоростей
С учетом тенденции к уменьшению площади стабилизатора трудно не согласится с тем, что несущая способность стабилизатора невелика и пренебрежимо мала.
Но основная функция стабилизатора заключается не в создании подъемной силы.
Думаю, что интерес представляет влияние турбулизатора на стабильнике на управляемость системы, особенно с учетом наличия спутного следа после крыла.
Из практики. Возможно случайно, при запуске модели с двумя одинаковыми стабилизаторами, отличающимися только наличием турбулизатора, наблюдал разное поведение модели. Причем в пользу стабилизатора с турбулизатором.
Но основная функция стабилизатора заключается не в создании подъемной силы.
Думаю, что интерес представляет влияние турбулизатора на стабильнике на управляемость системы, особенно с учетом наличия спутного следа после крыла.
Из практики. Возможно случайно, при запуске модели с двумя одинаковыми стабилизаторами, отличающимися только наличием турбулизатора, наблюдал разное поведение модели. Причем в пользу стабилизатора с турбулизатором.
-
- Ответов>1000
- Сообщения: 1948
- Зарегистрирован: Чт дек 03, 2009 5:21 pm
- Фамилия: Кривошеин
- Имя: Владимир
- Отчество: Борисович
- Страна, город: Россия г. Псков
- Дата рождения: 14.10.1946
- Дата начала занятий спортом: 01.11.1956
- Класс моделей: F-1С Свободнолетающие таймерные модели
- Номер лицензии FAI: Отсутствует
- Спортивное звание: Кандидат в мастера спорта
- Судейская категория: Всероссийская Категория
- Ваш пол: Мужской
- Откуда: Россия г.Псков
Re: Аэродинамика низких скоростей
Если не секрет, а в чем выражалась польза ?slon писал(а):С учетом тенденции к уменьшению площади стабилизатора трудно не согласится с тем, что несущая способность стабилизатора невелика и пренебрежимо мала.
Но основная функция стабилизатора заключается не в создании подъемной силы.
Думаю, что интерес представляет влияние турбулизатора на стабильнике на управляемость системы, особенно с учетом наличия спутного следа после крыла.
Из практики. Возможно случайно, при запуске модели с двумя одинаковыми стабилизаторами, отличающимися только наличием турбулизатора, наблюдал разное поведение модели. Причем в пользу стабилизатора с турбулизатором.
Опыт не пропить и не продать, можно только передать.
-
- Ответов>250
- Сообщения: 421
- Зарегистрирован: Вс июл 13, 2008 8:20 pm
- Фамилия: Учанев
- Имя: Вячеслав
- Отчество: Сергеевич
- Страна, город: Глазов
- Дата рождения: 19.03.1967
- Класс моделей: F-1В Свободнолетающие резиномоторные модели
- Номер лицензии FAI: Отсутствует
- Спортивное звание: Кандидат в мастера спорта
- Ваш пол: Мужской
Re: Аэродинамика низких скоростей
Речь идет о резинках.
По окончании моторного полета и сложения лопаток наблюдался "провал" высоты в случае использования стабильника без турбулизатора.
После установки стабилизатора с турбулизаторам "провал" исчезал.
Возможно, это была случайная ситуация и субъективная, но она повторилась дважды и теперь я клею турбулизатор.
У меня такое впечатление, что турбулизатор способствует "успокоению" спутного следа и его уменьшению.
По окончании моторного полета и сложения лопаток наблюдался "провал" высоты в случае использования стабильника без турбулизатора.
После установки стабилизатора с турбулизаторам "провал" исчезал.
Возможно, это была случайная ситуация и субъективная, но она повторилась дважды и теперь я клею турбулизатор.
У меня такое впечатление, что турбулизатор способствует "успокоению" спутного следа и его уменьшению.