Аэродинамика низких скоростей

Специфические темы класса

Re: Аэродинамика низких скоростей

Сообщение FlyOff » Чт авг 21, 2014 12:38 pm

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. :)
FlyOff
Новичок
 
Сообщения: 34
Зарегистрирован: Вт ноя 29, 2011 10:47 pm
Откуда: Россия, Москва

Re: Аэродинамика низких скоростей

Сообщение ISV » Чт авг 21, 2014 1:22 pm

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.
ISV
Новичок
 
Сообщения: 33
Зарегистрирован: Сб июл 12, 2014 4:24 pm

Re: Аэродинамика низких скоростей

Сообщение FlyOff » Сб сен 27, 2014 11:31 am

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.
Вложения
Мощность.pdf
(790.6 КБ) Скачиваний: 790
FlyOff
Новичок
 
Сообщения: 34
Зарегистрирован: Вт ноя 29, 2011 10:47 pm
Откуда: Россия, Москва

Re: Аэродинамика низких скоростей

Сообщение ISV » Сб сен 27, 2014 2:09 pm

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?
ISV
Новичок
 
Сообщения: 33
Зарегистрирован: Сб июл 12, 2014 4:24 pm

Re: Аэродинамика низких скоростей

Сообщение FlyOff » Сб сен 27, 2014 6:23 pm

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.
FlyOff
Новичок
 
Сообщения: 34
Зарегистрирован: Вт ноя 29, 2011 10:47 pm
Откуда: Россия, Москва

Re: Аэродинамика низких скоростей

Сообщение slon » Пн сен 29, 2014 6:24 pm

Наличие турбулизатора на стабилизаторе помогает?
Кларк 6 или 8?
slon
Активный
 
Сообщения: 412
Зарегистрирован: Вс июл 13, 2008 9:20 pm

Re: Аэродинамика низких скоростей

Сообщение ISV » Пн сен 29, 2014 7:01 pm

slon писал(а):Наличие турбулизатора на стабилизаторе помогает?
Кларк 6 или 8?

Думаю, что нет. Сопротивление добавит. Главный вопрос что значит "помогает".
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.
ISV
Новичок
 
Сообщения: 33
Зарегистрирован: Сб июл 12, 2014 4:24 pm

Re: Аэродинамика низких скоростей

Сообщение slon » Вт сен 30, 2014 7:38 pm

ISV писал(а):" Главный вопрос что значит "помогает"."
[/quote]
два аспекта:
1 - снижение сопротивления;
2 - стабильность обтекания потока (стабильность влияния стабилизатора на систему).
slon
Активный
 
Сообщения: 412
Зарегистрирован: Вс июл 13, 2008 9:20 pm

Re: Аэродинамика низких скоростей

Сообщение ISV » Вт сен 30, 2014 8:35 pm

slon писал(а):
ISV писал(а):" Главный вопрос что значит "помогает"."

два аспекта:
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.
ISV
Новичок
 
Сообщения: 33
Зарегистрирован: Сб июл 12, 2014 4:24 pm

Re: Аэродинамика низких скоростей

Сообщение slon » Вт сен 30, 2014 11:33 pm

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?
slon
Активный
 
Сообщения: 412
Зарегистрирован: Вс июл 13, 2008 9:20 pm

Re: Аэродинамика низких скоростей

Сообщение FlyOff » Ср окт 01, 2014 12:34 pm

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.
FlyOff
Новичок
 
Сообщения: 34
Зарегистрирован: Вт ноя 29, 2011 10:47 pm
Откуда: Россия, Москва

Re: Аэродинамика низких скоростей

Сообщение ISV » Ср окт 01, 2014 12:49 pm

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.
ISV
Новичок
 
Сообщения: 33
Зарегистрирован: Сб июл 12, 2014 4:24 pm

Re: Аэродинамика низких скоростей

Сообщение slon » Чт окт 02, 2014 9:23 pm

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.
slon
Активный
 
Сообщения: 412
Зарегистрирован: Вс июл 13, 2008 9:20 pm

Re: Аэродинамика низких скоростей

Сообщение Владимир Кривошеин » Пт окт 03, 2014 11:50 am

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.

Если не секрет, а в чем выражалась польза ?
Опыт не пропить и не продать, можно только передать.
Владимир Кривошеин
Гигант мысли
Гигант мысли
 
Сообщения: 1791
Зарегистрирован: Чт дек 03, 2009 7:21 pm
Откуда: Россия г.Псков

Re: Аэродинамика низких скоростей

Сообщение slon » Вс окт 05, 2014 10:51 am

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.
slon
Активный
 
Сообщения: 412
Зарегистрирован: Вс июл 13, 2008 9:20 pm

Пред.След.

Вернуться в F-1

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 7