Профиль крыла дельтаплана

Профиль крыла и коэффициент Су. Сечение крыла плоскостью, параллельной плоскости симметрии, и будет называться профилем. У дельтапланов профили представляют собой изогнутую пластину. Форма профиля характеризуется хордой Ь. Хорда — это отрезок, соединяющий концевые точки профиля. Для профиля — изогнутой пластины — главным является относительная кривизна (вогнутость), которая обозначается буквой.

Относительная кривизна профиля — это отношение стрелы прогиба средней линии профиля fmax к его хорде, измеряемое в процентах:
От формы профиля зависят его аэродинамические характеристики. Поэтому разные по форме профили имеют разные области применения. Симметричные профили применяются главным образом для органов оперения. Выпукло-вогнутые профили имеют большую несущую способность.

Это теоретический профиль Н. Е. Жуковского, первых самолетов, некоторых современных дельтапланов и воздушных винтов. Несущая поверхность с таким профилем создает достаточную подъемную силу (или тягу) при малых скоростях полета. Двояковыпуклый профиль обеспечивает не только достаточную несущую способность, но и большую прочность и жесткость крыла. Плосковыпуклый профиль сохраняет преимущества двух последних, но, кроме того, очень прост при изготовлении. S-образные профили — самоустойчивые. Применяются на аппаратах схемы «летающее крыло». К этой схеме относится и дельтаплан. Ламинаризированные профили имеют большое значение абсциссы хс, за счет чего удлиняется ламинарная часть пограничного слоя. Имеют большое значение Су, но в относительно узком (расчетном) пределе углов атаки. Профили обратной кривизны испытывались в 30—40-е годы.

Теперь для создания аппаратов с солнечными элементами на крыльях вернулись к выпукло-плоским профилям. Они имеют преимущества плосковыпуклых профилей и недостатки (узкий диапазон углов а с большим Су) ламинаризированного профиля. Профили дельтаплана являются изогнутой пластинкой с утолщением в носовой части, но мембранное крыло должно иметь меньшее лобовое сопротивление, чем изогнутая пластинка, при равной шероховатости поверхности, согласно «парадоксу Грея».
Современные исследования утверждают, что все виды профилей имеют своих биологических прототипов. Возможно, что если бы бионика, как наука, появилась раньше, то развитие профилей могло бы идти по пути меньших затрат.

У профиля дельтаплана — изогнутой пластинки — средняя линия совпадает с теоретическим контуром самого профиля. Чем меньше относительная кривизна, тем меньше сопротивление крыла. Крыло с малой относительной кривизной делают на дельтапланах, предназначенных для полетов на дальность, для прохождения заданного маршрута, там, где лобовое сопротивление играет основную роль. Но при таком профиле хуже несущие свойства.
Крылья с большой относительной кривизной обладают большим лобовым сопротивлением, но и большими несущими способностями. Они хорошо себя показали во время полетов в слабых восходящих потоках.

На корневой аэродинамической хорде (проходящей в плоскости килевой балки) есть точка, в которой условно приложена полная аэродинамическая сила. Эта точка называется центром давления летательного аппарата, место положения которой зависит от формы профиля. Но эта точка может менять свое положение в зависимости от угла атаки. Максимальная подъемная сила крыла будет тем больше, чем при больших углах атаки будет сохраняться плавное (безотрывное) ламинарное обтекание. А это зависит от выбранного профиля крыла.

Аэродинамические характеристики крыла дельтаплана будут ухудшаться при отрыве пограничного слоя. Начало отрыва зависит от формы профиля крыла, углов атаки и чистоты поверхности. Отрыв пограничного слоя (а с ним и резкое увеличение лобового сопротивления) можно предотвратить искусственными мерами: вдувать в пограничный слой струю воздуха с повышенной скоростью, сообщая ему тем самым дополнительную кинетическую энергию.

На крыле дельтаплана этот принцип может быть реализован созданием щелей. Такое крыло называется щелевым или разрезным. По своему аэродинамическому принципу оно работает как концы крыльев птиц-парителей: каждое впереди стоящее перо для последующего, по самолетной или планерной терминологии, является предкрылком, а по терминологии яхтсменов — стакселем.
Один из способов предотвращения отрыва пограничного слоя заключается в применении такой формы профиля крыла, при которой точка минимума давления смещена к его хвостовой части (ламинаризированные профили). Носовая часть ламинаризированного профиля сильно вытянута, а хвостовая укорочена.

Крыло с ламинарным профилем должно быть выполнено с очень гладкой, тщательно отделанной верхней поверхностью. Поверхность крыла, выполненная с шероховатостями или неровностями, сводит ламинарные преимущества крыла к нулю.

Кроме сложности изготовления крылья ламинарного профиля имеют чисто аэродинамические недостатки. Ламинаризация пограничного слоя, создаваемая ускорением частиц в носовой части, происходит лишь в ограниченном диапазоне углов атаки. Поэтому малое профильное сопротивление у них получается, пока Су не превышает 0,4—0,6. При дальнейшем увеличении Су возникает срыв потока с носика крыла, и профильное сопротивление резко возрастает. Ламинарный профиль использован во французском дельтаплане «Атлас», передняя кромка которого покрыта гладким обтекателем. Высокое качество аппарат имеет лишь в узком диапазоне скоростей, за пределами которого оно падает почти в 3 раза.
 

Смотрите также

Техника и тактика парящего полета с использованием облаков
Информацию пилотажно-навигационных приборов можно воспринимать по-разному. Можно, например, последовательно переводить взгляд с одного прибора на другой в том порядке, как они установлены на приборной ...

Антонов РОТ ФРОНТ-8 Десантный планер
А-7 (Рот Фронт-8) - семиместный десантный планер конструкции О. К. Антонова. Построен в 1941 году, с 1942 г. выпускался серийно. Его опытный экземпляр имел обозначение РФ-8 и представлял собой увеличе ...

Turk Hava Kurumu THK-1 Транспортно-десантный планер
Турецкое предприятие Turk Hava Kurumu (ТНК) до войны было крупнейшим поставщиком авиационной техники в ВВС. Первоначально на нем производились самолёты зарубежной разработки Breguet 19A2 и Miles " ...