Kérdés:
Van-e olyan aerofoil, amely meglehetősen jó emelést biztosít mindkét légáramlás irányában: előre és hátra?
curious_cat
2015-08-20 12:55:40 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Lehet-e úgy kialakítani egy röptöt, hogy ésszerűen jó emelést adjon mindkét áramlási irányhoz?

Ez a kapcsolódó kérdés motivált az Aviation SE-n: Repülhet-e hátra egy repülőgép, ha a propeller hátramenetben van ?

Úgy tűnik, hogy a gyakorlatban a legtöbb szárny valóban egy menetirányra van optimalizálva. És ennek van értelme a felhasználás esetére, amelyre tervezték őket.

De hipotetikusan volt egy tervezője, aki szárnyprofilt tervezett egy repülőgéphez, amely mindkét irányban repülni akart. ? Az áramlás megfordulásának eszközei pl. reverzibilis propellerek stb.

Van példa ilyen profilokra?

Miért akarja ezt megtenni?

Itt nincs jó válaszom. Talán csak a kíváncsiság.

További spekulációk: Ez egy vadászgépnek vagy akrobatikus repülőgépnek adhat különleges manővereket? Az a lehetőség, hogy a meredek emelkedő stb. Végén megtorpanás nélkül hátramenjen? de még mindig elegendő emeléssel rendelkezik ahhoz, hogy fordítva ne végezzen mélységesen? azaz nem szigorúan szimmetrikus teljesítmény. Jó előrehaladási és áthúzási arányokkal, de hátramenetben kissé húzós. Mondjuk, egy olyan eset, amikor a repülési idő 99% -a előre mozog, de a másik 1% -nál nem akarja az abszolút baromságot a hátramenetben.

Talán ez a rugalmasság több kreativitást hozhat ki a terveket?

[Ez] (http://airfoiltools.com/airfoil/details?airfoil=ys900-il) úgy néz ki, mintha 95% lenne ott, ezért megtettem egy ugrást, és azt mondtam, hogy "igen, meg lehet csinálni". De, [miért akarod] (http://www.imdb.com/title/tt0099810/quotes?item=qt2298892)?
@DevSolar olyan furcsa okokat fűzök hozzá, mint például ha valódi keskeny leszállópályákon akarok leszállni, majd a másik végén leülök a pilótafülkébe és elrepülök anélkül, hogy meg kellene fordulnom? :) Sajnálom, furcsán hangzik, tudom. Nincs jó ok arra, hogy valóban elő tudjak állni!
A valós rendszer valószínűleg mozgatható elemek rendszerén alapulna. Azaz. forgatással a szárny hátsó részén lévő vezérlőfelület az első oldalán lekerekített orrrá válhat.
A modellek teljesen lapos szárnyas szárnyakkal repülnek, csak a kezelőfelületekre van szükség mindkét oldalon, és valamilyen módon le kell zárni a vezetőket.
Ezen a kérdésen és az elfogadott válaszon is megbotlottam, amely más források szerint "teljesen téves": http://xkcd.com/803/ (És itt főleg azért regisztráltam, hogy hasonló kérdést tegyek fel, mint a tiéd). Alapvető magyarázat található a http://www.explainxkcd.com/wiki/index.php/803:_Airfoil címen, de természetesen meg kell különböztetni a "felfelé" vagy "visszafelé" repülés eseteit ... .
Az éles hátsó él adja meg a Kutta állapotot, tehát ha éles lenne elöl és hátul is, ez működhet, bár hajlamos lenne elakadni az éles vezetőél miatt. Egy másik kérdés a [* hangmagasság-stabilitás *] (http://www.av8n.com/how/htm/aoastab.html#sec-basic-stability).
A kapcsolódó apróságok - általában egy rádióval vezérelt repülőgép akkor is repül, ha a támasztékot hátrafelé teszik úgy, hogy az "éles szél" vezet, és a "lekerekített él" hátrébb kerül. Tehát a támasztó szárny még ebben a konfigurációban némi lökést, azaz emelést hoz létre. A teljesítmény azonban jelentősen csökken. És ami a "hátrafelé" repülő teljes repülőgép hangmagasság-stabilitását illeti? Azt mondanám, jobb lenne, ha lenne egy számítógép, amely segít rendben lenni.
Láttam egy fotót egy repülőgép-modellről is, ahol a teljes kétirányú szárnyszerelvény fejjel lefelé és hátra gumiszalaggal volt a törzsön, tehát anhedrikus volt, így az éles szél vezetett és a lekerekített él volt utána. Állítólag még mindig repült.
Nyolc válaszokat:
Peter Kämpf
2015-08-20 14:19:15 UTC
view on stackexchange narkive permalink

A két áramlási irányban nincs jó emelőernyővel rendelkező szárny, de elképzelhető, hogy van némi emelés. Azonban a lift-húzás arány nem lesz mit írni otthon.

Egy ésszerű jelölt akkor jön létre, ha a tiszteletreméltó NACA 66 (2) -415 előrészét felhasználjuk és újra lemásoljuk. az utolsó félidőre. Így:

NACA 66415 with mirrored front half

Amint azt a cselekményből felismerheti, ezt az XFOIL -vel végezték. Az iteráció azonban nem konvergál. De amikor valódi levegő éri el ezt a dolgot, az emelést eredményez, hasonlóan ahhoz, mint egy megmunkált lemez. A láthatatlan nulla szög emelési együtthatója már 0,5, azonban a viszkózus hatások csökkenteni fogják ezt az emelési együtthatót. az áramlást, hogy megfelelő stagnálási pontot találjon. Itt mindkét végén lekerekített kontúrunk van, ezért az elválasztási pont elválasztó területre szélesedik, és ez a felső oldalon kúszik fel, ha az áramlás némi szívást eredményez a tetején. Ennélfogva az emelés gyenge lesz, a vonóerő pedig nagy lesz.

Egy kis trükkel az XFOIL meggyőződhet arról, hogy ez egy szabályos szárny, valóban tompa hátsó éllel. Ez az eredmény egy Reynolds-féle 5 milliós és 0,3 Mach-os eredménynél:

XFOIL plot

Most azonban az elválasztás a hátsó élnél előírt, és nem fog olyan könnyen felfelé mozogni, ezért az eredmények túl pozitívak lehetnek. Úgy tűnik, hogy az L / D meghaladja a 70-et (ami meglep engem! Az eredeti 66 (2) -415 alacsonyabb L / D-vel rendelkezik ugyanolyan áramlási körülmények között, ami erős utalás arra, hogy itt visszaélünk az XFOIL-szal). Hasonlítsuk össze ezt a jó vitorlázórepülõ L / D-vel, amely meghaladja a 200-at ennél a Reynolds és Mach számnál.

Alkalmazhatóság

Nem tudok jó okot találni erre. A visszafelé repülés következményei a következők:

  • Ami korábban stabil volt, instabillá válik - minden irányba! Ne feledje, hogy a semleges pont a negyedszakánál van, áramlásirányban mérve. Ha az áramlási irány megfordul, akkor a semleges pont és a súlypont közötti távolság hirtelen meghaladja a szárnyakkord felét - rossz irányba! Ugyanez vonatkozik a függőlegesre is, amely most destabilizálódik.
  • Ez magában foglalja az összes vezérlőfelületet: ütközőikbe ütköznek és maximális lehajlásnál maradnak. A kézi vezérlőrendszer használhatatlanná válik, és még egy hidraulikus, számítógép által vezérelt rendszer is rendkívüli terhelést fog tapasztalni, amely felülmúlja a hagyományos működtető elemeket. Gurney szárnyakkal vagy mindkét oldalon irányított fújással kombinálva az irányítási kérdéseknek kezelhetővé kell válniuk.
  • Ha változtatható hangmagasságú légcsavar megfordításával történik, akkor a légcsavar nagy része nem fog működni már, mert a penge csavarodása ellentétesen fut, mint kellene. Ugyanakkor elegendő tolóerőt hozhat létre, ha VJ-101 típusú meghajtást használ, ahol a motor gondolái 180 ° -on átfordulnak.

VJ-101 in flight

VJ-101 (kép forrás)


SZERKESZTÉS: @Marius említést tett az S-72 X-Wing a alatti megjegyzésben >, egy kísérlet arra, hogy egy helikopter gyorsabban menjen azáltal, hogy a rotort meghatározott haladási sebesség fölé állítja. Az X-Wing valóban elliptikus szárnyat használt, és irányított fújással kényszerítette a Kutta állapotot. Ez lehetővé tette a merev szárny használatát és a penge emelésének beállítását a ciklikus és kollektív irányításhoz fújással. Valójában ez az egyetlen értelmes alkalmazás a két irányban működő repülőgéphez.


EGYÉB SZERKESZTÉS: Most találtam ezt az Airfoiltools.com oldalon: A Sikorsky DBLN-526 kétvégű forgószárnyas szárny. Nagy valószínűséggel az S-72-nél használták, és 26% -a egyébként is csak irányított fújással működne.

Ha ezt összehasonlítani szeretnénk egy szokásos szárnyashajóval (mondjuk olyasvalamit, amelyet nagy kereskedelmi repülőgépeken használnak), akkor mi lenne mindkettő felvonó-elhúzási aránya? vagyis mennyivel rosszabb ez?
@curious_cat: Ez túl spekulatívvá válik. Szubszonikus számítást végeztem - ennek transzszónikus sebességgel történő elvégzése valószínűleg még kevésbé lesz hiteles eredmény. Nincsenek eszközeim ennek a légterelőnek a megfelelő elemzéséhez.
Köszönöm! De még mindig eleget tudsz arról, hogy _ "az emelés gyenge lesz, és a vonóerő magas lesz"? _ Vagy van esély, talán némi optimalizálás után, hogy az ember egy nem túl rossz emelővel rendelkező repülőgéphez juthat húzási arányok?
@curious_cat: Igen, teljesen!
Feltételezem, hogy valószínűleg könnyebb egy rugalmas bőrű szárnyat készíteni egy mechanikusan manipulálható csontváz fölött, így a szárny alakja megváltoztatható, hogy a kívánt irányba megfelelő aerofoil alakot hozzon létre, ahelyett, hogy létrehozna egy jó mindkettőnek ... de itt csak spekulálok ..
@curious_cat Valószínűleg legyőzheti * néhány * hátrányt (pl. Szárnyvezérlésnél esetleg egy légterelő és osztott fedél a szárny mindkét oldalán, egy vezérlő számítógéppel, amelyik azt használja, amelyik a hátsó szélen van, miközben a többit bezárva tartja) hely), de a "szárny" alapvető aerodinamikája továbbra is kedvezőtlen lenne. Lehetséges, hogy ésszerűbb leszerelni azt a lendületet, amelyre szüksége van, hogy ezt lehessen a földről, és csak lefelé mutasson, hogy levegőbe jusson (melyik ponton [kinek van szüksége szárnyra?] (Https://en.wikipedia.org/wiki/ Lunar_Landing_Research_Vehicle))
Úgy gondolom, hogy ez hasonló a leállt rotoros helikopteren használt repülőgéphez, például az S-72 X-Winghez (https://www.helis.com/70s/h_s72.php). Nem találok referenciát a létezőből, de azt hiszem, hogy elliptikus szárnyat használnak, hogy szimmetrikus aerodinamikát kapjanak a rotorból, amikor leáll. A keringésszabályozással elegendő emelést kaptak a rotortól, amikor az normálisan működött.
@Marius: Valójában ez az egyetlen jó alkalmazás egy ilyen szárnyasra, és nem gondoltam rá akkor, amikor a választ írtam. Köszönjük, hogy megemlítette az X-Wing-et!
A frizbákon és a bumerángokon kívül egy ilyen fólia másik felhasználása szárnyashajó, fedélzet vagy középtábla lehet egy proa vagy más, mindkét irányban közlekedő hajón. Ha az alsó felületekhez egy kis csuklós, kb. 5-10% -os zsinór csatlakozik, mindkét oldal szélétől néhány százalékkal hátrébb, és szabadon elfordulhat, hogy a hátsó élénél fogva lehúzódjon, akkor tisztábbat kaphat áramlás elválasztása.
Gerry
2016-12-07 00:57:32 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Nem hiszem, hogy a fordított irányú repülésről volt szó, de a Lockheed F-104-nek szimmetrikus szárnya volt. Bikonvex forma volt, 3,36% vastagságaránnyal. Előlapi lécei és hátsó éllécei egyaránt voltak. Az alacsony sebességű teljesítmény még mindig alacsonyabb volt az ideálisnál, de kiválóan működött a Mach 2+ -on.

Greg Taylor
2016-12-07 17:20:21 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Walter Morrison a 30-as években válaszolt erre a kérdésre, és gyakorlati alkalmazást is talált rá.

Úgy ismerjük, mint egy repülő csészealjat vagy frizbit.

Koyovis
2017-07-19 14:12:06 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Igen, meg lehet csinálni - valójában az összes szárnyas emelő képessége meghaladja a normál leállási tartományt. A fordított áramlás helyzete olyan helikopterekben fordulhat elő, amelyek túl gyorsan haladnak, így a visszavonuló penge belső fedele visszafolyik.

A normál üzemi tartományon kívül minden aerofoil többé-kevésbé úgy viselkedik, mint a lapos lemezek egy második maximális emelési együttható 45 fokon, a húzó együtthatóval pedig hatalmas a normál üzemhez képest.

Például a NACA 0012:

enter image description here Láthatja, hogy az emelési együttható 180 fokon nagyon hasonló a nulla fokhoz.

enter image description here

A húzási együttható 180 foknál nagyobb, mint 0 foknál. Kicsit nehezen látható a grafikon skálája miatt, de a 180 C körüli $ C_D $ könnyen 10 - 20-szor olyan magas, mint 0 fok körül.

Egy új felhasználó [választ hagyott] (https://aviation.stackexchange.com/a/74947/14897), hogy megkérdezze, honnan származnak ezek a grafikonok. Linkek vagy hivatkozási nevek hozzáadása jó lenne.
Az @ymb1 a NASA szervere által készített jelentésből, egy NACA vagy NASA jelentésből származik, amelyet több mint 10 évvel ezelőtt használtam helikopter szimulátor repülési modelljének elkészítéséhez. A jelentések szkennelt képek voltak, hiszem, valahol még rendelkeznem kell velük, de nem találom.
Robin Bennett
2019-09-10 18:01:14 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Az egyik hely, ahol reverzibilis szárnyashajót használnak, a Proas tőrpályáján található - hajók, amelyek mindkét irányba vitorlázhatók. Rögzített szél- és szélirányú oldaluk van, inkább az elülső és a hátsó végük, így a fóliára mindig szükség van, hogy ugyanabban az irányban emelje az erőt, de az áramlás megfordul.

Alakjuk nagyon hasonló Peter Kämpf válaszában.

xxavier
2017-04-30 10:56:27 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Herrick 'Vertaplane' felső szárnyának teljesen szimmetrikus szárnya volt, ahol az elülső és a hátsó élek felcserélhetők voltak. Természetesen ez a repülőgép nem repült hátrafelé, de a felső szárnyat 180º-val el lehetett fordítani, és ugyanolyan jól működött ... https://airandspace.si.edu/collection-objects/herrick-hv-2a-vertaplane

Peter R. McMahon
2019-04-17 10:13:46 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Az ábra bármelyik szárnya mindkét irányban emelést eredményez. A jobb oldali egy bumerángszárny alakú, így működik, de kevesebb veszteség lenne, ha a csúcson levő levegőt mindkettő lefelé elválasztaná & lefelé. enter image description here

Üdvözöljük az Av.SE oldalon.
quiet flyer
2019-09-11 03:52:29 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Valahol az rcgroups.com weboldalon láttam egyszer egy bejegyzést, amely leírta, hogy valaki megragadta egy rc repülőgép szárnyát, és megfordította úgy, hogy a hátsó szél elöl legyen, és gumiszalagokkal rögzítette a törzshöz. Repülés lehetséges volt.

Vagy szórakozásból, hogyan ** ne ** csinálja (FliteTest): https://www.youtube.com/watch?v=Ika-qrX-vhQ


Ezt a kérdést és választ automatikusan lefordították angol nyelvről.Az eredeti tartalom elérhető a stackexchange oldalon, amelyet köszönünk az cc by-sa 3.0 licencért, amely alatt terjesztik.
Loading...