Efectul formei asupra portanței

Desenul computerizat al unui profil simetric și al unui profil cu curbură. Întorsătură mai mare = portanță mai mare.

Cantitatea de portanță generată de un obiect depinde de cât de mult este întors fluxul, care depinde de forma obiectului.În general, portanța este o funcție foarte complexă a formei. Aerodinamicii modelează efectul formei prin intermediul unui coeficient de portanță care este în mod normal determinat prin teste în tuneluri de vânt. Pentru unele forme simple, se pot dezvolta ecuații matematice pentru a determina coeficientul de portanță.Cel mai simplu model, modelul bidimensional Kutta-Joukowskiairfoil, este studiat de studenții de la licență.Programul de calculator FoilSim oferă rezultatele acestei analize într-o formă ușor de utilizat de către studenți. Un rezultat al analizei arată că, cu cât mai mare este virajul curgerii, cu atât mai mare este portanța generată de un profil aerodinamic.

Acest diapozitiv prezintă câmpurile de curgere pentru două profiluri aerodinamice diferite.Profilul aerodinamic din stânga este un profil aerodinamic simetric; formele de deasupra și dedesubtul liniei centrale albe sunt aceleași. Profilul aerodinamic din dreapta este curbat în apropierea marginii de ieșire. Liniile galbene de pe fiecare figură arată liniile de curgere a fluxului de la stânga la dreapta.Figura din stânga nu arată nici un viraj net al fluxului și nu produce portanță; figura din dreapta arată un viraj mare și generează o cantitate mare de portanță. Părțile frontale ale ambelor profiluri sunt aproape identice. Porțiunea posterioară a profilului drept generează un viraj mai mare.

Exemplul prezentat mai sus explică de ce porțiunea posterioară a aripilor are secțiuni cu balamale pentru a controla și manevra o aeronavă. Devierea secțiunii posterioare în jos produce o geometrie similară cu cea din figura din dreapta, producând o portanță mai mare. În mod similar, dacă secțiunea din spate este deviată în sus, aceasta creează mai puțină portanță (sau chiar portanță negativă). Abilitatea de a varia cantitatea de portanță pe o porțiune a aripii conferă pilotului capacitatea de a manevra o aeronavă. Următoarele diapozitive prezintă deflexia suprafețelor de control și mișcarea rezultată a aeronavei:

Elevatorul controlează mișcarea de tangaj.
Cârma controlează mișcarea de deviație.
Aripilele controlează mișcarea de ruliu.

Să investigăm dependența portanței de forma profilului aerodinamic folosind un simulator Javasimulator.

Din cauza unor probleme de securitate IT, mulți utilizatori întâmpină în prezent probleme în rularea applet-urilor educaționale NASA Glenn. Applet-urile sunt actualizate încet-încet, dar este un proces de lungă durată. Dacă sunteți familiarizat cu Java Runtime Environments (JRE), puteți încerca să descărcați applet-ul și să îl rulați pe un Integrated Development Environment (IDE), cum ar fi Netbeans sau Eclipse. Următoarele sunt tutoriale pentru rularea applet-urilor Java pe oricare dintre aceste IDE-uri:
Netbeans
Eclipse

Puteți varia forma foliei folosind glisorul de sub fereastra de vizualizare sau trecând înapoi peste caseta de intrare, introducând noua valoare și apăsând tasta Enter de pe tastatură. În dreapta este un grafic al camerei de ascensiuneversuscambie.Cambrarea este o măsură a gradului de curbură a profilului.Punctul roșu arată condițiile dumneavoastră. Sub grafic se află valoarea numerică a portanței. Puteți afișa fie valoarea portanței (în unități englezești sau metrice), fie coeficientul de portanță, utilizând butoanele de alegere din jurul casetei de ieșire. Faceți clic pe butonul de alegere și selectați din meniul derulant.

Ca experiment, setați cambrarea la 0,0 % din coardă și notați valoarea portanței. Acum creșteți cambrarea la 5 procente.A crescut sau a scăzut portanța?Setați cambrarea la -5 procente. Care este valoarea portanței?În ce direcție se va deplasa acest profil aerodinamic?

Puteți descărca propria copie a programului pentru a-l rula off-line, făcând clic pe acest buton:

Puteți investiga în continuare efectul formei profilului aerodinamic și al altor factori care afectează portanța, utilizând aplicația JavaFoilSim III.Puteți, de asemenea, să vă descărcați propria copie a FoilSim pentru a vă juca gratuit.

Activități:

Guided Tours