Аэродинамика летающей модели

Главная - Астрономия, авиация, космонавтика - Аэродинамика летающей модели

Влияя на крыло, воздушный поток кроме горизонтальной силы лобового сопротивления, направленной назад, вызывает поперечную вертикальную силу, которая используется для поддержки авиамодели в воздухе, т.е. для полета, и называется поэтому подъемной силой.

Эта подъемная сила обусловлена движением воздуха и есть, итак, динамической подъемной силой. Однако подъемная сила крыла зависит не только от формы, профиля и площади горизонтальной проекции крыла, но и от угла атаки. Дорогой профиль достигает максимальной подъемной силы только при определенному кованые атаки. Следует увеличить этот угол, и поток начнет срываться из верхней поверхности и станет турбулентным. Сила лобового сопротивления в результате этого существенным образом возрастет, а подъемная сила уменьшается. Кроме того, при увеличении угла оказывается и очень неприятное свойство многих профилей - сдвиг центра давления. Центры веса и давления авиамодели повинн раполагаться вблизи друг от друга и лежать на одной вертикали. В большинстве моделей он лежит в точке соответствующей 30% хорды (ширины) крыла. Через сдвиг центра давления авиамодель теряет стойкость в полете. Поэтому следует выбирать такой профиль, у которого центр давления с изменением угла атаки смещается как можно меньше. При отрицательных углах атаки крыла поток срывается из его нижней поверхности, лобовое сопротивление также возрастает, а подъемная сила уменьшается.

Нагрузка на крыло определяются как отношение веса модели в граммах при взлете к общей несущей поверхности в квадратных дециметрах, которая состоит из площади поверхности крыла и стабилизатора (несущей называется поверхность, которая создает подъемную силу) и выражается в граммах на квадратный дециметр. Планера имеют относительно малую скорость снижения и малая нагрузка на крыло. Скоростные модели с большой скоростью снижения, имеют, как правило, высокие нагрузки на крыло. При этом каждый профиль рассчитан на целиком определенную нагрузку на крыло. Важное превышение этого максимального значения ухудшает летные качества модели.

Теперь несколько слов о стойкости модели в полете. Речь идет о динамической стойкости, которая должна обеспечиваться по трем взаимно перпендикулярным осям Оси представляют собой линии, которые пересекаются в центре веса авиамодели. Обычно авиамодель должна разворачиваться вокруг каждой оси с помощью отдельного руля. элероны обеспечивают разворот вокруг продольной оси, руль высоты - вокруг поперечной, руль поворота - вокруг высотной оси.

Модель должна быть стойкой по всему трех осях. Стойким называется такой стан модели в полете, когда при отклонении от своего первоначального положения (за счет порывов или ветра восходящих тепловых потоков) она самостоятельно, без помощи рулей, возвращает в бывшее, нормальное положение.

Понятие продольной стойкости относится к обращению модели вокруг поперечной оси. Она определяется площадями крыла и стабилизатора, их углами атаки и удаленностью стабилизатора от центра веса. Продольная стойкость модели может быть существенным образом повышенная выбором профилей со стабильным центром давления.

Поперечная стойкость оказывается при обращении модели вокруг продольной оси. Поперечную стойкость можно существенным образом повысить, прибавив крылу V-образную форму.

При крене модели действующие поверхности обеих половин крылья оказываются неодинаковыми. большая действующая поверхность создает большую подъемную силу, а итак, и больший обратный момент обращения, которое возвращает модель в нормальное положение.

Для моделей без элеронов следует позаботиться о повышенной поперечной стойкости, получить которую можно выбором соответствующей V-бразной формы крыла. Для надежной стойкости достаточный угол 5-8°° (при наличии элеронов 5-5°°).

Дорожная стойкость относится к обращению авиамодели вокруг осы высоты. Удержание на курсе обеспечивается в полете главным образом рулем направления. Однако при полете по кривой дорожная стойкость непосредственно связана с поперечной стойкостью (на кривой траектории модель летит с креном, разворачиваясь при этом вокру;- продольной и вертикальной осей), поэтому слишком сильное влияние руля направления нежелательно. Разворот модели вокруг вертикальной оси (а итак, и слишком резкую реакцию на отклонение руля направления) можно ограничить выбором относительно большой поверхности бокового сечения. Дорожная стойкость поддерживается также и за счет того, что эффективное сопротивление одной из половин крыла при рыскании становится больше, чем у другой (аналогичный эффект оказывается V-образная форма крыла на поперечную стойкость). Рысканием называют незначительные угловые отклонения летательного аппарата от основного направления в горизонтальной плоскости относительно вертикальной оси при прямом положении руля. Стабилизирующий эффект можно повысить приданием крылу стреловидной формы. На практике все виды стойкости тесно переплетены один из одним. Мы познакомились здесь только с важнейшими положениями аэродинамики.