Аеродинаміка літаючої моделі

РЕФЕРАТ

на тему:

“Аеродинаміка літаючої моделі”

Впливаючи на крило, повітряний потік крім горизонтальної сили лобового опору, спрямованої назад, викликає поперечну вертикальну силу, що використовується для підтримки авіамоделі в повітрі, тобто для польоту, і називається тому піднімальною силою.

Ця піднімальна сила обумовлена рухом повітря і є, отже, динамічною піднімальною силою. Однак піднімальна сила крила залежить не тільки від форми, профілю і площі горизонтальної проекції крила, але і від кута атаки. Любою профіль досягає максимальної піднімальної сили тільки при визначеному куті атаки. Варто збільшити цей кут, і потік почне зриватися з верхньої поверхні і стане турбулентним. Сила лобового опору в результаті цього істотно зросте, а піднімальна сила зменшується. Крім того, при збільшенні кута виявляється і дуже неприємна властивість багатьох профілів - зсув центра тиску. Центри ваги і тиску авіамоделі повинн раполагаться поблизу друг від друга і лежати на одній вертикалі. У більшості моделей він лежить у крапці відповідної 30% хорди (ширини) крила. Через зсув центра тиску авіамодель утрачає стійкість у польоті. Тому варто вибирати такий профіль, у якого центр тиску зі зміною кута атаки зміщається якнайменше. При негативних кутах атаки крила потік зривається з його нижньої поверхні, лобовий опір також зростає, а піднімальна сила зменшується.

Навантаження на крило визначаються як відношення ваги моделі в грамах при зльоті до загальній несущій поверхні в квадратних дециметрах, що складається з площі поверхні крила і стабілізатора (несущої називається поверхня, що створює піднімальну силу) і виражається в грамах на квадратний дециметр. Планера мають відносно малу швидкість зниження і мале навантаження на крило. Швидкісні моделі з великою швидкістю зниження, мають, як правило, високі навантаження на крило. При цьому кожен профіль розрахований на цілком визначене навантаження на крило. Істотне перевищення цього максимального значення погіршує літні якості моделі.

Тепер кілька слів про стійкість моделі в польоті. Мова йде про динамічну стійкість, що повинна забезпечуватися по трьох взаємно перпендикулярних осях Осі являють собою лінії, що перетинаються в центрі ваги авіамоделі. Звичайно авіамодель повинна розвертатися навколо кожної осі за допомогою окремого керма. елерони забезпечують розворот навколо подовжньої осі, кермо висоти - навколо поперечної, кермо повороту - навколо висотної осі.

Модель повинна бути стійкої по всім трьох осях. Стійким називається такий стан моделі в польоті, коли при відхиленні від свого первісного положення (за рахунок поривів чи вітру висхідних теплових потоків) вона самостійно, без допомоги рулей, повертається в колишнє, нормальне положення.

Поняття подовжньої стійкості відноситься до обертання моделі навколо поперечної осі. Вона визначається площами крила і стабілізатора, їхніми кутами атаки і далекістю стабілізатора від центра ваги. Подовжня стійкість моделі може бути істотно підвищена вибором профілів зі стабільним центром тиску.

Поперечна стійкість виявляється при обертанні моделі навколо подовжньої осі. Поперечну стійкість можна істотно підвищити, додавши крилу V-образну форму.

При крені моделі діючі поверхні обох половин крила виявляються неоднаковими. велика діюча поверхня створює велику піднімальну силу, а отже, і більший зворотний момент обертання, що повертає модель у нормальне положення.

Для моделей без елеронів варто подбати про підвищену поперечну стійкість, одержати яку можна вибором відповідної V-бразной форми крила. Для надійної стійкості достатній кут 5°-8° (при наявності елеронів 5°-5°).

Шляхова стійкість відноситься до обертання авіамоделі навколо осі висоти. Утримання на курсі забезпечується в польоті головним чином кермом напрямку. Однак при польоті по кривій шляхова стійкість безпосередньо зв'язана з поперечною стійкістю (на кривої траєкторії модель летить із креном, розвертаючись при цьому вокру;- подовжньої і вертикальної осей), тому занадто сильний вплив рулячи напрямку небажано. Розворот моделі навколо вертикальної осі (а отже, і занадто різку реакцію на відхилення рулячи напрямку) можна обмежити вибором щодо великої поверхні бічного перетину. Шляхова стійкість підтримується також і за рахунок того, що ефективний опір однієї з половин крила при нишпоренні стає більше, ніж в іншої (аналогічний ефект виявляється V-образна форма крила на поперечну стійкість). Нишпоренням називають незначні кутові відхилення літального апарата від основного напрямку в горизонтальній площині щодо вертикальної осі при прямому положенні рулячи. Стабілізуючий ефект можна підвищити доданням крилу стреловидной форми. На практиці усі види стійкості тісно переплетені один з одним. Ми познайомилися тут тільки з найважливішими положеннями аеродинаміки.