*ปีกเครื่องบินได้รับการออกแบบเพื่อสร้างลิฟต์ที่จำเป็นเพื่อให้เครื่องบินลอยอยู่ในอากาศ ยิ่งแรงยกและแรงลากยิ่งน้อย คุณภาพแอโรไดนามิกของปีกก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น การยกและการลากของปีกขึ้นอยู่กับลักษณะทางเรขาคณิตของปีก ลักษณะทางเรขาคณิตของปีกจะลดลงตามลักษณะของปีกในแผนผังและลักษณะเฉพาะ

ปีกของเครื่องบินสมัยใหม่เป็นรูปวงรีในแผน (a), สี่เหลี่ยม (b), สี่เหลี่ยมคางหมู (c), กวาด (d), สามเหลี่ยม (e)

มุมตามขวาง V ของปีก ลักษณะทางเรขาคณิตของปีก รูปร่างของปีกในแผนผังมีลักษณะเฉพาะคือช่วงของปีก อัตราส่วนภาพ ความเรียว การกวาด และแนวขวาง V ช่วงปีก L คือระยะห่างระหว่างปลายปีกในแนวตรง เส้น. พื้นที่ปีกในแผน Scr ถูกจำกัดด้วยรูปทรงของปีก

พื้นที่ของปีกสี่เหลี่ยมคางหมูและปีกกวาดคำนวณเป็นพื้นที่ของสี่เหลี่ยมคางหมูสองตัวโดยที่ b 0 คือคอร์ดรูต, m; bk - คอร์ดท้าย, m; - คอร์ดเฉลี่ยของปีก m Wing อัตราส่วนกว้างยาวคืออัตราส่วนของช่วงปีกต่อคอร์ดเฉลี่ย ถ้าแทน bav เราแทนค่าของมันจากความเท่าเทียมกัน (2.1) ดังนั้นอัตราส่วนกว้างยาวของปีกจะถูกกำหนดโดยสูตร For modern เครื่องบินความเร็วเหนือเสียงและทรานโซนิก อัตราส่วนปีกไม่เกิน 2 - 5 สำหรับเครื่องบินความเร็วต่ำ อัตราส่วนกว้างยาวสามารถเข้าถึง 12 -15 และสำหรับเครื่องร่อนสูงสุด 25

ความเรียวของปีกคืออัตราส่วนของคอร์ดแนวแกนต่อคอร์ดส่วนปลาย สำหรับเครื่องบินที่มีความเร็วต่ำกว่าเสียง ความเรียวของปีกมักจะไม่เกิน 3 แต่สำหรับเครื่องบินทรานส์โซนิกและความเร็วเหนือเสียงนั้นสามารถเปลี่ยนแปลงได้ภายในขอบเขตที่กว้าง มุมกวาดคือมุมระหว่างเส้นขอบนำของปีกกับแกนตามขวางของเครื่องบิน นอกจากนี้ยังสามารถวัดการกวาดตามแนวโฟกัส (1/4 คอร์ดจากขอบการโจมตี) หรือตามแนวปีกอีกเส้นหนึ่ง สำหรับเครื่องบินทรานส์โซนิกจะสูงถึง 45° และสำหรับเครื่องบินเหนือเสียงจะสูงถึง 60° มุม V ของปีกคือมุมระหว่างแกนตามขวางของเครื่องบินกับพื้นผิวด้านล่างของปีก ในเครื่องบินสมัยใหม่ มุม V ตามขวางจะมีช่วงตั้งแต่ +5° ถึง -15° โปรไฟล์ของปีกคือรูปร่างของหน้าตัด โปรไฟล์สามารถสมมาตรหรือไม่สมมาตรได้ ในทางกลับกัน ความไม่สมมาตรสามารถเป็นรูปนูนสองด้าน พลาโนนูน เว้านูน ฯลฯ รูปตัว S แม่และเด็กและรูปลิ่มสามารถใช้กับเครื่องบินความเร็วเหนือเสียงได้ ลักษณะสำคัญของโปรไฟล์คือ: คอร์ดโปรไฟล์, ความหนาสัมพัทธ์, ความโค้งสัมพัทธ์

คอร์ดโปรไฟล์ b เป็นส่วนเส้นตรงที่เชื่อมต่อสองจุดที่ไกลที่สุดของโปรไฟล์ รูปร่างของปีก 1 - สมมาตร; 2 - ไม่สมมาตร 3 - พลาโนนูน; 4 - นูนสองด้าน; 5 - รูปตัว S; 6 - เคลือบ; 7 - แม่และเด็ก; 8 - รูปทรงเพชร; 9 โดดเด่น

ลักษณะทางเรขาคณิตของโปรไฟล์: b - คอร์ดโปรไฟล์; Smax - ความหนาสูงสุด fmax - ลูกศรโค้ง; พิกัด x ของความหนาสูงสุด มุมการโจมตีของปีก

แรงแอโรไดนามิกทั้งหมดและจุดใช้งาน R คือแรงแอโรไดนามิกทั้งหมด Y - แรงยก; Q - แรงลาก; - มุมโจมตี; q - มุมคุณภาพ ความหนาของโปรไฟล์สัมพัทธ์ c คืออัตราส่วนของความหนาสูงสุด Cmax ต่อคอร์ด แสดงเป็นเปอร์เซ็นต์:

ความหนาของโปรไฟล์สัมพัทธ์ c คืออัตราส่วนของความหนาสูงสุด Cmax ต่อคอร์ด โดยแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์: ตำแหน่งของความหนาโปรไฟล์สูงสุด Xc แสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ของความยาวคอร์ดและวัดจากจมูก ในเครื่องบินสมัยใหม่ ความหนาสัมพัทธ์ของโปรไฟล์อยู่ภายใน 416% ความโค้งสัมพัทธ์ของโปรไฟล์ f คืออัตราส่วนของความโค้งสูงสุด f ต่อคอร์ด ซึ่งแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ ระยะห่างสูงสุดจากเส้นกึ่งกลางโปรไฟล์ถึงคอร์ดจะกำหนดความโค้งของโปรไฟล์ เส้นกึ่งกลางของโปรไฟล์ถูกวาดในระยะห่างเท่ากันจากรูปทรงด้านบนและด้านล่างของโปรไฟล์ สำหรับโปรไฟล์แบบสมมาตร ความโค้งสัมพัทธ์จะเป็นศูนย์ แต่สำหรับโปรไฟล์แบบอสมมาตร ค่านี้จะแตกต่างจากศูนย์และไม่เกิน 4%

คอร์ดแอโรไดนามิกเฉลี่ยของปีก คอร์ดแอโรไดนามิกเฉลี่ยของปีก (MAC) คือ คอร์ดของปีกรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่มีพื้นที่เท่ากัน ขนาดของแรงแอโรไดนามิกทั้งหมด และตำแหน่งของจุดศูนย์กลางความดัน (CP) ตามที่กำหนดให้ ปีกในมุมการโจมตีที่เท่ากัน

สำหรับปีกที่ไม่มีการบิดเป็นรูปสี่เหลี่ยมคางหมู MAR จะถูกกำหนดโดยโครงสร้างทางเรขาคณิต เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ปีกเครื่องบินจะถูกวาดตามแผน (และในระดับหนึ่ง) เพื่อความต่อเนื่องของคอร์ดรูต จะมีการวางเซกเมนต์ที่มีขนาดเท่ากับคอร์ดเทอร์มินัล และในส่วนต่อเนื่องของคอร์ดเทอร์มินัล (ไปข้างหน้า) จะมีการวางเซกเมนต์ที่เท่ากับคอร์ดรูท ปลายปล้องเชื่อมต่อกันเป็นเส้นตรง จากนั้นลากเส้นกึ่งกลางของปีก เชื่อมต่อจุดกึ่งกลางตรงของคอร์ดรากและคอร์ดสุดท้าย คอร์ดแอโรไดนามิกเฉลี่ย (MAC) จะผ่านจุดตัดของเส้นทั้งสองนี้

เมื่อทราบขนาดและตำแหน่งของ MAR บนเครื่องบินแล้วใช้เป็นพื้นฐาน ให้พิจารณาตำแหน่งจุดศูนย์ถ่วงของเครื่องบิน จุดศูนย์กลางแรงกดของปีก เป็นต้น แรงทางอากาศพลศาสตร์ของเครื่องบินถูกสร้างขึ้นโดยปีก และทาที่จุดศูนย์กลางแรงกด ตามกฎแล้วจุดศูนย์กลางของความกดดันและจุดศูนย์ถ่วงไม่ตรงกันดังนั้นจึงเกิดช่วงเวลาแห่งแรงขึ้น ขนาดของโมเมนต์นี้ขึ้นอยู่กับขนาดของแรงและระยะห่างระหว่าง CG และจุดศูนย์กลางของความดัน ตำแหน่งซึ่งถูกกำหนดให้เป็นระยะทางจากจุดเริ่มต้นของ MAR ซึ่งแสดงเป็นปริมาณเชิงเส้นหรือเป็นเปอร์เซ็นต์ของ ความยาวของ MAR

WING DRAG Drag คือแรงต้านการเคลื่อนที่ของปีกเครื่องบินในอากาศ ประกอบด้วยโปรไฟล์ อุปนัย และความต้านทานคลื่น: Xcr = Xpr + Hind + XV จะไม่พิจารณาการลากคลื่น เนื่องจากจะเกิดขึ้นที่ความเร็วการบินที่สูงกว่า 450 กม./ชม. ความต้านทานของโปรไฟล์ประกอบด้วยความต้านทานแรงดันและแรงเสียดทาน: Xpr = XD + Xtr การลากแรงดันคือความแตกต่างของแรงกดด้านหน้าและด้านหลังปีก ยิ่งความแตกต่างนี้มากเท่าใด ความต้านทานแรงดันก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ความแตกต่างของความดันขึ้นอยู่กับรูปร่างของโปรไฟล์ ความหนาสัมพัทธ์และความโค้ง ในรูปจะแสดงโดย Cx - ค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานของโปรไฟล์)

ยิ่งความหนาสัมพัทธ์ของโปรไฟล์ยิ่งมาก แรงกดดันด้านหน้าปีกก็จะยิ่งเพิ่มมากขึ้น และความดันที่ด้านหลังปีกก็จะลดลงตามขอบท้ายปีกมากขึ้นเท่านั้น เป็นผลให้ความแตกต่างของความดันเพิ่มขึ้นและส่งผลให้ความต้านทานแรงดันเพิ่มขึ้น เมื่ออากาศไหลไปรอบๆ โปรไฟล์ปีกที่มุมการโจมตีใกล้กับมุมวิกฤต ความต้านทานแรงดันจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก ในกรณีนี้ขนาดของกระแสน้ำวนที่มาพร้อมกับเจ็ทและกระแสน้ำวนนั้นเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วความต้านทานแรงเสียดทานเกิดขึ้นเนื่องจากการปรากฏของความหนืดของอากาศในชั้นขอบเขตของโปรไฟล์ปีกที่ไหล ขนาดของแรงเสียดทานขึ้นอยู่กับโครงสร้างของชั้นขอบเขตและสถานะของพื้นผิวที่เพรียวบางของปีก (ความหยาบของมัน) ในชั้นขอบอากาศแบบราบเรียบ ความต้านทานแรงเสียดทานจะน้อยกว่าในชั้นขอบแบบปั่นป่วน ดังนั้น ยิ่งพื้นผิวปีกมีชั้นขอบชั้นของการไหลของอากาศไหลไปรอบๆ มากเท่าใด แรงเสียดทานก็จะยิ่งลดลงเท่านั้น จำนวนแรงเสียดทานจะได้รับผลกระทบจาก: ความเร็วของเครื่องบิน; ความหยาบผิว รูปร่างปีก ยิ่งความเร็วในการบินสูง พื้นผิวปีกก็จะยิ่งได้รับการประมวลผลคุณภาพแย่ลง และยิ่งโปรไฟล์ปีกหนาขึ้นเท่าใด ความต้านทานการเสียดสีก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

การลากแบบเหนี่ยวนำคือแรงลากที่เพิ่มขึ้นซึ่งสัมพันธ์กับการก่อตัวของการยกปีก เมื่ออากาศที่ไม่ถูกรบกวนไหลไปรอบ ๆ ปีก แรงดันที่แตกต่างกันจะเกิดขึ้นด้านบนและด้านล่างปีก ส่งผลให้อากาศส่วนหนึ่งที่ปลายปีกไหล จากบริเวณความกดอากาศสูงไปยังบริเวณความกดอากาศต่ำ

มุมที่กระแสลมไหลรอบปีกด้วยความเร็ว V ที่เกิดจากความเร็วแนวตั้ง U เบี่ยงเบนไป เรียกว่า มุมการไหล ค่าของมันขึ้นอยู่กับค่าของความเร็วแนวตั้งที่เกิดจากเชือกน้ำวนและความเร็วการไหลที่กำลังมาถึง V

ดังนั้น เนื่องจากมุมเอียงของการไหล มุมการโจมตีที่แท้จริงของปีกในแต่ละส่วนของมันจะแตกต่างจากเรขาคณิตหรือมุมการโจมตีที่ชัดเจนในแต่ละจำนวน ดังที่ทราบ แรงยกของปีก ^ Y จะตั้งฉากเสมอ ไปสู่กระแสที่กำลังจะมาถึง, ทิศทางของมัน. ดังนั้น เวกเตอร์แรงยกของปีกจึงเบี่ยงเบนเป็นมุมหนึ่งและตั้งฉากกับทิศทางการไหลของอากาศ V แรงยกจะไม่ใช่แรงทั้งหมด ^Y" แต่เป็นส่วนประกอบ Y ซึ่งตั้งฉากกับการไหลที่กำลังจะมาถึง

เนื่องจากค่ามีค่าน้อยเราถือว่ามันเท่ากับ องค์ประกอบอีกส่วนของแรง Y" จะเป็น องค์ประกอบนี้มุ่งไปตามการไหลและเรียกว่าการลากแบบอุปนัย (รูปด้านบน) เพื่อหาค่าของการลากแบบอุปนัย จำเป็นต้องคำนวณความเร็ว ^ U และมุมเอียงของการไหล การขึ้นอยู่กับมุมเอียงของการไหลต่อการยืดตัวของปีก ค่าสัมประสิทธิ์การยก Su และรูปร่างแผนของปีกแสดงโดยสูตรโดยที่ A คือสัมประสิทธิ์ที่คำนึงถึง คำนึงถึงรูปร่างแผนของปีก สำหรับปีกเครื่องบิน ค่าสัมประสิทธิ์ A เท่ากับ โดยที่ eff คือ การยืดตัวของปีกโดยไม่คำนึงถึงพื้นที่ลำตัวที่ครอบครองส่วนหนึ่งของปีก เป็นค่า ขึ้นอยู่กับรูปร่าง ของปีกในส่วนที่เกี่ยวกับ.

โดยที่ Cxi คือสัมประสิทธิ์ของปฏิกิริยารีแอคทีฟ จะถูกกำหนดโดยสูตร จากสูตรจะเห็นได้ว่า Cx เป็นสัดส่วนโดยตรงกับค่าสัมประสิทธิ์การยก และแปรผกผันกับอัตราส่วนกว้างยาวของปีก ที่มุมการโจมตีของการยกเป็นศูนย์ การลากที่เกิดขึ้นจะเป็นศูนย์ ที่มุมที่วิกฤตยิ่งยวดของการโจมตี การไหลที่ราบรื่นรอบโปรไฟล์ปีกจะหยุดชะงัก ดังนั้นสูตรในการกำหนด Cx 1 จึงไม่เป็นที่ยอมรับในการกำหนดมูลค่าของมัน เนื่องจากค่าของ Cx แปรผกผันกับอัตราส่วนลักษณะของปีก ดังนั้นเครื่องบินที่มีไว้สำหรับการบินระยะไกลจึงมีอัตราส่วนลักษณะของปีกขนาดใหญ่: = 14... 15

คุณภาพทางอากาศพลศาสตร์ของปีก คุณภาพทางอากาศพลศาสตร์ของปีกคืออัตราส่วนของแรงยกต่อแรงลากของปีกที่มุมการโจมตีที่กำหนด โดยที่ Y คือแรงยก, กิโลกรัม; Q - แรงลาก, กก. เราได้รับค่าแทนค่า Y และ Q ลงในสูตร ยิ่งปีกมีคุณภาพตามหลักอากาศพลศาสตร์มากเท่าไรก็ยิ่งสมบูรณ์แบบมากขึ้นเท่านั้น ค่าคุณภาพสำหรับเครื่องบินสมัยใหม่สามารถเข้าถึง 14 -15 และสำหรับเครื่องร่อน 45 -50 ซึ่งหมายความว่าปีกเครื่องบินสามารถสร้างแรงยกที่เกินแรงลากได้ 14-15 เท่า และสำหรับเครื่องร่อนถึง 50 เท่าด้วยซ้ำ

คุณภาพตามหลักอากาศพลศาสตร์มีลักษณะเฉพาะคือ มุม มุมระหว่างเวกเตอร์ของการยกและแรงตามหลักอากาศพลศาสตร์ทั้งหมดเรียกว่ามุมคุณภาพ ยิ่งคุณภาพแอโรไดนามิกสูง มุมคุณภาพก็จะยิ่งเล็กลง และในทางกลับกัน คุณภาพอากาศพลศาสตร์ของปีกดังที่เห็นได้จากสูตรนั้น ขึ้นอยู่กับปัจจัยเดียวกันกับค่าสัมประสิทธิ์ Su และ Cx กล่าวคือ มุมของการโจมตี รูปร่างโปรไฟล์ แผนผังปีก หมายเลขมัคการบิน และการรักษาพื้นผิว อิทธิพลต่อคุณภาพแอโรไดนามิกของมุมการโจมตี เมื่อมุมการโจมตีเพิ่มขึ้นเป็นค่าที่กำหนด คุณภาพแอโรไดนามิกก็จะเพิ่มขึ้น ที่มุมหนึ่งของการโจมตี คุณภาพจะถึงค่าสูงสุด Kmax มุมนี้เรียกว่ามุมการโจมตีที่ดีที่สุด ไร้เดียงสา ที่มุมการโจมตีของการยกเป็นศูนย์ โดยที่ Su = 0 อัตราส่วนการยกต่อการลากจะเป็น เท่ากับศูนย์ อิทธิพลต่อคุณภาพอากาศพลศาสตร์ของรูปร่างโปรไฟล์มีความสัมพันธ์กับความหนาและความโค้งของโปรไฟล์ ในกรณีนี้รูปร่างของโปรไฟล์รูปร่างรูปร่างของนิ้วเท้าและตำแหน่งของความหนาสูงสุดของโปรไฟล์ตามแนวคอร์ดมีอิทธิพลอย่างมาก เพื่อให้ได้ค่า Kmax ที่มีขนาดใหญ่ความหนาและความโค้งที่เหมาะสมของ โดยเลือกโปรไฟล์ รูปร่างของรูปทรง และการยืดตัวของปีก เพื่อให้ได้ค่าคุณภาพสูงสุด รูปร่างปีกที่ดีที่สุดจะต้องเป็นรูปวงรีและมีขอบด้านบนโค้งมน

กราฟของการพึ่งพาคุณภาพแอโรไดนามิกกับมุมการโจมตี การก่อตัวของแรงดูด ขึ้นอยู่กับคุณภาพแอโรไดนามิกในมุมการโจมตีและความหนาของโปรไฟล์ การเปลี่ยนแปลงคุณภาพแอโรไดนามิกของปีก ขึ้นอยู่กับหมายเลขมัค

WING POLAR สำหรับการคำนวณลักษณะการบินของปีกต่างๆ สิ่งสำคัญอย่างยิ่งคือต้องทราบการเปลี่ยนแปลงพร้อมกันของ Cy และ Cx ในช่วงของมุมการบินของการโจมตี เพื่อจุดประสงค์นี้จะมีการวางแผนกราฟของการพึ่งพาสัมประสิทธิ์ Cy บน Cx ที่เรียกว่าขั้ว ชื่อ "ขั้วโลก" อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าเส้นโค้งนี้ถือได้ว่าเป็นแผนภาพเชิงขั้วที่สร้างขึ้นบนพิกัดของสัมประสิทธิ์ของแรงแอโรไดนามิกทั้งหมด CR และโดยที่ มุมเอียงของแรงแอโรไดนามิกทั้งหมด R ไปยังทิศทางของ ความเร็วการไหลที่กำลังจะมาถึง (โดยมีเงื่อนไขว่าสเกล Cy และ Cx จะเท่ากัน) หลักการสร้างขั้วปีก ขั้วปีก ถ้าเราวาดเวกเตอร์จากจุดกำเนิดรวมกับจุดศูนย์กลางแรงกดของโปรไฟล์ ไปยังจุดใด ๆ บนขั้ว แล้วมันจะแทนเส้นทแยงมุมของสี่เหลี่ยมซึ่งมีด้านเป็นลำดับ เท่ากับ Сy และ Сх ลากและยกค่าสัมประสิทธิ์จากมุมการโจมตี - ที่เรียกว่าขั้วปีก

ขั้วถูกสร้างขึ้นสำหรับปีกที่เฉพาะเจาะจงมากโดยมีขนาดทางเรขาคณิตและรูปทรงโปรไฟล์ที่กำหนด ขึ้นอยู่กับขั้วของปีก สามารถกำหนดมุมการโจมตีที่มีลักษณะเฉพาะจำนวนหนึ่งได้ มุมของการยกศูนย์ o อยู่ที่จุดตัดของขั้วกับแกน Cx ที่มุมการโจมตีนี้ ค่าสัมประสิทธิ์การยกจะเป็นศูนย์ (Cy = 0) สำหรับปีกของเครื่องบินสมัยใหม่ โดยปกติแล้ว o = มุมการโจมตีโดยที่ Cx มีค่า Cx น้อยที่สุด นาที พบได้โดยการวาดเส้นสัมผัสกันที่ขั้วขนานกับแกน Cy สำหรับโปรไฟล์ปีกสมัยใหม่ มุมนี้จะอยู่ในช่วงตั้งแต่ 0 ถึง 1° มุมการโจมตีที่ได้เปรียบที่สุดคือไร้เดียงสา เนื่องจากที่มุมที่เหมาะสมที่สุดของการโจมตี คุณภาพอากาศพลศาสตร์ของปีกจะสูงสุด มุมระหว่างแกน Cy และแทนเจนต์ที่ดึงมาจากจุดกำเนิด กล่าวคือ มุมคุณภาพ ที่มุมการโจมตีนี้ ตามสูตร (2.19) , จะน้อยที่สุด. ดังนั้นเพื่อกำหนดความไร้เดียงสา คุณต้องวาดเส้นสัมผัสขั้วจากจุดกำเนิดไปที่ขั้ว จุดสัมผัสจะสอดคล้องกับความไร้เดียงสา สำหรับปีกสมัยใหม่ ความไร้เดียงสาอยู่ที่ 4 - 6°

มุมคริติคอลของการโจมตีคริติคอล ในการกำหนดมุมวิกฤติของการโจมตี จำเป็นต้องวาดเส้นสัมผัสของขั้วขนานกับแกน Cx ช่องทางการติดต่อจะสอดคล้องกับคริติคอล สำหรับปีกของเครื่องบินสมัยใหม่ คริติคอล = 16 -30° มุมของการโจมตีที่มีคุณภาพอากาศพลศาสตร์เท่ากันนั้นหาได้จากการวาดเส้นตัดจากจุดกำเนิดไปยังขั้วโลก ที่จุดตัด เราจะพบมุมการโจมตี (i) ระหว่างการบิน ซึ่งคุณภาพของอากาศพลศาสตร์จะเท่ากันและน้อยกว่า Kmax อย่างแน่นอน

ขั้วของเครื่องบิน ลักษณะทางอากาศพลศาสตร์หลักอย่างหนึ่งของเครื่องบินคือขั้วของเครื่องบิน ค่าสัมประสิทธิ์การยกของปีก Cy เท่ากับค่าสัมประสิทธิ์การยกของเครื่องบินทั้งลำ และค่าสัมประสิทธิ์การลากของเครื่องบินสำหรับแต่ละมุมการโจมตีจะมากกว่า Cx ของปีกด้วยจำนวน Cx ขั้วของเครื่องบินจะเลื่อนไปทางขวาของขั้วปีกด้วยจำนวน Cx เวลา โพลาไรเซชันของเครื่องบินถูกสร้างขึ้นโดยใช้ข้อมูลจากการอ้างอิง Сy=f() และ Сх=f() ซึ่งได้จากการทดลองโดยการเป่าแบบจำลองในอุโมงค์ลม มุมการโจมตีบนระนาบขั้วโลกของเครื่องบินถูกกำหนดโดยการแปลแนวนอนของมุมการโจมตีที่ทำเครื่องหมายไว้บนระนาบขั้วโลกของปีก การกำหนดลักษณะอากาศพลศาสตร์และมุมลักษณะการโจมตีตามแนวขั้วของเครื่องบินจะดำเนินการในลักษณะเดียวกับที่ทำที่ขั้วปีก

มุมการโจมตีของเครื่องบินที่ยกเป็นศูนย์นั้นแทบจะเหมือนกับมุมการโจมตีของปีกที่ยกเป็นศูนย์ เนื่องจากแรงยกที่มุมนั้นเป็นศูนย์ ที่มุมการโจมตีนี้จึงทำได้เฉพาะการเคลื่อนที่ลงในแนวดิ่งของเครื่องบินเท่านั้นที่เรียกว่าการดำน้ำในแนวตั้ง หรือการสไลด์แนวตั้งที่มุม 90°

มุมของการโจมตีที่ค่าสัมประสิทธิ์การลากมีค่าต่ำสุดหาได้โดยการวาดเส้นสัมผัสของขั้วขนานกับแกน Cy เมื่อบินในมุมการโจมตีนี้จะมีการสูญเสียการลากน้อยที่สุด ที่มุมการโจมตีนี้ (หรือใกล้เคียง) การบินจะดำเนินการด้วยความเร็วสูงสุด มุมการโจมตีที่เหมาะสมที่สุด (ไร้เดียงสา) สอดคล้องกับค่าสูงสุดของคุณภาพอากาศพลศาสตร์ของเครื่องบิน ในเชิงกราฟิก มุมนี้เหมือนกับปีก ถูกกำหนดโดยการวาดเส้นสัมผัสของขั้วจากจุดกำเนิด กราฟแสดงให้เห็นว่าความเอียงของแทนเจนต์กับขั้วของเครื่องบินนั้นมากกว่าความเอียงของแทนเจนต์กับขั้วของปีก สรุป: คุณภาพสูงสุดของเครื่องบินโดยรวมมักจะน้อยกว่าคุณภาพอากาศพลศาสตร์สูงสุดของปีกแต่ละข้างเสมอ

กราฟแสดงให้เห็นว่ามุมการโจมตีที่เหมาะสมที่สุดของเครื่องบินคือ 2 - 3° มากกว่ามุมการโจมตีที่ดีที่สุดของปีก มุมวิกฤตของการโจมตีของเครื่องบิน (คริติคอล) มีขนาดไม่แตกต่างกันจากมุมเดียวกันของปีก การยกปีกนกขึ้นสู่ตำแหน่งนำออก (= 15 -25°) ช่วยให้คุณสามารถเพิ่มค่าสัมประสิทธิ์การยกสูงสุด Sumax โดยเพิ่มขึ้นเล็กน้อยในค่าสัมประสิทธิ์การลาก ทำให้สามารถลดความเร็วในการบินขั้นต่ำที่ต้องการได้ซึ่งจะกำหนดความเร็วในการบินขึ้นของเครื่องบินในระหว่างการบินขึ้น การติดตั้งลิ้นปีกนก (หรือลิ้นปีกนก) เข้ากับตำแหน่งบินขึ้น ความยาวในการวิ่งขึ้นเครื่องบินจะลดลงถึง 25%

เมื่อแผ่นพับ (หรือแผ่นพับ) ถูกขยายไปยังตำแหน่งลงจอด (= 45 - 60°) ค่าสัมประสิทธิ์การยกสูงสุดสามารถเพิ่มขึ้นเป็น 80% ซึ่งจะลดความเร็วในการลงจอดและระยะวิ่งลงอย่างมาก อย่างไรก็ตาม การลากจะเพิ่มขึ้นเร็วกว่าแรงยก ดังนั้นคุณภาพแอโรไดนามิกจึงลดลงอย่างเห็นได้ชัด แต่สถานการณ์นี้ถูกใช้เป็นปัจจัยเชิงบวกในการปฏิบัติงาน - ความชันของวิถีในระหว่างการร่อนก่อนลงจอดจะเพิ่มขึ้นและด้วยเหตุนี้เครื่องบินจึงมีความต้องการคุณภาพของแนวทางไปยังลานลงจอดน้อยลง อย่างไรก็ตาม เมื่อถึงหมายเลข M ดังกล่าวซึ่งไม่สามารถละเลยความสามารถในการอัดได้อีกต่อไป (M > 0.6 - 0.7) ต้องกำหนดค่าสัมประสิทธิ์การยกและการลากโดยคำนึงถึงการแก้ไขสำหรับการบีบอัด โดยที่ Suszh คือค่าสัมประสิทธิ์การยกโดยคำนึงถึงความสามารถในการอัด Suneszh คือค่าสัมประสิทธิ์การยกของการไหลที่ไม่สามารถอัดตัวได้สำหรับมุมการโจมตีเดียวกันกับ Suszh

มากถึงตัวเลข M = 0.6 -0.7 ขั้วทั้งหมดเกือบจะตรงกัน แต่ด้วยจำนวนมาก ^ M พวกเขาเริ่มเลื่อนไปทางขวาและในเวลาเดียวกันก็เพิ่มความเอียงไปที่แกน Cx การเลื่อนขั้วไปทางขวา (โดย Cx ขนาดใหญ่) เกิดจากการเพิ่มค่าสัมประสิทธิ์การลากของโปรไฟล์เนื่องจากอิทธิพลของการอัดอากาศ และจำนวนที่เพิ่มขึ้นอีก (M > 0.75 - 0.8) เนื่องจากรูปลักษณ์ภายนอก ของการลากคลื่น การเพิ่มขึ้นของความเอียงของขั้วอธิบายได้จากการเพิ่มขึ้นของค่าสัมประสิทธิ์การลากแบบเหนี่ยวนำเนื่องจากที่มุมการโจมตีเดียวกันในการไหลของก๊าซอัดอัดแบบเปรี้ยงปร้างมันจะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนคุณภาพอากาศพลศาสตร์ของเครื่องบินนับจากเวลาที่อัดได้ ผลกระทบเริ่มลดลงอย่างเห็นได้ชัด

คำถามสำหรับการทบทวน: มีการทดลองอะไรบ้างเพื่อแสดงบทบาทของแรงตึงผิวในการหายใจ เหตุใดการสังเคราะห์สารลดแรงตึงผิวอย่างต่อเนื่องจึงช่วยให้เราหายใจ และจะเกิดอะไรขึ้นเมื่อมันหยุดลง? ทำไมนักดำน้ำควรหายใจเอาอากาศอัดใต้น้ำ? เหตุใดเมื่อลงสู่ระดับความลึกมาก นักดำน้ำจึงไม่สามารถใช้ลมอัดได้ แต่ต้องเตรียมส่วนผสมสำหรับการหายใจแบบพิเศษ โรคการบีบอัดคืออะไร และจะหลีกเลี่ยงได้อย่างไร?

แรงต้านทานต่อการไหลของอากาศ แรงต้านทานเป็นสัดส่วนกับจำนวนโมเลกุลอากาศที่ปีกหยุด มวลและความเร็วของพวกมัน F ความต้านทานหน้าตัด (ส่วนหน้า) ของปีกในทิศทางการเคลื่อนที่ โดยที่ความหนาแน่นของอากาศคือ V คือ ความเร็วของเครื่องบิน และ S คือพื้นที่ของมุมปีกที่โจมตี

แรงลากที่เปลี่ยนแปลงไปในโมเมนตัมอากาศ แรงยกของการไหลของอากาศ mV0mV0 mV1mV1 แรงยกเป็นสัดส่วนกับจำนวนโมเลกุลอากาศที่ปีกหมุน มวลและความเร็ว โดยที่คือความหนาแน่นของอากาศ V คือความเร็วของเครื่องบิน และ S คือ บริเวณปีกของมัน

ขึ้นอยู่กับความเร็วของเครื่องบินกับมวลของมัน ที่กำลังเครื่องยนต์คงที่ ยิ่งมีมวลของเครื่องบินมากเท่าไร มันก็ยิ่งบินช้าลงเท่านั้น ที่ความเร็วคงที่และคุณสมบัติทางอากาศพลศาสตร์ เช่น C ต่ำกว่า / C ต้านทาน = const ความสามารถในการรับน้ำหนักเป็นสัดส่วนกับพื้นที่ปีก

มีความเชื่อมโยงระหว่างการเข้าเรียนและผลการเรียนหรือไม่? การเข้าร่วม, % ผลการทดสอบ จะทราบได้อย่างไรว่าการเปลี่ยนแปลงในปริมาณสองปริมาณมีความสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิดหรือไม่?

การเข้าร่วม, % ผลการทดสอบ จะหาปริมาณว่าการเปลี่ยนแปลงในปริมาณสองปริมาณมีความสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิดได้อย่างไร มีความเชื่อมโยงระหว่างการเข้าเรียนและผลการเรียนหรือไม่?

เราคำนวณค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ (การเชื่อมต่อ) CORR ระหว่างผลการเรียนและการเข้าร่วม % ผลการทดสอบ การเข้าร่วมโดยเฉลี่ย AB VG ผลการเรียนโดยเฉลี่ย CORR(10 “B”) = 0

โรงเรียนมัธยมสกาลิสตอฟสกายา ระดับ I–III

วิชาเลือกวิชาฟิสิกส์ในโครงการวิจัยชั้นประถมศึกษาปีที่ 10 ในหัวข้อ

"การศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างคุณสมบัติทางอากาศพลศาสตร์ของปีกกับรูปร่างของมัน"

บัคชิซาราย.

ที่ปรึกษาทางวิทยาศาสตร์:

ครูฟิสิกส์ Dzhemilev Remzi Nedimovich

งานดำเนินการโดย: Erofeev Sergey

นักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 10

(โรงเรียนมัธยมสกาลิสตอฟสกายา

โรงเรียนระดับ I - III

สภาเขตบาคชิสะไร

สาธารณรัฐปกครองตนเองไครเมีย)

กำลังอัปเดตหัวข้อ

ปัญหาหลักอย่างหนึ่งในการออกแบบเครื่องบินใหม่คือการเลือกรูปร่างปีกที่เหมาะสมและพารามิเตอร์ของมัน (เรขาคณิต อากาศพลศาสตร์ ความแข็งแกร่ง ฯลฯ) ผู้ออกแบบเครื่องบินต้องรับมือกับผลกระทบที่ไม่คาดคิดต่างๆ ที่เกิดขึ้นที่ความเร็วสูง ด้วยเหตุนี้ปีกของเครื่องบินสมัยใหม่จึงมีรูปทรงที่ผิดปกติในบางครั้ง ปีก "งอ" ไปข้างหลังทำให้ดูเหมือนลูกศร หรือในทางกลับกัน ปีกจะมีรูปทรงเหมือนกวาดไปข้างหน้า

วัตถุประสงค์ของการวิจัยของเราคือสาขาฟิสิกส์อากาศพลศาสตร์ - นี่คือสาขาหนึ่งของอากาศกลศาสตร์ซึ่งมีการศึกษากฎการเคลื่อนที่ของอากาศและก๊าซอื่น ๆ และปฏิกิริยาระหว่างแรงกับวัตถุแข็งที่กำลังเคลื่อนที่

หัวข้อการศึกษาคือการกำหนดขนาดของแรงยกปีก ณ จุดใดจุดหนึ่ง

ความเร็วของการไหลของอากาศสัมพันธ์กับปีกสาเหตุหลักประการหนึ่งที่ส่งผลต่อรูปร่างของปีกคือพฤติกรรมของอากาศที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงที่ความเร็วสูง

อากาศพลศาสตร์เป็นวิทยาศาสตร์เชิงทดลอง ยังไม่มีสูตรที่ช่วยให้สามารถอธิบายกระบวนการโต้ตอบของร่างกายแข็งกับการไหลของอากาศที่เข้ามาได้อย่างแม่นยำ อย่างไรก็ตาม สังเกตว่าวัตถุที่มีรูปร่างเหมือนกัน (มีขนาดเชิงเส้นต่างกัน) มีปฏิกิริยากับการไหลของอากาศในลักษณะเดียวกัน ดังนั้นในบทเรียนนี้ เราจะทำการวิจัยเกี่ยวกับพารามิเตอร์แอโรไดนามิกของปีกสามประเภทที่มีหน้าตัดเหมือนกัน แต่มีรูปร่างต่างกัน: เป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า, กวาดและกวาดไปข้างหลังเมื่อมีอากาศไหลรอบตัว

การสังเกตและการทดลองที่เราจะดำเนินการจะช่วยให้เราเข้าใจแง่มุมใหม่ ๆ ของปรากฏการณ์ทางกายภาพที่พบในระหว่างการบินของเครื่องบินได้ดียิ่งขึ้น

ความเกี่ยวข้องของหัวข้อของเราอยู่ที่ความนิยมของการบินและเทคโนโลยีการบิน

ประวัติความเป็นมาของการศึกษา

เรารู้สึกถึงอากาศรอบตัวเราไหม? หากเราไม่ขยับ เราก็จะไม่รู้สึกอย่างนั้น ตัวอย่างเช่น เมื่อเรากำลังแข่งรถโดยเปิดหน้าต่างไว้ ลมที่ปะทะใบหน้าของเราดูคล้ายกับกระแสของเหลวที่สปริงตัว ซึ่งหมายความว่าอากาศมีความยืดหยุ่นและความหนาแน่นและสามารถสร้างแรงกดดันได้ บรรพบุรุษที่อยู่ห่างไกลของเราไม่รู้อะไรเลยเกี่ยวกับการทดลองพิสูจน์ความกดดันบรรยากาศ แต่เขาเข้าใจโดยสัญชาตญาณว่าถ้าเขาโบกแขนแรงๆ เขาจะสามารถพุ่งตัวออกจากอากาศได้เหมือนนก ความฝันที่จะบินได้ติดตามมนุษย์มาตราบเท่าที่เขาจำได้ ตำนานอันโด่งดังของอิคารัสพูดถึงเรื่องนี้ นักประดิษฐ์หลายคนพยายามที่จะถอดออก มีความพยายามหลายครั้งในการพิชิตธาตุอากาศในประเทศต่าง ๆ และในเวลาที่ต่างกัน เลโอนาร์โด ดา วินชี ศิลปินชาวอิตาลีผู้ยิ่งใหญ่ได้ร่างการออกแบบเครื่องบินที่ขับเคลื่อนด้วยพลังกล้ามเนื้อของมนุษย์เท่านั้น อย่างไรก็ตาม ธรรมชาติไม่อนุญาตให้มนุษย์บินได้เหมือนนก แต่เธอให้รางวัลเขาด้วยความฉลาดซึ่งช่วยให้เขาประดิษฐ์อุปกรณ์ที่หนักกว่าอากาศที่สามารถยกขึ้นจากพื้นและยกได้ไม่เพียง แต่ตัวมันเองเท่านั้น แต่ยังรวมถึงบุคคลที่มีน้ำหนักบรรทุกด้วย

เขาสร้างเครื่องจักรแบบนี้ได้อย่างไร? อะไรทำให้เครื่องบินอยู่ในอากาศได้? คำตอบนั้นชัดเจน - ปีก อะไรยึดปีกไว้? เครื่องบินพุ่งไปข้างหน้า เร่งความเร็ว และเกิดการยกขึ้น ด้วยความเร็วที่เพียงพอ มันจะยกเครื่องบินของเราขึ้นจากพื้นและยึดเครื่องบินไว้ระหว่างการบิน

การศึกษาเชิงทฤษฎีครั้งแรกและผลลัพธ์ที่สำคัญได้ดำเนินการในช่วงเปลี่ยนศตวรรษที่ 19 และ 20 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย N. E. Zhukovsky และ S. A. Chaplygin

Nikolai Egorovich Zhukovsky (2390-2464) - นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียผู้ก่อตั้งอากาศพลศาสตร์สมัยใหม่ ในตอนต้นของศตวรรษเขาได้สร้างอุโมงค์ลมและพัฒนาทฤษฎีปีกเครื่องบิน ในปี พ.ศ. 2433 Zhukovsky ได้ตีพิมพ์ผลงานชิ้นแรกของเขาในสาขาการบินเรื่อง "On the Theory of Flying"

Sergei Alekseevich Chaplygin (1869 - 1942) นักวิทยาศาสตร์ชาวโซเวียตในสาขากลศาสตร์เชิงทฤษฎีซึ่งเป็นหนึ่งในผู้ก่อตั้งอุทกอากาศพลศาสตร์สมัยใหม่ ในงานของเขาเรื่อง On Gas Jets เขาได้ให้ทฤษฎีการบินด้วยความเร็วสูง ซึ่งใช้เป็นพื้นฐานทางทฤษฎีสำหรับการบินความเร็วสูงสมัยใหม่

“คนไม่มีปีก และเมื่อเทียบกับน้ำหนักของร่างกายต่อน้ำหนักของกล้ามเนื้อ เขาอ่อนแอกว่านกถึง 72 เท่า... แต่ฉันคิดว่าเขาจะบินไม่ได้ขึ้นอยู่กับความแข็งแกร่งของกล้ามเนื้อ แต่ขึ้นอยู่กับความแข็งแกร่งของจิตใจของเขา”

ไม่. จูคอฟสกี้

พื้นฐานของอากาศพลศาสตร์ แนวคิดพื้นฐาน.

อุโมงค์ลม คือ สิ่งติดตั้งที่สร้างการไหลเวียนของอากาศเพื่อศึกษาการทดลองการไหลของอากาศรอบร่างกาย

การทดลองในอุโมงค์ลมดำเนินการบนพื้นฐานของหลักการการเคลื่อนที่กลับได้ - สามารถเปลี่ยนการเคลื่อนที่ของร่างกายในอากาศได้

การเคลื่อนที่ของก๊าซสัมพันธ์กับวัตถุที่อยู่นิ่ง

ปีกเครื่องบินเป็นส่วนที่สำคัญที่สุดของเครื่องบิน ซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดแรงยกที่ทำให้เครื่องบินบินได้ เครื่องบินแต่ละลำมีปีกที่แตกต่างกัน ซึ่งมีขนาด รูปร่าง และตำแหน่งที่สัมพันธ์กับลำตัวต่างกัน

Wingspan คือระยะห่างระหว่างปลายปีกเป็นเส้นตรง

บริเวณปีก ส –นี่คือพื้นที่ที่ถูกจำกัดด้วยรูปทรงของปีก พื้นที่ปีกกวาดคำนวณเป็นพื้นที่ของสี่เหลี่ยมคางหมูสองอัน

S = 2 = บาฟ ɭ [ m2 ] (1)

แรงแอโรไดนามิกทั้งหมดคือแรง R ที่แรงที่กำลังจะมาถึง

การไหลของอากาศกระทำต่อวัตถุแข็ง เมื่อแยกแรงออกเป็นส่วนประกอบ Fy แนวตั้งและ Fx แนวนอน (รูปที่ 1) เราจะได้แรงยกของปีกและแรงลากตามลำดับ

คำอธิบายของการทดลอง

เพื่อเพิ่มความชัดเจนของการสาธิตและการวิเคราะห์เชิงปริมาณของการทดลอง เราจะใช้อุปกรณ์วัดเพื่อกำหนดค่าตัวเลขของแรงยกของปีก อุปกรณ์วัดประกอบด้วยกรอบโลหะซึ่งติดตั้งตัวชี้ที่มีคันโยกแขนไม่เท่ากัน โดยการกำหนดทิศทางการไหลของอากาศไปยังโมเดลปีก ความสมดุลของคันโยกจะถูกรบกวน และลูกศรจะเคลื่อนที่ไปตามสเกลเพื่อแสดงมุมเบี่ยงเบนของปีกจากแนวนอน

รุ่นปีกทำจากพลาสติกโฟมขนาด 140 ͯ 50 มม. ปีกของเครื่องบินสมัยใหม่อาจเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า กวาดหรือกวาดไปข้างหน้าก็ได้

แบบจำลองสำหรับการวัดขนาดของการยกปีกประกอบด้วยบล็อกหลักดังต่อไปนี้ (รูปที่ 4):

อุโมงค์ลม;

อุปกรณ์วัด

แพลตฟอร์มแบบคงที่ซึ่งอุปกรณ์ข้างต้นได้รับการแก้ไขแล้ว

การดำเนินการทดลอง

โมเดลทำงานดังนี้:

ในการทดลองได้ติดแบบจำลองปีกเข้ากับคันโยกและติดตั้งให้ห่างจากอุโมงค์ลมประมาณ 20-25 ซม. กำหนดทิศทางการไหลของอากาศไปยังโมเดลปีกและดูว่าลมลอยขึ้นอย่างไร การเปลี่ยนรูปร่างของปีก เรานำคันโยกเข้าสู่ความสมดุลอีกครั้ง เพื่อให้โมเดลเข้าสู่ตำแหน่งเดิม และกำหนดขนาดของแรงยกที่ความเร็วการไหลของอากาศเท่าเดิม

หากคุณติดตั้งแผ่นตามแนวการไหล (มุมการโจมตีเป็นศูนย์) การไหลจะมีความสมมาตร ในกรณีนี้ แผ่นเพลทจะไม่เบี่ยงเบนการไหลของอากาศ และแรงยก Y จะเป็นศูนย์ ความต้านทาน X นั้นน้อยมาก แต่ไม่ใช่ศูนย์ โดยจะถูกสร้างขึ้นโดยแรงเสียดทานของโมเลกุลอากาศที่อยู่บนผิวแผ่น แรงแอโรไดนามิกทั้งหมด R นั้นน้อยที่สุดและเกิดขึ้นพร้อมกับแรงลาก X

เมื่อมุมการโจมตีค่อยๆ เพิ่มขึ้น และความชันของการไหลเพิ่มขึ้น แรงยกก็จะเพิ่มขึ้น แน่นอนว่าการต่อต้านก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน ควรสังเกตไว้ที่นี่ว่าในการโจมตีมุมต่ำ การยกจะเติบโตเร็วกว่าการลากมาก

ปีกสี่เหลี่ยม.

• มวลปีก ม. อยู่ที่ 0.01 กก.
• มุมโก่งของปีก α = 130, g µ 9.8 N/kg

บริเวณปีก ส= 0.1 0.027 = 0.0027 ตร.ม

ปีกยกRу = = 0.438 N

ลากRх = = 0.101 N

К = Fu/Fх =0.438/0.101 = 4.34

ยิ่งปีกมีคุณภาพตามหลักอากาศพลศาสตร์มากเท่าใด ความสมบูรณ์แบบก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

• เมื่อมุมการโจมตีเพิ่มขึ้น การไหลเวียนของอากาศรอบจานก็จะยากขึ้น แม้ว่าการยกจะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องแต่ก็ช้ากว่าเดิม แต่การลากกลับยิ่งเร็วขึ้นเรื่อยๆ ค่อยๆ แซงหน้าการเติบโตของการยก เป็นผลให้แรงแอโรไดนามิกทั้งหมด R เริ่มเบี่ยงเบนไปด้านหลัง ภาพเปลี่ยนไปอย่างมาก

กระแสลมไม่สามารถไหลผ่านพื้นผิวด้านบนของแผ่นได้อย่างราบรื่น กระแสน้ำวนอันทรงพลังก่อตัวขึ้นด้านหลังจาน ยกหยดลงอย่างรวดเร็วและลากเพิ่มขึ้น ปรากฏการณ์ทางอากาศพลศาสตร์นี้เรียกว่า FLOW START ปีกที่ "ขาดออก" จะสิ้นสุดการเป็นปีก มันหยุดบินและเริ่มล้ม

จากประสบการณ์ของเรา แม้แต่ที่มุมโก่งปีก α = 600 หรือมากกว่า ปีกก็หยุดนิ่ง มันไม่บิน g µs µs 9.8 N/kg

ยกปีก Ry = = 0.113 N

ลากRх = = 0.196 N

คุณภาพอากาศพลศาสตร์ของปีก K = 0.113/0.196 = 0.58

ปีกกวาด.

มวลปีก ม. อยู่ที่ 0.01 กก.

มุมโก่งของปีก α = 200, g µ 9.8 N/kg

บริเวณปีก ส= 0.028 ตร.ม

การยกปีก Rу = = 0.287 N

ลาก R x = = 0.104 N

คุณภาพอากาศพลศาสตร์ของปีก

К = Fu/Fх = 0.287/0.104 = 2.76

ปีกกวาดไปข้างหน้า

มวลปีก ม. อยู่ที่ 0.01 กก.

มุมโก่งของปีก α = 150, g µ 9.8 N/kg

บริเวณปีก ส= 0.00265 ตร.ม

ยกปีก Rу = = 0.380 N

ลากRх = =0.102 N

คุณภาพอากาศพลศาสตร์ของปีก

К = Fu/Fх = 0.171/0.119 = 3.73

การวิเคราะห์การทดลอง

เมื่อวิเคราะห์การทดลองและผลลัพธ์ที่ได้ เรามาต่อจากวิทยานิพนธ์ที่ว่า ยิ่งปีกมีคุณภาพตามหลักอากาศพลศาสตร์มากเท่าไรก็ยิ่งดีเท่านั้น

ในกรณีแรกของการทดลองของเรา ปีกที่ดีที่สุดกลายเป็นปีกสี่เหลี่ยมและปีกที่กวาดไปข้างหน้า ข้อได้เปรียบหลักของปีกตรงคือค่าสัมประสิทธิ์การยกสูง K = 4.34 สำหรับปีกที่กวาดไปข้างหน้า ค่าสัมประสิทธิ์การยกจะเท่ากับ K = 2.76 และด้วยเหตุนี้ ปีกที่กวาดไปข้างหน้าจึงมีค่าสัมประสิทธิ์การยกเท่ากับ K = 3.73 ดังนั้นปรากฎว่าปีกที่ดีที่สุดกลายเป็นปีกสี่เหลี่ยมและปีกกวาดไปข้างหน้า

เราทำการทดลองซ้ำด้วยแรงไหลของอากาศที่สูงขึ้น ในเวลาเดียวกัน คุณภาพทางอากาศพลศาสตร์ของปีกตรงและปีกที่กวาดไปข้างหน้าลดลงอย่างรวดเร็วเป็น K = 2.76 และ K = 1.48 แต่คุณภาพอากาศพลศาสตร์ของปีกที่กวาดไปเปลี่ยนไป K เล็กน้อย = 2.25

จากการวิเคราะห์ผลลัพธ์ที่ได้รับสำหรับปีกแบบกวาด เราสังเกตเห็นว่าด้วยความเร็วการไหลของอากาศที่เพิ่มขึ้น การลากของปีกจะเพิ่มขึ้นค่อนข้างช้า ในขณะที่ยังคงรักษาค่าสัมประสิทธิ์การยกไว้เกือบไม่เปลี่ยนแปลง

ในงานนี้ เราได้ศึกษาการพึ่งพาแรงยกของปีกเฉพาะในรูปแบบแผนผังเท่านั้น ในการบินจริง แรงยกของปีกขึ้นอยู่กับพื้นที่ รูปร่าง ตลอดจนมุมของการโจมตี ความเร็วและความหนาแน่นของการไหล และปัจจัยอื่นๆ อีกหลายประการ

เพื่อให้การทดลองสะอาดต้องปฏิบัติตามเงื่อนไขต่อไปนี้:

• การไหลของอากาศคงที่
• แกนปีกและแกนอุโมงค์ลมตรงกัน
• ระยะห่างจากปลายท่อถึงจุดติดปีกจะเท่ากันเสมอ

• ป.ล. คุดรยาฟต์เซฟ. และฉัน. สหพันธ์ ประวัติความเป็นมาของฟิสิกส์และเทคโนโลยี หนังสือเรียนสำหรับนักศึกษาสถาบันการสอน สำนักพิมพ์การศึกษาและการสอนของรัฐของกระทรวงศึกษาธิการของ RSFSR มอสโก 2503
• ฟิสิกส์. ฉันกำลังสำรวจโลก สารานุกรมเด็ก. มอสโก อสท. 2000
• วี.บี. ไบดาคอฟ, A.S. คลูมอฟ อากาศพลศาสตร์และพลศาสตร์การบินของเครื่องบิน มอสโก "วิศวกรรมเครื่องกล", 2522
• สารานุกรมผู้ยิ่งใหญ่แห่งสหภาพโซเวียต 13. ฉบับที่สาม. กรุงมอสโก “สารานุกรมโซเวียต”, 2521

ให้เราพิจารณาการไหลของอากาศรอบปีกเครื่องบิน ประสบการณ์แสดงให้เห็นว่าเมื่อวางปีกไว้ในกระแสอากาศ กระแสน้ำวนจะปรากฏขึ้นใกล้กับขอบด้านท้ายที่แหลมคมของปีก โดยจะหมุนในกรณีดังแสดงในรูปที่ 1 345 ทวนเข็มนาฬิกา กระแสน้ำวนเหล่านี้เติบโต แตกตัวออกจากปีก และถูกกระแสน้ำพัดพาไป มวลอากาศที่เหลือใกล้ปีกจะได้รับการหมุนตรงกันข้าม (ตามเข็มนาฬิกา) ทำให้เกิดการไหลเวียนรอบปีก (รูปที่ 346) เมื่อซ้อนทับกับการไหลทั่วไป การไหลเวียนจะทำให้เกิดการกระจายตัวของเพรียวลมที่แสดงในรูปที่ 347.

ข้าว. 345. กระแสน้ำวนก่อตัวที่ขอบแหลมของส่วนปีก

ข้าว. 346. เมื่อกระแสน้ำวนก่อตัวขึ้น การไหลเวียนของอากาศจะเกิดขึ้นรอบปีก

ข้าว. 347. กระแสน้ำวนถูกพัดพาไปตามกระแสและความคล่องตัวไหลไปรอบ ๆ โปรไฟล์ได้อย่างราบรื่น พวกมันควบแน่นเหนือปีกและกระจัดกระจายอยู่ใต้ปีก

เราได้รับรูปแบบการไหลของโปรไฟล์ปีกแบบเดียวกันกับกระบอกสูบที่กำลังหมุน และที่นี่การไหลของอากาศโดยทั่วไปจะซ้อนทับกับการหมุนรอบปีก - การไหลเวียน การหมุนเวียนที่นี่ไม่เหมือนกับกระบอกหมุนเท่านั้นที่เกิดขึ้นไม่ได้เป็นผลมาจากการหมุนของร่างกาย แต่เนื่องจากการเกิดขึ้นของกระแสน้ำวนใกล้กับขอบแหลมของปีก การไหลเวียนจะเร่งการเคลื่อนที่ของอากาศเหนือปีกและทำให้อากาศเคลื่อนตัวช้าลงด้านล่างปีก เป็นผลให้แรงกดดันเหนือปีกลดลง และใต้ปีกก็เพิ่มขึ้น ผลลัพธ์ของแรงทั้งหมดที่กระทำจากการไหลบนปีก (รวมถึงแรงเสียดทาน) จะถูกพุ่งขึ้นและเบนไปด้านหลังเล็กน้อย (รูปที่ 341) ส่วนประกอบที่ตั้งฉากกับการไหลคือแรงยก และส่วนประกอบในทิศทางของการไหลคือแรงลาก ยิ่งความเร็วของการไหลที่กำลังไหลเข้ามามากเท่าใด แรงยกและแรงลากก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น แรงเหล่านี้ยังขึ้นอยู่กับรูปร่างของโปรไฟล์ปีก และมุมที่การไหลเข้าใกล้ปีก (มุมการโจมตี) รวมถึงความหนาแน่นของการไหลที่กำลังมาถึง: ยิ่งความหนาแน่นมากเท่าไรก็ยิ่งมากขึ้นเท่านั้น กองกำลังเหล่านี้ โปรไฟล์ปีกถูกเลือกเพื่อให้สามารถยกได้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้โดยมีการลากที่ต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ทฤษฎีการเกิดขึ้นของแรงยกของปีกเมื่ออากาศไหลไปรอบ ๆ นั้นได้รับจากผู้ก่อตั้งทฤษฎีการบินผู้ก่อตั้งโรงเรียนทางอากาศและอุทกพลศาสตร์ของรัสเซีย Nikolai Egorovich Zhukovsky (2390-2464)

ตอนนี้เราสามารถอธิบายได้ว่าเครื่องบินบินได้อย่างไร ใบพัดของเครื่องบินซึ่งหมุนโดยเครื่องยนต์หรือปฏิกิริยาของเครื่องยนต์ไอพ่นจะปล่อยความเร็วดังกล่าวให้กับเครื่องบินจนแรงยกของปีกไปถึงและเกินน้ำหนักของเครื่องบินด้วยซ้ำ จากนั้นเครื่องบินจะบินขึ้น ในการบินทางตรงสม่ำเสมอ ผลรวมของแรงทั้งหมดที่กระทำบนเครื่องบินจะเป็นศูนย์ เนื่องจากควรเป็นไปตามกฎข้อที่หนึ่งของนิวตัน ในรูป 348 แสดงแรงที่กระทำบนเครื่องบินระหว่างการบินในแนวนอนด้วยความเร็วคงที่ แรงขับของเครื่องยนต์มีขนาดเท่ากันและตรงข้ามกับแรงลากของอากาศสำหรับเครื่องบินทั้งลำ และแรงโน้มถ่วงมีขนาดเท่ากันและตรงกันข้ามในทิศทางกับแรงยก

ข้าว. 348. แรงที่กระทำบนเครื่องบินระหว่างการบินในแนวนอน

เครื่องบินที่ออกแบบให้บินด้วยความเร็วต่างกันจะมีขนาดปีกต่างกัน เครื่องบินขนส่งที่บินช้าๆ จะต้องมีพื้นที่ปีกขนาดใหญ่ เนื่องจากที่ความเร็วต่ำ แรงยกต่อหน่วยพื้นที่ปีกมีขนาดเล็ก เครื่องบินความเร็วสูงยังได้รับการยกที่เพียงพอจากปีกพื้นที่ขนาดเล็ก เนื่องจากการยกปีกลดลงตามความหนาแน่นของอากาศที่ลดลง ในการบินที่ระดับความสูงสูง เครื่องบินจะต้องเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงกว่าใกล้พื้นดิน

การยกยังเกิดขึ้นเมื่อปีกเคลื่อนที่ในน้ำ ทำให้สามารถสร้างเรือที่เคลื่อนที่บนไฮโดรฟอยล์ได้ ตัวเรือออกจากน้ำระหว่างการเคลื่อนที่ (รูปที่ 349) ซึ่งจะช่วยลดความต้านทานของน้ำต่อการเคลื่อนที่ของเรือและช่วยให้คุณได้ความเร็วสูง เนื่องจากความหนาแน่นของน้ำมากกว่าความหนาแน่นของอากาศหลายเท่าจึงเป็นไปได้ที่จะได้รับแรงยกของไฮโดรฟอยล์ที่เพียงพอด้วยพื้นที่ที่ค่อนข้างเล็กและความเร็วปานกลาง

ข้าว. 349. ไฮโดรฟอยล์

วัตถุประสงค์ของใบพัดเครื่องบินคือเพื่อให้เครื่องบินมีความเร็วสูง ซึ่งปีกจะสร้างแรงยกที่ทำให้น้ำหนักของเครื่องบินสมดุล เพื่อจุดประสงค์นี้ ใบพัดเครื่องบินจะได้รับการแก้ไขบนแกนนอน มีเครื่องบินที่หนักกว่าอากาศประเภทหนึ่งที่ไม่ต้องใช้ปีก เหล่านี้คือเฮลิคอปเตอร์ (รูปที่ 350)

ข้าว. 350. แผนภาพเฮลิคอปเตอร์

ในเฮลิคอปเตอร์ แกนใบพัดจะอยู่ในแนวตั้ง และใบพัดจะสร้างแรงขับขึ้นด้านบน ซึ่งจะทำให้น้ำหนักของเฮลิคอปเตอร์สมดุล แทนที่การยกของปีก โรเตอร์ของเฮลิคอปเตอร์สร้างแรงขับในแนวตั้งไม่ว่าเฮลิคอปเตอร์จะเคลื่อนที่หรือไม่ก็ตาม ดังนั้นเมื่อใบพัดทำงาน เฮลิคอปเตอร์จึงสามารถลอยอยู่ในอากาศโดยไม่เคลื่อนไหวหรือลอยขึ้นในแนวตั้งได้ ในการเคลื่อนย้ายเฮลิคอปเตอร์ในแนวนอน จำเป็นต้องสร้างแรงขับในแนวนอน ในการทำเช่นนี้คุณไม่จำเป็นต้องติดตั้งใบพัดพิเศษที่มีแกนนอน แต่เพียงเปลี่ยนความเอียงของใบพัดแนวตั้งเล็กน้อยซึ่งทำได้โดยใช้กลไกพิเศษในดุมใบพัด

เมื่อคลิกที่ปุ่ม "ดาวน์โหลดที่เก็บถาวร" คุณจะดาวน์โหลดไฟล์ที่คุณต้องการได้ฟรี
ก่อนที่จะดาวน์โหลดไฟล์นี้ ลองนึกถึงเรียงความ ข้อสอบ ภาคเรียน วิทยานิพนธ์ บทความ และเอกสารอื่นๆ ดีๆ ที่ไม่มีผู้อ้างสิทธิ์ในคอมพิวเตอร์ของคุณ นี่คืองานของคุณควรมีส่วนร่วมในการพัฒนาสังคมและเป็นประโยชน์ต่อผู้คน ค้นหาผลงานเหล่านี้และส่งไปยังฐานความรู้
พวกเราและนักศึกษา นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา นักวิทยาศาสตร์รุ่นใหม่ ที่ใช้ฐานความรู้ในการศึกษาและทำงานทุกท่าน จะรู้สึกขอบคุณเป็นอย่างยิ่ง

หากต้องการดาวน์โหลดไฟล์เก็บถาวรด้วยเอกสาร ให้ป้อนตัวเลขห้าหลักในช่องด้านล่างแล้วคลิกปุ่ม "ดาวน์โหลดไฟล์เก็บถาวร"

เอกสารที่คล้ายกัน

การคำนวณและการสร้างขั้วของเครื่องบินโดยสารเปรี้ยงปร้าง การหาค่าสัมประสิทธิ์การลากต่ำสุดและสูงสุดของปีกและลำตัว สรุปการลากเครื่องบินที่เป็นอันตราย การสร้างขั้วและเส้นโค้งค่าสัมประสิทธิ์การยก

งานหลักสูตรเพิ่มเมื่อ 03/01/2558


ลักษณะโครงสร้างและอากาศพลศาสตร์ของเครื่องบิน แรงทางอากาศพลศาสตร์ของส่วนปีกของเครื่องบิน Tu-154 อิทธิพลของมวลการบินต่อลักษณะการบิน ขั้นตอนการขึ้นลงของเครื่องบิน การหาโมเมนต์จากหางเสือไดนามิกของแก๊ส

งานหลักสูตร เพิ่มเมื่อ 12/01/2013


การไหลเวียนของอากาศทั่วร่างกาย ปีกเครื่องบิน ลักษณะทางเรขาคณิต คอร์ดแอโรไดนามิกเฉลี่ย การลาก คุณภาพแอโรไดนามิก ขั้วเครื่องบิน จุดศูนย์กลางแรงกดของปีกและการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งขึ้นอยู่กับมุมการโจมตี

งานหลักสูตรเพิ่มเมื่อ 23/09/2013


การศึกษาคุณลักษณะการบินขึ้นและลงของเครื่องบิน การกำหนดขนาดปีกและมุมกวาด การคำนวณเลขมัควิกฤต ค่าสัมประสิทธิ์การลากตามหลักอากาศพลศาสตร์ การยก การก่อสร้างขั้วการบินขึ้นและลงจอด

งานหลักสูตร เพิ่มเมื่อ 24/10/2555


การคำนวณความแข็งแกร่งของปีกอัตราส่วนกว้างยาวของเครื่องบินขนส่ง: การกำหนดพารามิเตอร์ทางเรขาคณิตและข้อมูลน้ำหนักของปีก การสร้างแผนภาพแรงตามขวางและโมเมนต์ตามความยาวของปีก การออกแบบและการตรวจสอบการคำนวณส่วนตัดขวางของปีก

งานหลักสูตรเพิ่มเมื่อ 14/06/2010


ลักษณะการบินของเครื่องบิน Yak-40 สำหรับรุ่นบรรทุก ลักษณะทางเรขาคณิตขององค์ประกอบรับน้ำหนักปีก การแปลงปีกที่ซับซ้อนให้เป็นปีกสี่เหลี่ยม การคำนวณแรงกระทำและภาระ การหาค่าความเค้นในส่วนปีก

งานหลักสูตรเพิ่มเมื่อ 23/04/2555


พารามิเตอร์ของเครื่องบินปีกสี่เหลี่ยม การหามุมเอียงที่ส่วนกลางและส่วนปลายของปีกด้วยแบบจำลองระบบน้ำวนรูปตัวยู การคำนวณแรงดันตกคร่อมผิวหนังปีกสูงสุดภายใต้อิทธิพลของแรงดันรวมของการไหลที่กำลังมาถึง

ทดสอบเพิ่มเมื่อ 24/03/2019