Каковы недостатки (если они есть) использования сверхкритического аэродинамического профиля?

Название очень хорошо отражает мой вопрос.

Я искал по всему этому сайту, прочитав множество вопросов и ответов на различные темы о сверхкритическом крыле, но я не нашел никаких упоминаний о недостатках их использования.

Есть ли такие?

Мое предположение: аэродинамическое сопротивление или отношение подъемной силы к аэродинамическому сопротивлению на низких и средних дозвуковых скоростях недостаточно оптимальны.

Ответы (1)

Сверхкритический аэродинамический профиль имеет следующие характеристики:

  • Большой радиус передней кромки
  • Сравнительно плоская верхняя поверхность
  • Закругленная нижняя поверхность с максимальной толщиной около 50%.
  • Плоский или даже отрицательный развал в передней части
  • Высокий положительный развал в задней части (задняя загрузка)

Большой радиус передней кромки позволяет ему создавать большую подъемную силу, чем у аналогичных аэродинамических профилей, при больших углах атаки. После того , как Р. Уиткомб повторно изобрел сверхкритические аэродинамические поверхности (впервые они были разработаны К.А. Кавальки в Германии в 1940 г., а исследования британских аэродинамических поверхностей привели к созданию аналогичных форм, впервые использованных в VC-10 ), он перенес некоторые из их характеристик на ГА. аэродинамический профиль GA(W)-1 .

Из статьи Википедии об Уиткомбе :

Необычный аэродинамический профиль неожиданно помог и авиации общего назначения; его довольно тупая передняя кромка позволяла ему создавать высокие коэффициенты подъемной силы перед сваливанием, и Уиткомб опубликовал низкоскоростной аэродинамический профиль, который он назвал GA (W)-1; теперь он обычно используется в легких самолетах и ​​​​планерах.

Как обычно, Википедия в основном правильная, но использование ГА(В)-1 на планерах далеко не рутинно. Это указывает на их недостатки:

  1. Низкий передний изгиб ограничивает диапазон ламинарного ковша для более низких коэффициентов подъемной силы. Хороший аэродинамический профиль планера пытается поддерживать ламинарный ковш почти до сваливания.

  2. Положительный изгиб на всем протяжении будет давать более высокие максимальные коэффициенты подъемной силы, чем то, на что способен сверхкритический аэродинамический профиль. Поэтому в GA(W)-1 используется только тупая носовая часть и заднее нагружение, но не распределение кривизны сверхкритических профилей.

  3. Высокая задняя нагрузка дает им большой отрицательный коэффициент тангажа, что приводит к большему перемещению центра давления по углу атаки, что требует большего горизонтального хвостового оперения. Для авиалайнеров это не имеет значения, потому что их большие закрылки определяют размер хвоста.

Забавно, что вы (э-э, Википедия) упомянули об использовании сверхкритических крыльев на планерах ... Я понял (из вопросов и ответов здесь, на Aviation SE), что сверхкритические аэродинамические поверхности приносят пользу самолетам, чьи режимы полета находятся в высоком дозвуковом диапазоне. Я не могу представить, чтобы какие-либо планеры летали так быстро!
@ pr1268 Некоторые планеры очень быстрые, даже сверхзвуковые. Например, «Шаттл»...
@ pr1268: Во-первых, GA (W)-1 больше не является сверхкритическим аэродинамическим профилем. Кроме того, он обычно не используется на планерах, независимо от того, что утверждает Википедия.
@xxavier: Хорошо, но может ли космический шаттл парить в термиках в течение длительного периода времени? ;-)
@pr1268 Нет, но мы говорили о планерах , а не о планерах...