Почему мой эксперимент в аэродинамической трубе дает два разных угла атаки сваливания?

При увеличении угла атаки от 0 до 20 сваливание начинается с 18 град.

При уменьшении угла атаки с 20 до 0 сваливание заканчивается на 13 град.

В чем разница и какое значение (13 или 18 градусов) следует использовать в качестве угла сваливания?

С точки зрения пилота, значение имеет угол атаки, при котором начинается сваливание. Во время процедуры выхода из сваливания угол атаки резко снижается, так что разница, которую вы упомянули, не имеет большого значения. С академической точки зрения все может быть иначе.
@ Jpe61 Что, если пилот полностью остановит свой самолет? Наверняка тогда это имело бы значение?
Я не понимаю, как. При угле атаки выше 20 градусов крыло полностью сваливается, ниже не сваливается. Если дело в том, что подъёмная сила восстановится на 13 градусов, то на столько придётся "толкать" самолёт (или крылья)
Это называется гистерезис . Вполне нормально и растет со скоростью изменения вашего AoA.

Ответы (1)

Это называется гистерезисом срыва. У вас есть две разные ситуации, и поток реагирует по-разному в каждой из них.

При увеличении АОА

Поток прилегает к крылу, а пограничный слой максимально сопротивляется противодействующему градиенту давления. В какой-то момент поток оторвался от вашего профиля, и вы остановились, скажем, на 18°. В этот момент на всасывающей стороне аэродинамического профиля появляется огромный рециркуляционный пузырь.

Снижение АОА/выход из сваливания

Этот пузырь рециркуляции представляет собой область, где средняя скорость потока близка к 0. Глядя снаружи, для свободного потока, поступающего на ваше крыло, кажется, что у вас есть новый профиль аэродинамического профиля, который сделан из старого аэродинамического профиля и пузырька рециркуляции. . Большую часть времени эта зона рециркуляции простирается далеко за заднюю кромку фактического профиля, уменьшая, таким образом, общее соотношение сторон (толщина/хорда) профиля. Более тонкие профили имеют меньшую устойчивость к срыву и более низкий угол атаки сваливания, что объясняет, почему ваше восстановление происходит только тогда, когда угол атаки падает ниже 13°.

Как только поток снова присоединится, вы вернетесь к первой конфигурации и сможете вернуться к исходному углу срыва 18°.

Таким образом, ваш угол сваливания составляет 18°, но если вы находитесь в самолете, это означает, что вам придется опустить нос ниже 13° угла атаки, чтобы восстановиться.

Здесь есть отличная диссертация на эту тему, из которой взята эта картинка, показывающая явление гистерезиса.введите описание изображения здесь

"более тонкий профиль"?
Расширение рециркуляции за пределы TE уменьшит соотношение сторон. Вы могли бы пояснить, что это также увеличивает отношение толщины к хорде. Ваш ответ очень хорош тем, что он объясняет, что рециркуляционный пузырь должен быть сломан, чтобы снова присоединить поток. Повторное прикрепление может зависеть от времени, а также от угла. Я бы попробовал более медленное (и быстрое) восстановление (в аэродинамической трубе), чтобы посмотреть, повлияет ли это на угол повторного крепления. (имейте в виду, что в реальной жизни, как только самолет начинает тонуть, угол атаки увеличивается, восстановление должно быть как можно скорее ). Пузырь рециркуляции имеет энергию, которая может объяснять его сопротивление.
Ваше правое соотношение сторон уменьшается, поскольку пузырь искусственно увеличивает хорду. Толщина и, что наиболее важно, радиус передней кромки не сильно зависят от пузыря рециркуляции, и это один из основных факторов, влияющих на характеристику сваливания. Чем больше радиус, тем меньше сваливание. Увеличивая хорду без изменения радиуса, вы уменьшаете угол атаки сваливания. В реальной жизни появляются некоторые динамические явления, приводящие к более высокому возможному углу атаки перед сваливанием и более быстрому восстановлению, но вы не часто видите их в аэродинамической трубе, поскольку они представляют собой быстрые переходные процессы, которые трудно измерить.
Это звучит довольно противно, чтобы оправиться от него. Часто ли это встречается в реальных самолетах?
Не совсем так, как вы можете видеть, разница в этом случае составляет всего 5°, у вас все еще есть положение 13°, когда профиль восстанавливается. В то время как в реальной жизни мгновенная реакция на сваливание состоит в том, чтобы немного ослабить давление на палку и позволить носу опуститься, 5 градусов достигается довольно быстро.
Кроме того, не забывайте, что сваливание не означает мгновенную нулевую подъемную силу, а скорее то, что ваше качество планирования падает из-за резкого увеличения сопротивления и небольшого уменьшения подъемной силы в зависимости от профиля. Но самолет не просто падает с неба. Вам просто нужно управлять скоростью полета, чтобы не усугубить ситуацию. И рекуперация вполне плавная для симметричного сваливания.
ага, сваливание это при увеличении АоА уменьшает подъемную силу, а не увеличивает
Обратите внимание, что гистерезис — это название общего явления, когда значение «включено » отличается от значения «выключено ». Ваш обогреватель включается, когда температура в комнате опускается ниже 18 градусов, и выключается, когда температура поднимается выше 21 градуса - это гистерезис. Рулевое управление вашего автомобиля имеет «люфт», когда оно не поворачивается, если вы немного поворачиваете рулевое колесо — это гистерезис.
Большое спасибо @MaximEck! Ты поцарапал мой зудящий.
Почему мой эксперимент в аэродинамической трубе дает два разных угла атаки сваливания?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v