Я знаком с 4-значной и 5-значной системой проектирования аэродинамических профилей NACA, но мне было интересно, есть ли у кого-нибудь хороший справочный материал или программное обеспечение для проектирования полностью нестандартного аэродинамического профиля.
Насколько я понимаю, многие новые самолеты используют совершенно нестандартные аэродинамические поверхности, не относящиеся к NACA, иногда несколько разных аэродинамических поверхностей по размаху крыла. Мне любопытно, как процесс проектирования переходит от спецификаций воздушного потока (угол падения, возможно, стреловидность крыла, воздушная скорость, плотность, число Рейнольдса и т. д.) к новому пользовательскому аэродинамическому профилю?
Стреловидность крыла, угол наклона и геометрия аэродинамического профиля должны быть отрегулированы для достижения наилучших характеристик при определенной воздушной скорости, плотности и числе Рейнольдса.
Программное обеспечение, которое упомянул egid , является хорошим местом для начала. При изучении аэрокосмической отрасли в колледже XFOIL использовался для базового анализа аэродинамического профиля на наших занятиях.
Другой используемой программой была AVL . Это анализирует самолет в целом и может моделировать другие вещи, такие как динамическая устойчивость.
Я рад, что XPlane также был упомянут, хотя я бы не назвал его самым научным инструментом для проверки геометрии крыла. Это интересный способ тестирования конфигураций, поскольку он использует геометрию самолета для имитации летно-технических характеристик.
Чтобы учесть больше переменных, таких как стреловидность, двугранный угол и различные аэродинамические поверхности по размаху крыла, используется программное обеспечение вычислительной гидродинамики (CFD). ANSYS Fluent — один из примеров. Существует множество других пакетов, и любой, кто занимается серьезным коммерческим проектированием аэродинамических профилей, будет иметь для этого проприетарное программное обеспечение и методы.
Конечно, даже во времена суперкомпьютеров и CFD испытания в аэродинамической трубе по-прежнему очень важны. Масштабные модели можно тестировать для проверки компьютерных моделей и демонстрации производительности.
Что касается требований, они могут быть очень сложными. Для самолетов, конечно, основная цель — обеспечить наименьшее лобовое сопротивление в крейсерских условиях. Однако многие другие факторы включают в себя:
И, вероятно, многие другие. Конечно, воздушная скорость и условия будут влиять и на фюзеляж, оперение (хвост) и его рули, и двигатели, так что это тоже будет учитываться.
XFOIL — это бесплатное программное обеспечение, которое, по-видимому, находится в стадии хотя бы полуактивной разработки (последнее обновление в этом году, ничего за два года до этого). Я никогда не использовал его и ничего о нем не знаю; это был просто результат поиска в Google по запросу « дизайн аэродинамического профиля ».
В XPlane есть функция Airfoil Maker , с которой я однажды столкнулся. Это повредило мой мозг, но не обязательно потому, что это было плохо — это просто сложные вещи. Интересная часть XPlane для проектирования заключается в том, что вы также можете проектировать или модифицировать самолет и летать на нем, чтобы увидеть, как изменения влияют на производительность, управляемость или другие характеристики.
XFLR5 — фантастическое программное обеспечение для проектирования аэродинамических профилей. Это в основном графический пользовательский интерфейс для упомянутого xfoil @egid.
Это очень хорошо для потоков с низкими числами Рейнольдса, то есть для довольно медленно летящих больших самолетов или моделей самолетов. Вот ссылка на краткое руководство по программному обеспечению, и есть много других руководств, которые вы найдете в Google.
В последних версиях можно даже конструировать целые самолеты.
Более крупные компании будут использовать программное обеспечение для вычислительной гидродинамики (CFD), которое фактически решает основные уравнения гидродинамики для выбранной модели (Xfoil и XFLR5 решают другие очень упрощенные уравнения). Однако коммерческие пакеты CFD, как правило, ОЧЕНЬ дороги, хотя OpenFOAM пакет с открытым исходным кодом, который набирает популярность.
Однако CFD — это отдельная наука, и если вы не знаете, что делаете, вы, вероятно, получите бесполезные результаты.
С уважением
Для недавней задачи проектирования, связанной с рефлекторными аэродинамическими крыльями, мы попытались получить некоторые данные из этой программы с сайта www.mh-aerotools.de. Есть и апплет, и загрузка, я не смог запустить апплет, но загрузка прилично обширна.
Ваша проблема, однако, вероятно, заключается в том, что любой производитель самолетов приличного размера будет иметь свое собственное программное обеспечение CFD для этой цели и квалифицированных программистов и авиационных инженеров, которые будут работать с ним.
Почти десятилетие спустя... надстройка под названием " Airfoil Tools " для Fusion 360 (Mac и Windows) имеет невероятную мощность и бесплатна.
хпда