Обладает ли крыло Piper PA-28 Cherokee ламинарным обтеканием?

Я слышал ( и читал ), что серия ПА-28 имеет крыло с ламинарным обтеканием:

У Piper был очень толстый аэродинамический профиль, в котором использовался ламинарный поток, чтобы гарантировать, что подъемная сила будет очень медленно теряться вплоть до сваливания.

Люди , кажется, преподносят крыло Cherokee как своего рода удивительное улучшение безопасности и производительности . Я всегда понимал, что крылья с ламинарным обтеканием имеют резкий и резкий срыв, но предлагают уменьшенное сопротивление в крейсерском режиме. Я много летал на крыле Hershey Bar, как ранние чероки, и его поведение при сваливании мягкое и предсказуемое, а его крейсерская скорость почти на одном уровне с Cessna 172 сопоставимой мощности.

Крыло ПА-28 с ламинарным обтеканием — маркетинговый ход? Если бы кто-то поместил крыло Чероки в аэродинамическую трубу, мы бы увидели ламинарный поток?

Ответы (1)

Краткий ответ: Да. Вы бы увидели ламинарный поток.

Более длинный ответ: это зависит. В случае аэродинамической трубы это зависит от ламинарности аэродинамической трубы: в старых конструкциях было слишком много турбулентности, чтобы обеспечить большую ламинарность. Именно по этой причине ламинарное течение не было хорошо изучено в первые десятилетия авиации .

Аэродинамический профиль Cherokee соответствует стандарту NACA . 65 2 415 , а его число Рейнольдса при нормальной работе выражается однозначной цифрой в миллионы. Ламинарный ковш в идеале находится между коэффициентами подъемной силы от 0,2 до 0,6, а число Рейнольдса достаточно низкое, чтобы обеспечить ламинарный поток. Однако, когда вы приближаетесь к срыву, верхняя сторона имеет ярко выраженный пик всасывания около носа, что позволяет потоку быстро переходить в турбулентный поток сразу после пика. Ламинарный поток можно обнаружить только на нижней стороне (если шероховатость поверхности достаточно низкая).

Распределение давления по задней 50% аэродинамической поверхности показывает постоянный рост давления, поэтому начало срыва потока характеризуется отрывом потока, который начинается на задней кромке и медленно продвигается вперед с увеличением угла атаки. Это оставляет зону всасывания в передней части неизменной и поддерживает почти постоянную подъемную силу вокруг сваливания.

Сравните это с поведением срыва 5-значного ряда NACA, которое можно охарактеризовать только как неприятное. Сваливание характеризуется отрывом потока сразу после пика всасывания в носовой части, а коэффициент подъемной силы внезапно падает не менее чем на 0,2 единицы, когда аэродинамический профиль сваливается. Только некоторые ламинарные аэродинамические поверхности имеют столь же резкое сваливание; в основном это происходит, когда их проектировщики были слишком амбициозны и добились повышения давления с помощью системы распределения давления Stratford . Это распределение, при котором запас по разделению остается постоянным по всей его длине, и при остановке он превышается везде сразу, создавая внезапный большой интервал.

Хорошо спроектированный ламинарный аэродинамический профиль имеет мягкое сваливание. Его коэффициенты подъемной силы при ламинарном потоке обычно немного отличаются от срыва, и его характеристики срыва могут быть адаптированы независимо от области с ламинарным потоком. Использование НАКА 65 2 415 вместо NACA 23015 - это не маркетинговый ход, а правильный выбор.

Что касается характеристик: пока у самолета фиксированное шасси, ламинарность крыла мало повлияет на максимальную скорость — паразитное сопротивление всех этих торчащих из корпуса вещей будет доминировать над сопротивлением. Кроме того, чем выше число Рейнольдса в полете, тем короче будет ламинарный поток, прежде чем он перейдет в турбулентный поток , поэтому эффект значительно снижается при более высокой скорости. Кроме того, конструкция крыла имеет большое значение, потому что каждая головка заклепки и каждый зазор создают за ним клин турбулентного потока.

Супер интересные вещи. Спасибо, Питер!
Было бы интересно сравнить реальные характеристики «идеального» аэродинамического профиля 65(2)-415 (изготовленного из композитных материалов и отлитого со сплошной поверхностью) с заклепками и винтами ПА-28 по всему периметру. конструкция с верхней поверхностью. Я инстинктивно ожидаю небольшого улучшения характеристик (приближаясь к тому, что вы можете получить в AA-1/AA-5 с приклеенными крыльями), хотя, как сказал Питер, сопротивление формы будет доминирующим фактором в производительности здесь.