Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
06 Лц Требов к крылу.doc
Скачиваний:
14
Добавлен:
01.04.2025
Размер:
2 Мб
Скачать
☆

Рис: 6.10. Формы крыльев при виде спереди

На рис. 6.10 показаны крылья с разными значениями поперечного V:

а) = 0; б) > 0; в) <0 и г) с двойным углом поперечного V типа «чайка».

Значение и знак угла поперечного V крыла - определяют поперечную устойчивость самолета.

Они выбираются из условия получения необходимого соотноше­ния между поперечной и путевой устойчивостью, в зависимости от угла стреловидности, взаимного расположения крыла и фюзеля­жа по высоте и параметров вертикального оперения.

Положительное V увеличивает поперечную устойчивость, отрицательное V — уменьшает.

При избы­точной поперечной устойчивости самолет обладает колебательной неустойчивостью (рыскание и крен).

Недостаточная поперечная устойчивость определяет спиральную неустойчивость. Самолет в этом случае входит в крутую спираль при появлении бокового скольжения.

У высокопланов с прямым крылом χ = 0 = 1...2,5°; у низкопланов с χ = 0 = 5 ... 7°; у низкопланов с χ = 35° = - 1,5...- 3 °.

Для уменьшения устойчивости крыльев с большой стреловидностью делают обратное V.

Отрицательные углы поперечного V стреловидных крыльев с Х>0 объясняются стремлением снизить чрезмерную поперечную устойчивость самолета.

Выбор угла определяется также компоновочными требова­ниями, например необходимостью удалить от земли двигатели, установленные на пилонах под крылом, уменьшить высоту шасси и др. Эти требования обусловливают изменение по размаху крыла (схема чайки с большим значением корневых частей и схем обратной чайки).

Профили сечений крыла

Форму профиля сечения крыла (рис. 6.11) определяют очертания его верхнего и нижнего обводов и следующие безразмерные параметры:

- относительная толщина

с = с/b;

- относительное положение максимальной толщины по хорде

хс = хс/b;

- относительная вогнутость (кривизна)

f = f/b;

- относительное положение максимальной вогнутости по хордеxf = xf/b;

- относительный радиус кривизны передней кромки

r = r/b.

Рис. 6.11. Геометрические характеристики профиля сечений крыла

1 — аэродинамическая хорда; 2 — геометри­ческая хорда; 3 — средняя линия; с — макси­мальная толщина; f — максимальная вогну­тость; r — радиус кривизны передней кромки; b — длина хорды; cх, xi — расстояния от носка до максимальной толщины и максимальной вог­нутости профиля

Профили сечений крыла задаются по полету или перпендикулярно линии фокусов. Длина хорды b измеряется в соответствии с расположением сечения.

На рис. 6.12 показаны формы поперечных сечений крыла современных само­летов:

- плосковыпуклый (рис. 6. 12, а);

- двояковыпуклый несимметричный (рис. 6.12, б);

- симметричный (рис. 6.12, в);

- s-образный (рис. 6.12, г);

- ромбо­видный (рис. 6.12, д);

- клиновидный (рис. 6.12, е);

- суперкритический (рис. 6.12, ж).

Рис. 6.12. Формы профилей крыла Рис. 6.13.Изменяемые формы профилей адаптивного крыла

Плосковыпуклый профиль проще в изготовлении, имеет большое значение суаmах и коэффициента профильного сопротивления схар. Применяется на планерах, малоскоростных самолетах.

Двояковыпуклый несимметричный профиль широко при­меняется в крыльях самолетов различного назначения, так как при высоких значениях суаmах имеет малое значение схар и сравнительно стабильное поло­жение центра давления (ЦД).

Симметричный профиль имеет меньшее значение суаmах, применя­ется в крыльях сверхзвуковых самолетов и для оперения.

S-образный профиль является безмоментным, он имеет постоянное положение центра давления (ЦД). Хуже по значениям суаmах и схар. Применяется на самолетах типа "бесхвостка".

Ромбовидные и клиновидные профили применяются для крыльев самолетов с большими сверхзвуковыми и гиперзвуковыми скоростями.

Суперкритический профиль служит для повышения критических значений Мкр.

Он имеет большой радиус носка, почти плоскую верхнюю и выпуклую нижнюю поверхности и тонкий изогнутый хвостик.

Распределение давлений по профилю приводит к уменьшению скоростей в сечениях с макси­мальной толщиной профиля, отсюда и увеличение значений Мкрит (на 0,07...0,08).

Так как ЦД в таком профиле смещен в его хвостовую часть, то он создает большой пикирующий момент, требующий для балансировки отклонения рулей высоты (стабилизатора).

В разных условиях полета нужны разные соотношения суа и сха. например, на взлете и посадке нужна большая кривизна f , а в полете на крейсерском режиме, наоборот — меньшая. на маневре (для повышения не­сущей способности крыла) также нужна большая кривизна.

Решением этого вопроса может стать применение адаптивного крыла, которое в соответствии с режимом полета могло бы менять свою кривизну (см. рис. 6.13) и приводить к перераспределению давления не только в сечении крыла, но и по размаху. Последнее может использоваться, например, для уменьшения изгибающих моментов на маневре, когда к корневому сечению смещается точка приложения равнодействующей аэродинамических сил, для управления углами закрутки сечений крыла с целью недопущения концевых срывов на больших углах атаки и т. д.

До конца 40-х годов основными являлись сравнительно толстые несущие профили с закругленной передней кромкой. Параметры этих профилей следующие:с = 0,1...0,18; хс = 0,25...0,30; f = 0...0,035.

Крылья с такими профилями имеют высокие значения сутах и сравнительно небольшое профильное сопротивление, которое при дозвуковом обтекании мало зависит от толщины профиля. Профили этого типа (серии NACA = 230, NACA= = 24, ClarkYH и др.) применялись и на современных легких нескоростных самолетах.

Стремление уменьшить сопротивление крыла и увеличить скорости полета привело к появлению ламинаризированных профи­лей, контур которых имеет уменьшенный радиус кривизны носка и сдвинутую назад (дохс = 0,4...0,5) максимальную толщину. Ламинаризированные профили нашли широкое применение в околозвуковых самолетах.

Однако местные искажения профиля (волнистость обшивки, выступы на стыках листов обшивки) и шероховатость поверхности существенно ухудшают аэроди­намические характеристики таких крыльев. Поэтому технология их производства усложняется. На участках крыла, обдуваемых винтами, ламинарного пограничного слоя не существует.

Результатом развития ламинаризированных профилей стал суперкритический профиль, характерными признаками которого явля­ются очень малая кривизна верхнего обвода и отгиб вниз хвосто­вой части, необходимый для повышения су (рис. 6.11, ж). В этом случае Мкрит увеличивается на 15...18% по сравнению с обычным ламинаризированным профилем такой же толщины.

При использовании крыла с суперкритическим профилем возмож­но:

- увеличение Мкрейс до 0,98 без существенного прироста при этом волнового сопротивления (при этом в аэродинамической компо­новке самолета должно применяться правило площадей);

- уменьшение угла стреловидности χ крыла и увеличение отно­сительной толщиныс при сохранении числа Мкрейс на современном уровне (Мкрейс = 0,70...0,85). Ростс позволяет уменьшить массу крыла.

Уменьшение угла χ при заданных S и η приводит к росту размаха крыла l увеличению λ и сни­жению cxi.

Для крыльев сверхзвуковых самолетов применяются специальные более тонкие симметричные профили сс = 0,02...0,05;хс > 0,5;f = 0. Они имеют высокие значения Мкрит и небольшое волновое сопротивление при переходе через скорость звука.

Клиновидный профиль крыла применяется на гиперзвуковых летательных аппаратах (М>5).

С целью улучшения аэродинамических характеристик, устойчивости и управляемости самолета, а также для уменьшения массы крыла, применяется набор по размаху крыла профилей разных типов с различными с,f,хс ихf . Это так называемая аэродинамичес­кая крутка крыла, которая иногда в сочетается с геометрической круткой.

Таблица 6.2

Влияние параметров профиля на характеристики крыла

Пара-

Изменение характеристик самолета при увеличении параметра

метр

Положительное

Отрицательное

с

1. Увеличение су тах при увеличении с до 14%

2. Уменьшение массы крыла

3. Увеличение внутреннего объема крыла

1. Увеличение сх тiт

2. Уменьшение Мкрит

f

1. Увеличение су тах

1. Увеличение сх тiт

2. Уменьшение Мкрит

3. Увеличение сm0

хс

1. Уменьшение су тах (ламинарного профиля)

2. Увеличение Мкрит

1. Приxc>0,5 возможен прежде­временный срыв пограничного слоя с хвостовой части профиля и увеличение сх

хf

1. Увеличение Мкрит

—

Взаимное расположение крыльев биплана

Бипланная схема позволяет получить компактные (с малым размахом) несущие поверхности крыла при невысокой удельной нагрузке на них.

Бипланная схема находит применение на самолетах сельско­хозяйственной авиации и спортивных пилотажных самолетах. Для бипланной коробки крыльев характерны параметры, показанные на рис. 6.13, и отношение площадей крыльев SB/SH.

Рис. 6.14. Геометрические харак­теристики коробки крыльев би­плана

Сужение верхнего и нижнего крыльев обычно равно единице. Относительная толщина профилей постоянна по размаху. Для обеспечения требуемой поперечной устойчивости оба крыла или одно из них (обычно нижнее) имеет > 0.