Крыла вихревая система

Крыла вихревая система 93 [c.162]

Эффективным методом решения гидродинамических задач обтекания крыльев конечного размаха является предложенный С. А. Чаплыгиным метод замены таких крыльев П-об-разной вихревой системой. Специфическая особенность обтекания крыльев конечного размаха — скос потока и наличие индуктивного сопротивления. [c.161]

Определим угол скоса потока г, вызываемый такой вихревой системой в некоторой точке А (рис. 6.7), расположенной на расстоянии L от крыла [c.167]

Теория крыла конечного размаха основана на допущении возможности замены крыла эквивалентными вихревыми системами, создающими в идеальной жидкости поля скоростей, аналогичные тем, которые наблюдаются вне пограничного слоя при обтекании данного крыла реальной вязкой жидкостью. [c.219]

Крыло конечного размаха, вихревая система 288 [c.563]

В сущности подъемная сила возникает из-за того, что давление на верхней поверхности крыла в среднем меньше, чем давление на его нижней поверхности. На крыле конечного размаха эта разница в давлениях должна исчезать у концов крыла, так что сверху и снизу имеют место поперечные градиенты давления противоположных знаков. Результатом является тенденция к возникновению на обеих поверхностях поперечных течений таких, что жидкость с нижней стороны крыла перетекает у его концов (торцов) па верхнюю сторону. Это поперечное течение приводит к возникновению концевых ( свободных ) вихрей, сбегающих с концов крыла, как показано на рис. 15-18. Фактически поперечное течение создает пелену свободных вихрей вдоль всего размаха крыла, но этот эффект наиболее резко выражен у концов крыла. Простой моделью крыла конечного размаха является вихревая система, в которой концевые свободные вихри соединяются с присоединенным вихрем крыла и с разгонным вихрем далеко вниз по потоку, образуя контур постоянной циркуляции. [c.415]

Вихревая система крыла конечного размаха индуцирует поле скоростей, которое складывается с однородным набегающим потоком. В результате такого наложения создается неоднородное поле скоростей, допускающее приближенное рассмотрение. [c.304]

ВИХРЕВАЯ СИСТЕМА КРЫЛА И ОСНОВНЫЕ ФОРМУЛЫ [c.235]

Элементы теории крыла конечного размаха. Вихревая система крыла. Гипотеза плоских сечеиий. Геометрические и действительные углы атаки. Подъемная сила и индуктивное [c.449]

Вихревая система крыла конечного размаха индуцирует вокруг себя некоторое поле скоростей, которое складывается с однородным набегающим потоком. В результате такого наложения создается некоторое сложное неоднородное поле скоростей, требующее для своего исследования дополнительных приближенных приемов. [c.451]

Плоские сечения потока только далеко впереди от несущей линии представляют однородные поля скоростей в остальной области поток неоднороден, так как отдельные его точки находятся на разных расстояниях от вихревой системы крыла. Заметим еще, что плоские сечения потока отличны друг от друга, так что совокупность их ие определяет плоского потока. [c.451]

Наиболее простой вихревой системой, заменяющей крыло конечного размаха, будет система, состоящая из одного несущего вихря с напряженностью Г (рис. 166) и двух параллельных свободных вихрей с такой же напряженностью, сбегающих с концов крыла и простирающихся до бесконечности (необходимость последнего обстоятельства вытекает из теоремы о том, что вихревая нить нигде внутри жидкости не может окончиться и должна состоять все время из одних и тех же частиц эта теорема имеет чисто кинематический характер и поэтому одинаково приложима как к свободному вихрю, так и к системе, состоящей из несущего и свободных вихрей). Однако в действительности подъемная сила отдельных элементов (профилей) крыла по мере приближения к концам крыла уменьшается, поэтому указанная вихревая система является лишь первым приближением. Для получения системы вихрей, более точно заменяющей крыло конечного размаха, следует наложить друг на друга очень большое число упрощенных систем, каждая из которых имеет бесконечно малую напряженность и свой размах (рис. 167). Такая система вихрей дает приближенную картину поверхности раздела, сбегающей с задней кромки крыла, однако без учета тех изменений, которые эта поверхность испытывает по мере удаления от крыла вследствие возрастающего свертывания. Чем меньше подъемная сила, тем медленнее происходит свертывание поверхности раздела, и в предельном случае очень малой подъемной силы этим свертыванием при определении поля скоростей вблизи крыла можно полностью пренебрегать. [c.284]

Для решения нашей задачи в ее упрощенной постановке надо определить около самого крыла только ту составляющую скорости, вызванную крылом, которая параллельна подъемной силе. Заменив крыло упрощенной системой вихрей, изображенной на рис. 166, мы получим для середины крыла следующий результат. Вихревая нить с напряженностью Г, простирающаяся вперед и назад от крыла до бесконечности, вызывает на расстоянии а от себя скорость [c.285]

В теории крыла очень часто приходится иметь дело с плоскими вихревыми системами, которые состоят не из отдельных (дискретных) вихрей, а из вихрей, непрерывно распределенных вдоль некоторой линии. Так, например, в пограничном слое крыла все частицы вращаются и, следовательно, пограничный спой эквивалентен в кинематическом отношении системе вихрей, непрерывно распределенных по слою. [c.252]

Так как скорость на плоскости должна касаться поверхности, то нормальные скорости, обусловленные соответственно главным потоком (Го sin а) и вихревой системой, замещающей крыло (гг х + г) имеют результирующую, равную нулю. Следовательно, [c.302]

Функция с (лг, у) будет и здесь определяться с помощью (30.2), однако теперь с будет заранее неизвестна в тех точках области интегрирования, которые лежат вне поверхности крыла. В случае 4) область интегрирования заходит за пределы крыла ещё и в вихревую пелену здесь говорят о влиянии вихревой системы за крылом . Как и в 3), функция с будет заранее неизвестна в точках области интегрирования, находящихся вне крыла. [c.277]

Чтобы решить задачу в случаях влияния концевого эффекта и вихревой системы, поставим краевые условия. Но прежде чем это делать, обратимся к описанию формы поверхности крыла. [c.277]

Далее, из фиг. 185 видно, что сопротивление, индуцируемое около крыла (2) вихревой системой кр >1ла (/), получится, если в последнем выражении для заменить а. соответственно через а П и тт. Получаем [c.222]

Обратимся к решению (3.59) при Ь = 0. Среди прочих течений вязкой или идеальной жидкости оно позволяет воспроизвести один из типов разрушения вихря. Это явление описано Верле [18] и послужило предметом многочисленных исследований. Обзоры работ по изучению этого вихревого образования можно найти в [19-24]. Там же и в альбоме Ван Дайка [25] представлены фотографии явления при обтекании под углом атаки треугольного крыла с острой передней кромкой, а также в трубах с закрученным вокруг оси потоком. На фотографиях течений в статьях Лейбовича [21] и Эскудиера [23] видна структура вихревых образований. Вихревая система утолщения ( пузыря ) включает либо один сомкнувшийся на оси кольцевой вихрь [23], либо два, один из которых вложен в другой [21, 23]. В работах [19-23] проведена аналогия между вихревым образованием и отрывом потока вязкой жидкости от [c.212]

Вихревая система, эквивалентная крылу конечного размаха прямоугольной формы в плане, индуцирует в потоке дополнительные скорости и этим вызывает скос потока. По формуле Жуковского = РооУооГср/ определяем среднюю циркуляцию по размаху крыла Г р = [c.167]

Определите скорость в контрольной точке, индуцированную вихревой пе.теной от присоединенного вихря дискретной подковообразной вихревой системы, расположенной в ячейке р/г/г— 1 (рис. 9.8). Рассмотрите гармонический закон изменения циркуляции как функции ее производных по соответствуюигим кинематическим параметрам. Найдите числовые значения функции, опреде-ляющей индуцированную скорость в контрольной точке от ближайшего вихря, а также симметрично расположенного вихря на другой стороне крыла (по условию задачи 9.38). Примите при этом. малые числа Струхаля. [c.251]

Т. к. внутри жидкости вихри не могут заканчиваться, то в случае крыла конечного размаха П. в. продолжаются в окружающую среду в виде свободных вихрей (рис.). Знание вихревой системы крыла позволяет вычислить действующие на него аэродинамич. силы. В частности, от взаимодействия присоединённых п свободных вихрей крь1ла возникаёт индуктивное сопротивление крыла. [c.118]

Сопротивление крыла конечного размаха больше, чем крыла с бесконечным удлинением, поскольку свободные вихри генерируются непрерывно и на это расходуется дополнительная энергия. В модели идеальной жидкости эта дополнительная энергия уходит на образо-вамие свободных вихрей, так что требуется непрерывный подвод энергии к вихревой системе, несмотря на то, что течение остается потенциальным. В модели потенциального течения результирующая сила R отклоняется вниз по течению от нормали к направлению скорости Свободного потока Va (рис. 15-19). По определению подъемная сила А перпендикулярна Va. Составляющая R, направленная параллельно Vo, есть дополнительная сила сопротивления и называется индуктивным сопротивлением Dj. Из рис. 15-19 и выражения (15-34) имеем [c.417]

Традиционно под термином флаттер понимают аэроупру-гую неустойчивость, возникающую при совместных изгибно-крутильных колебаниях крыла. Применительно к вертолету флаттер относится к совместным маховому движению и крутильным колебаниям лопасти несущего винта. Часто этот термин распространяют на все случаи аэроупрУгой неустойчивости несущего винта, но в данном разделе будут рассмотрены только маховые и крутильные колебания. Классическая постановка задачи включает две степени свободы — взмах и поворот в ОШ жесткой лопасти шарнирного винта. Поскольку в системе управления лопастью наименьшую жесткость при кручении имеет проводка управления, указанная модель лопасти хорошо представляет ее динамику. Будем учитывать только основной тон махового движения с собственной частотой vp. Подробный анализ флаттера бесшарнирного винта обычно требует дополнительного учета движения лопасти в плоскости вращения. Вращение вызывает ряд явлений, которые делают флаттер лопасти сильно отличающимся от флаттера крыла. Центробежные силы связывают движение взмаха и кручение, если центр масс сечения не совпадает с осью ОШ. Повторное влияние вихревой системы винта на аэродинамические силы лопасти и их периодичность при полете вперед также имеет важное значение. [c.585]

Мы перейдем теперь к работам по теории вязкой жидкости, имеюгцим от-ногаение к задачам аэродинамики. В сугцности, вся теория крыла и пропеллера представляет собою приложение теории вязкой жидкости, так как без привлечения вязкости воздуха совергаенно необъяснимо, с точки зрения классической теории вихрей, возникновение в воздухе той сложной вихревой системы, которая [c.177]

Поля безразмерных скоростей от вихревой системы крыла н закрылков вычисляются по формулам, аналогичным нрнвсде1н1ым и п. 9.2 для крыла без механизации [c.211]

Известно, что еще в 1910 г. С. А. Чаплыгин пришел к вполне законченным общим представлениям о вихревой системе крыла конечного размаха, а в 1913 г. ему удалось преодолеть математические трз дности и дать основные формулы подъемной силы и индуктивного сопротивления. Примерно в то же время (начиная с 1912 г.) Н. Е. Жуковский создал свою вихревую теорию винта, содержавшую как частный случай вихревую теорию крыла конечного размаха. Однако ни Чаплыгин, ни Жуковский не выпустили специальных публикаций по теории крыла конечного размаха это дало возможность зарубежным ученым приписать приоритет создания общей теории крыла конечного размаха немецкому аэродинамику Л. Прандтлю, опубликовавшему свою теорию значительно позднее. [c.33]

При движении самолета движущиеся вниз массы воздуха создаются вихревой системой, оставляемой позади себя крылом ( 12). Однако теперь, в отличие от случая геликоптерного винта, разностью давлений в нисходящем потоке воздуха пренебрегать нельзя, и поэтому получаются более сложные соотношения. Следовательно, реакция воздуха на крыло, т. е. подъемная сила крыла будет определяться не только изменением количества движения отбрасываемой массы воздуха, но также разностью давлении в струе, и поэтому от формы контрольной поверхности будет зависеть, какая доля подъемной силы будет возникать за счет изменения количества движения и какая доля — за счет давления. Нисходящий вниз поток воздуха создает на поверхности земли увеличение давления и тем самым передает вес самолета на поверхность земли в виде силы давления. [c.120]

Далее, из фиг. 185 видно, что сопротиал, , . , . крыла (2) вихревой системой крила (/), получится, если в последнем в [c.222]

Первый интеграл имеет простой смысл. Чтобы уяснить его, отнесем крыло к системе координат Oxyz, где Оу направлена по размаху крыла, Ох — по направлению главного потока и Oz — по нормали к плоскости хОу (фиг. 15.8). В каком-нибудь сечении, параллельном средней плоскости xOz, как показано на фиг. 15.3, вихревой слой, заменяющий профиль, имеет общую площадь своего поперечного сечения, равную Од. Таким образом, можно написать [c.187]

При этом формируется такая вихревая система. В сечении располагается замкнутый вихрь меньшей циркуляции Г , а концы вихря большей циркуляции Та расщепляются на две части одна его часть входит в замкнутый вихрь, а другая, отвечая избытку циркуляции АТсь, образует свободный конец вихря, который выходит в зону пониженной скорости и сносится относительным движением жидкости, располагаясь вдоль струи. Конец свободного вихря должен при этом опираться на выходную кромку сопла, обеспечивая выполнение условия сохранения вихря. Описанная вихревая система (рис. 3) аналогична образующейся на крыле конечного размаха. [c.316]

Теорию крыла конечного размаха позволило создать использование основополагающей теоремы Н. Е. Жуковского о связи подъемной силы с циркуляцией и модели течения с присоединенным вихрем, так что эта теория является логическим продолжением и развитием идей, составляющих фундамент теории крыла бесконечного размаха, В 1910 г. С. А. Чаплыгин в докладе на тему Результаты теоретических исследований о, движении аэропланов сформулировал общие представления о вихревой системе крыла конечного размаха. В 1913 и 1914 гг. им были получены первые формулы для подъемной силы и индуктивного сопротивления. Они были доложены на третьем воздухоплавательном съезде в Петербурге. В дальнейшем основное распространение получила теория несущей линии, предложенная в Германии Л. Прандтлем для крыльев большого относительного удлинения. В рамках этой схемь было получено интегро-дифференциальное уравнение, связывающее изменение циркуляции и индуктивный скос потока. Задача свелась к отысканию различных приближенных методов его решения. В работе Б. Н. Юрьева (1926) был применен геометрический прием, в котором использовалось предположение о том, что распределение циркуляции близко к эллиптическому и что отклонения от этого распределения повторяют форму крыла в плане. Аналитические методы, применявшиеся на начальном этапе развития теории для получения приближенных решений, состояли в требовании удовлетворения основному уравнению в ограниченном числе точек по размаху. Так, в методе тригонометрических разложений В. В. Голубев (1931) заменил бесконечный тригонометрический ряд тригонометрическим многочленом, сведя бесконечную систему уравнений к конечной системе, в которой число неизвестных соответствует числу членов разложения циркуляции и числу точек на крыле. С целью более точного учета формы крыла в плане при ограниченном числе решаемых алгебраических уравнений Я. М. Серебрийский (1937) предложил для решения интегро-дифференциального уравнения использовать способ наименьших квадратов. [c.92]

В. В. Голубева (1935), в которой делалась попытка учесть обтекание боковых кромок крыла с помощью представления о поперечной циркуляции . Создание точной нелинейной теории крыла конечного размаха связано с большими трудностями, которые обусловлены существенным влиянием вязкости и отрыва на этих режимах. Поэтому для приближенных расчетов нелинейных характеристик обычно используются полуэмпирические методы, критерием применимости которых является согласие с результатами испытаний в некотором диапазоне геометрических параметров, таких как форма крыла в плане, угол атаки и т, п, В работе Г, Ф, Бураго (1944) вихревая поверхность заменяется одним несущим вихрем и граничные условия удовлетворяются по хорде в среднем. Угол скоса свободных вихрей принимается равным половине угла атаки приводится приближенная формула для коэффициента подъемной силы, из которой следует его квадратичная зависимость от угла атаки для очень малых удлинений, Н, Н. Поляхов и А, И. Пастухов (1959) дали возможность оценить не только подъемную силу, но и момент. У них крыло заменяется системой П-образных вихрей, причем угол скоса свободных вихрей цринимается равным углу атаки. С, Д, Ермоленко (1960) принял углы скоса П-образных вихрей на концах прямоугольного крыла равными индуктивным углам скоса потока от присоединенных и свободных вихрей. Метод обобщается им на случай крыла малого удлинения вблизи земли, К. К. Федяевский (1949) разработал приближенную теорию крыльев малого удлинения прямоугольной и эллиптической формы в плане, которая позволяет оценить не только подъемную силу и продольный момент, но также приращение [c.96]

Большинство других работ, связанных с учетом сжимаемости в пространственных течениях, основывается на теории малых возмущений, обобщающей приближение Прандтля — Глауерта и сводящей задачу к исследованию соответствующего аффино-подобного тела в несжимаемой жидкости. Из работ этого направления следует отметить проведенное Л. А. Симоновым и С. А. Христиановичем (1944) обобщение формулы Био — Савара на случай сжимаемого потока, позволившее весьма просто рассчитывать индуктивные скорости в любой точке пространства для вихревой системы крыла конечного размаха и винта с бесконечным числом лопастей. [c.100]

Благодаря этому взаимному влиянию каждое крыло испытывает кроме индуктивного сопротивления, обусловленного своей собственной вихревой системой, еще добавочное индуктивное сопротивление, вызванное присутствием других крыльев. Следовательно, полное индуктивное сопрJтивлeниe биплана складывается из следующих составляющих [c.218]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...