सुपरक्रिटिकल विंग प्रोफाइल
सुपरक्रिटिकल विंग प्रोफाइल ट्रांसोनिक मैक रेंज में विमान की दक्षता को बढ़ाना संभव बनाता है।
इस तथ्य के कारण कि पारंपरिक प्रोफ़ाइल की तुलना में, वायु प्रवाह को एक सपाट ऊपरी सतह पर समान त्वरण प्राप्त नहीं होता है, उच्च मैक संख्या पर एक शॉक वेव बनती है। परिणामी झटका कमजोर और छोटा होता है। इससे प्रोफाइल के पीछे दबाव प्रवणता कमजोर हो जाती है और विंग के भार वहन करने के गुण बढ़ जाते हैं।
सुपरक्रिटिकल प्रोफ़ाइल के लाभ:
शॉक तरंगों को कमजोर करके, दिए गए क्रूज़िंग मच संख्या वाले विमान के लिए एक छोटे विंग स्वीप कोण का उपयोग करना संभव है। इस प्रकार, स्वीप से जुड़ी समस्याएं कम हो जाती हैं;
प्रोफ़ाइल की बड़ी सापेक्ष मोटाई संरचना के समान वजन को बनाए रखते हुए विंग की ताकत और कठोरता को बढ़ाना संभव बनाती है। यह आपको अधिक पहलू अनुपात के पंख बनाने की भी अनुमति देता है, जो पंख के प्रेरित खिंचाव को कम करता है;
ईंधन आदि को समायोजित करने के लिए विंग का आंतरिक आयतन बढ़ाया जाता है।
सुपरक्रिटिकल विंग प्रोफ़ाइल का उपयोग अनुमति देता है:
पेलोड बढ़ाएँ. यदि आप क्रूज़िंग एम नंबर को नहीं बदलते हैं, तो ईंधन की खपत कम हो जाएगी, जो आपको अधिक पेलोड लेने की अनुमति देगा, पारंपरिक विंग प्रोफाइल वाले विमान की तुलना में विमान के ड्रैग में लगभग कोई वृद्धि नहीं होगी।
क्रूज़ मच संख्या बढ़ाएँ। समान पेलोड बनाए रखते हुए, ड्रैग में वस्तुतः कोई वृद्धि किए बिना क्रूज़ मच संख्या बढ़ाई जा सकती है।
सुपरक्रिटिकल प्रोफ़ाइल के नुकसान
प्रोफ़ाइल की एस-आकार की वक्रता उच्च मैक संख्या के लिए अच्छी है, लेकिन कम गति पर उड़ान के लिए आदर्श से बहुत दूर है। यू मैक्स घटने के साथ, स्वीकार्य टेकऑफ़ और लैंडिंग विशेषताओं को सुनिश्चित करने के लिए अच्छी तरह से विकसित विंग मशीनीकरण की आवश्यकता होती है;
प्रोफ़ाइल के अनुगामी किनारे में एक सकारात्मक वक्रता है और अधिक लिफ्ट बनाता है, जिससे पंख का एक बड़ा गोता लगाने वाला क्षण होता है। इसकी भरपाई के लिए, क्षैतिज पूंछ के एक बड़े संतुलन विक्षेपण की आवश्यकता होती है, जो अतिरिक्त खिंचाव पैदा करता है।
शॉक वेव के पीछे रुकने से होने वाली हाई-स्पीड बफ़ेटिंग गंभीर कंपन पैदा कर सकती है।
वायुगतिकीय तापन
वायु संपीड़न और घर्षण के माध्यम से गर्म होती है। विमान के सामने ब्रेकिंग ज़ोन में और शॉक तरंगों पर हवा संपीड़ित होती है और सीमा परत में घर्षण का अनुभव करती है।
जैसे ही यह हवा में चलता है, विमान की सतह गर्म हो जाती है। यह सभी गतियों पर होता है, लेकिन ताप केवल उच्च मैक संख्या पर ही महत्वपूर्ण हो जाता है।
यह आंकड़ा दिखाता है कि उड़ान मैक संख्या में परिवर्तन के साथ विमान की सतह का तापमान कैसे बदलता है। एम = 1.0 पर तापमान वृद्धि लगभग 40 डिग्री सेल्सियस है। जैसे ही एम संख्या 2.0 से ऊपर बढ़ती है, तापमान इतना बढ़ जाता है कि पारंपरिक एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं की संरचना में अपरिवर्तनीय परिवर्तन शुरू हो जाते हैं। इसलिए, एम ≥ 2.0 वाले विमानों के लिए, टाइटेनियम मिश्र धातु या स्टेनलेस स्टील का उपयोग किया जाता है।
मच कोण
यदि विमान की वास्तविक गति ध्वनि की स्थानीय गति से अधिक है, तो ध्वनि दबाव तरंगों का स्रोत इसके द्वारा उत्पन्न होने वाली गड़बड़ी की तुलना में तेज़ गति से आगे बढ़ रहा है।
A से D की दिशा में V गति से गतिमान किसी वस्तु पर विचार करें (नीचे चित्र देखें)। जब शरीर बिंदु A पर था, तो यह अशांति का स्रोत बन गया। दबाव तरंग ध्वनि की स्थानीय गति से गोलाकार रूप से फैलती है, लेकिन शरीर तरंग से आगे निकल गया और रास्ते में ध्वनि दबाव तरंगों का एक स्रोत भी था। बिंदु A, B और C से तरंगों का प्रसार संगत वृत्तों के साथ खींचा जाता है। पिंड बिंदु D पर स्थित है। आइए इन वृत्तों DE पर एक स्पर्श रेखा खींचें। यह स्पर्शरेखा उस समय ध्वनि तरंगों के प्रसार की सीमा का प्रतिनिधित्व करती है जब शरीर बिंदु डी पर होता है।
खंड एई ध्वनि की स्थानीय गति (ए), एडी - वास्तविक गति (वी) का प्रतिनिधित्व करता है।
एम = वी/ए (आकृति में एम = 2.6)।
कोण ADE को मैक कोण कहा जाता है, जिसे µ द्वारा दर्शाया जाता है।
पाप µ = ए / वी = 1 / एम.
M संख्या जितनी बड़ी होगी, मैक कोण उतना ही अधिक तीव्र होगा। एम 1.0 µ = 90° पर।
मच शंकु
त्रि-आयामी अंतरिक्ष में, ध्वनि तरंगें गोलाकार रूप से फैलती हैं। यदि उनका स्रोत सुपरसोनिक गति से चलता है, तो वे ओवरलैप हो जाते हैं और विक्षोभ का शंकु बनाते हैं।
शंकु का अर्धकोण µ है।
चित्र 5.0 की एम संख्या के साथ गतिमान किसी वस्तु से गड़बड़ी का एक शंकु दिखाता है।
प्रभाव क्षेत्र
सुपरसोनिक गति से चलते समय, मैक शंकु विमान से ध्वनि गड़बड़ी के प्रसार की सीमा का प्रतिनिधित्व करता है। शंकु के बाहर की हर चीज़ विक्षोभ के प्रभाव से परे है। शंकु के अंदर के स्थान को विमान का प्रभाव क्षेत्र कहा जाता है।
एक वास्तविक हवाई जहाज में, मैक शंकु एक तिरछी शॉक वेव से शुरू होता है, जिसका कोण मैक कोण से थोड़ा बड़ा होता है। यह इस तथ्य के कारण है कि शॉक वेव के प्रसार की प्रारंभिक गति ध्वनि की स्थानीय गति से अधिक है।
सिर झटका
एक पंख के अग्रणी किनारे की ओर आने वाले एक सुपरसोनिक प्रवाह पर विचार करें। किनारे के चारों ओर जाने के लिए हवा को एक बड़े कोण पर घूमना चाहिए। सुपरसोनिक गति से इतनी कम दूरी पर यह असंभव है। प्रवाह वेग तेजी से सबसोनिक गति तक धीमा हो जाएगा और अग्रणी किनारे के सामने एक सीधी शॉक वेव बनेगी।
छलांग के पीछे, हवा अवरुद्ध हो जाती है और अग्रणी किनारे के चारों ओर बहने में सक्षम होती है। इसके तुरंत बाद, प्रवाह फिर से सुपरसोनिक गति तक तेज हो जाता है।
विमान के सामने लगने वाले झटके को बो शॉक कहा जाता है। यह अग्रणी किनारे के नजदीक सीधा होता है, फिर उससे एक तिरछी छलांग में बदल जाता है।
जैसा कि चित्र से देखा जा सकता है, विंग के अनुगामी किनारे पर एक शॉक वेव भी बनती है, लेकिन चूंकि विंग के पीछे प्रवाह की एम संख्या एक से अधिक है, इसलिए यह शॉक तिरछा होता है।
विरलन तरंगें
पिछले पाठ में दिखाया गया था कि कैसे एक सुपरसोनिक प्रवाह सबसोनिक गति में मंदी और एक शॉक वेव के गठन के साथ एक बाधा को पार कर सकता है। इस स्थिति में, प्रवाह ऊर्जा खो देता है।
आइए विचार करें कि एक सुपरसोनिक प्रवाह उत्तल कोने के चारों ओर कैसे झुकता है।
आइए पहले सबसोनिक प्रवाह पर विचार करें।
उत्तल कोने के चारों ओर बहने पर, सबसोनिक प्रवाह की गति तेजी से कम हो जाती है और दबाव बढ़ जाता है। एक प्रतिकूल दबाव प्रवणता सीमा परत अलगाव की ओर ले जाती है।
एक सुपरसोनिक प्रवाह विस्तार के कारण अलग हुए बिना उत्तल कोने को बायपास कर सकता है। इसी समय, प्रवाह की गति बढ़ जाती है, और दबाव, घनत्व और तापमान कम हो जाता है। किसी विरल तरंग को पार करते समय सुपरसोनिक प्रवाह का व्यवहार शॉक तरंग के पारित होने के बिल्कुल विपरीत होता है।
निम्नलिखित चित्र दुर्लभ तरंगों की एक श्रृंखला को दर्शाता है जब एक सुपरसोनिक प्रवाह एक एयरफ़ॉइल के चारों ओर बहता है।
बो शॉक वेव से गुजरने के बाद, संपीड़ित सुपरसोनिक प्रवाह विस्तार करने के लिए स्वतंत्र है और सतह के समोच्च का अनुसरण करता है। चूँकि प्रवाह में मापदंडों में कोई अचानक परिवर्तन नहीं होता है, विस्तार तरंगें शॉक तरंगों के समान नहीं होती हैं।
विस्तार तरंगों से गुजरते समय प्रवाह में निम्नलिखित परिवर्तन होते हैं:
गति और मच संख्या में वृद्धि;
प्रवाह की दिशा सतह का अनुसरण करने के लिए बदलती है;
स्थैतिक दबाव गिरता है;
घनत्व कम हो जाता है;
चूँकि परिवर्तन अचानक नहीं होते, प्रवाह की ऊर्जा कम नहीं होती।
ध्वनि ताली
जैसे-जैसे आप उड़ते हुए विमान से दूर जाते हैं, सदमे तरंगों की तीव्रता कम हो जाती है, लेकिन ध्वनि दबाव तरंगों की ऊर्जा जमीन पर एक पर्यवेक्षक के लिए जोरदार धमाका करने के लिए पर्याप्त हो सकती है। ऐसे ध्वनि पॉप सुपरसोनिक उड़ानों का एक अभिन्न गुण हैं। एक ध्वनि तरंग पृथ्वी की सतह पर एक उड़ते हुए विमान की गति से चलती है।
ट्रांसोनिक रेंज में नियंत्रणीयता में सुधार के तरीके
जैसा कि पहले ही दिखाया जा चुका है, पारंपरिक नियंत्रण सतहों की प्रभावशीलता ट्रांसोनिक मच रेंज में कम हो जाती है। भंवर जनरेटर का उपयोग करके कुछ सुधार प्राप्त किया जा सकता है।
हालाँकि, निम्न का उपयोग करके नियंत्रणीयता में मूलभूत सुधार प्राप्त किया जा सकता है:
ऑल-मूविंग स्टेबलाइज़र;
इंटरसेप्टर-एलेरॉन।
इन नियंत्रण सतहों पर अध्याय 11 में चर्चा की गई थी।
स्टीयरिंग सतहों की खुजली को अनुगामी किनारे के साथ संकीर्ण स्ट्रिप्स स्थापित करके, नियंत्रण वायरिंग डैम्पर्स का उपयोग करके, या नियंत्रण लूप की कठोरता को बढ़ाकर टाला जा सकता है (सतह से बल पावर ड्राइव पर बंद हो जाते हैं)।
ट्रांसोनिक रेंज में स्टीयरिंग सतहों पर काज क्षणों में वृद्धि और बड़े बदलाव के कारण, नियंत्रण प्रणाली नियंत्रण पर कृत्रिम रूप से बल बनाने के लिए स्टीयरिंग ड्राइव और तंत्र द्वारा प्रदान की जाती है।
निम्न तालिका सुपरसोनिक प्रवाह तरंगों के मुख्य गुणों का वर्णन करती है।
| तिरछी छलांग | सीधी दौड़ | विरलन तरंगें |
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 |  |  |
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| ज्यामिति घुड़दौड़ | विमान कूदो से भी ज्यादा झुका हुआ दिशा से 90° प्रवाह गति | विमान कूदो सीधा दिशा प्रवाह गति | |
| परिवर्तन दिशा-निर्देश प्रवाह | ओर की ओर आनेवाला प्रवाह | बदलना मत | से दूर आनेवाला प्रवाह |
| परिवर्तन स्पीड प्रवाह | घटता है, लेकिन अवशेष पराध्वनिक | शेष बचा सबसोनिक | बढ़ती है |
| परिवर्तन दबाव और घनत्व | बढ़ती है | अधिकता बढ़ती है | कम हो जाती है |
| परिवर्तन प्रवाह | कम हो जाती है | अधिकता कम हो जाती है | बदलना मत |
| परिवर्तन तापमान | बढ़ती है | बढ़ती है | कम हो जाती है |
स्वेप्ट विंग - सारांश
स्वीप कोण विंग कॉर्ड की लंबाई के 25% के साथ खींची गई रेखा और विंग रूट रिब के लंबवत के बीच का कोण है।
स्वीप बनाने का उद्देश्य एम सीआरआईटी को बढ़ाना है। स्वेप्ट विंग के अन्य सभी गुण गौण और प्रायः नकारात्मक होते हैं। लेकिन एम सीआरआईटी बढ़ाने का सकारात्मक प्रभाव सभी नुकसानों से कहीं अधिक है।
स्वेप्ट विंग के पार्श्व गुण
हमले के ऊंचे कोणों पर रुकने की प्रवृत्ति बढ़ जाती है, शुरुआत में विंग टिप्स के क्षेत्र में। इससे निपटने के लिए, पंख की ऊपरी और निचली सतहों पर वायुगतिकीय लकीरों का उपयोग किया जाता है और अग्रणी किनारे के साथ कटौती की जाती है (पंख की जड़ से युक्तियों तक प्रवाह का प्रवाह कम हो जाता है)।
प्रवाह का टर्मिनल स्टॉल हमले के कोण के साथ स्टॉल पिक-अप का कारण बन सकता है - स्वेप्ट विंग का मुख्य नुकसान।
बदले में, स्टॉल पिकअप एक गहरे स्टॉल (सुपरस्टॉल) की ओर ले जा सकता है।
हवाई जहाज जो हमले के उच्च कोण पर रुकने की प्रवृत्ति प्रदर्शित करते हैं, उन्हें एक ऐसे उपकरण से सुसज्जित किया जाना चाहिए जो सक्रिय रूप से रुकने (योक पुशर) को रोकता है।
जब किसी विमान को रुकने के करीब हमले के कोण पर चलाया जाता है, तो पतवार के समन्वित विक्षेपण के साथ एलेरॉन को विक्षेपित करके रोल नियंत्रण किया जाना चाहिए। एक पतवार को नियंत्रित करने से अत्यधिक हीलिंग क्षण उत्पन्न हो सकते हैं। (वी एसआर गति निर्दिष्ट करना एलेरॉन का उपयोग करते समय पर्याप्त पार्श्व नियंत्रण प्रदर्शित करता है।)
सीधे विंग की तुलना में, स्वेप्ट विंग का समान विंग अनुभाग वायुगतिकीय रूप से कम कुशल होता है।
आक्रमण के समान कोण पर, CY कम होगा।
CY MAX कम होगा और हमले के ऊंचे कोण पर हासिल किया जाएगा।
वक्र C Y = f (α) की ढलान की प्रवणता छोटी होगी।
स्वीकार्य टेकऑफ़ और लैंडिंग विशेषताओं को प्राप्त करने के लिए एक स्वेप्ट विंग को जटिल विंग मशीनीकरण, स्लैट और फ्लैप की स्थापना की आवश्यकता होती है।
(विंग रूट पर प्रारंभिक स्टॉल प्रदान करने के लिए स्वेप्ट विंग की जड़ पर एक कम प्रभावी प्रकार की स्लैट स्थापित की जाती है)
स्वेप्ट पंखों वाले विमान के फिन और स्टेबलाइज़र को भी स्वेप्ट किया जाता है ताकि विंग की तुलना में एपेनेज पर स्टाल के विकास को रोका जा सके। (जैसे-जैसे स्वीप कोण बढ़ता है, हमले का अधिकतम अनुमेय कोण बढ़ता है)।
सीधे पंख की तुलना में, एक स्वेप्ट विंग हमले के उच्च कोण पर आवश्यक लिफ्ट गुणांक प्राप्त करता है, जो कम गति पर उड़ान भरते समय विशेष रूप से ध्यान देने योग्य होता है।
निर्भरता का एक सपाट ढलान C Y = f (α) अशांत परिस्थितियों में उड़ान भरते समय एक सकारात्मक भूमिका निभाता है - विमान हमले के कोण में अल्पकालिक परिवर्तनों के प्रति कम संवेदनशील हो जाता है; G में एक छोटा परिवर्तन समान ऊर्ध्वाधर झोंके से टकराने पर होता है।
स्वेप्ट विंग दिशात्मक स्थिरता को थोड़ा बढ़ाता है।
एक स्वेप्ट विंग महत्वपूर्ण रूप से (आमतौर पर अत्यधिक) पार्श्व स्थिरता को बढ़ाता है।
मैक > एमसीआरआईटी पर उड़ान भरते समय, स्वेप्ट विंग एक डाइविंग मोमेंट (गोता में खींचे जाने की घटना) बनाता है, जिसका प्रतिकार करने के लिए विमान पर एक मैक ट्रिम सिस्टम स्थापित किया जाता है।
स्वेप्ट विंग पर एलेरॉन के घूर्णन की धुरी आने वाले प्रवाह के लंबवत नहीं है, जिससे विमान नियंत्रण की दक्षता कम हो जाती है।
मैं आपके ध्यान में शौकिया एसएलए डिजाइनरों की मदद के लिए सामग्रियों की एक श्रृंखला से एक लेख लाता हूं। वैज्ञानिक सलाहकार - मॉस्को एविएशन इंस्टीट्यूट के विमान इंजीनियरिंग विभाग के प्रोफेसर, तकनीकी विज्ञान के डॉक्टर, राज्य पुरस्कार के विजेता ए.ए. बद्यागिन. यह लेख 1987 की पत्रिका "विंग्स ऑफ द मदरलैंड" नंबर 2 में प्रकाशित हुआ था।
आप पूछते हैं, क्या हमें अल्ट्रालाइट विमानों के प्रोफाइल के बारे में एक लेख की आवश्यकता है? मैं उत्तर देता हूं - इस लेख में व्यक्त विचार सीधे विमान मॉडलिंग में लागू होते हैं - गति तुलनीय है, और, तदनुसार, डिजाइन के दृष्टिकोण।
सर्वोत्तम प्रोफ़ाइल
विमान का डिज़ाइन आमतौर पर विंग प्रोफाइल के चयन से शुरू होता है। संदर्भ पुस्तकों और एटलस पर एक या दो सप्ताह तक बैठने के बाद, उन्हें पूरी तरह से समझे बिना, एक मित्र की सलाह पर वह सबसे उपयुक्त हवाई जहाज चुनता है और एक ऐसा हवाई जहाज बनाता है जो अच्छी तरह से उड़ता है। चयनित प्रोफ़ाइल को सर्वश्रेष्ठ घोषित किया गया है. एक अन्य शौकिया उसी तरह से एक पूरी तरह से अलग प्रोफ़ाइल चुनता है और उसका उपकरण अच्छी तरह से उड़ता है। तीसरे में, विमान बमुश्किल जमीन छोड़ता है, और विंग प्रोफ़ाइल जो शुरू में सबसे लाभप्रद लगती थी, अब उपयुक्त नहीं मानी जाती है।
जाहिर है, सब कुछ प्रोफ़ाइल कॉन्फ़िगरेशन पर निर्भर नहीं करता है। आइए इसे जानने का प्रयास करें। आइए पूरी तरह से अलग प्रोफाइल वाले दो पंखों की तुलना करें, उदाहरण के लिए, याक-55 पर स्थापित सममित पंखों और असममित क्लार्क वाईएच - याक-50 के साथ। तुलना के लिए, हम कई स्थितियाँ परिभाषित करते हैं। पहला: विभिन्न प्रोफाइल वाले पंखों में एक एक्सटेंशन (एल) होना चाहिए।
एल=आई2/एस,
जहां I विस्तार है, S क्षेत्र है।
दूसरा: चूँकि एक सममित एयरफ़ॉइल के लिए शून्य लिफ्ट का कोण 00 है, इसका ध्रुवीय (चित्र 1 देखें) बाईं ओर स्थानांतरित हो जाएगा, जो भौतिक रूप से एक निश्चित सकारात्मक पच्चर कोण के साथ एक हवाई जहाज पर विंग स्थापित करने के अनुरूप होगा।
अब, ग्राफ़ को देखकर, आप आसानी से एक महत्वपूर्ण निष्कर्ष निकाल सकते हैं: हमले के उड़ान कोणों की सीमा में, विंग की विशेषताएं व्यावहारिक रूप से प्रोफ़ाइल आकार से स्वतंत्र होती हैं। बेशक, हम सुव्यवस्थित प्रोफाइलों के बारे में बात कर रहे हैं जिनमें हमले के उड़ान कोणों की सीमा में तीव्र रुकावट के क्षेत्र नहीं हैं। हालाँकि, पक्षानुपात बढ़ाने से विंग का प्रदर्शन काफी प्रभावित हो सकता है। तुलना के लिए, ग्राफ़ 1 समान प्रोफ़ाइल के साथ पंखों के ध्रुवों को दिखाता है, लेकिन 10 के पहलू अनुपात के साथ। जैसा कि आप देख सकते हैं, वे बहुत अधिक तीव्र हो गए हैं या, जैसा कि वे कहते हैं, ए के संबंध में सीएस का व्युत्पन्न अधिक हो गया है (सीएस विंग का लिफ्ट गुणांक है, ए हमले का कोण है)। इसका मतलब यह है कि व्यावहारिक रूप से समान प्रतिरोध गुणांक Cx के साथ हमले के समान कोण पर बढ़ाव को बढ़ाकर, उच्च भार-वहन गुण प्राप्त किए जा सकते हैं।
अब बात करते हैं कि प्रोफ़ाइल का आकार किस पर निर्भर करता है।
सबसे पहले, प्रोफाइल में अलग-अलग अधिकतम लिफ्ट गुणांक एसयू मैक्स होता है। तो, सममित पंखों के लिए, पंख का लिफ्ट गुणांक 1.2 - 1.4 है, उत्तल निचली सतह वाले साधारण असममित वाले 1.8 तक हो सकते हैं, निचली सतह की मजबूत समतलता के साथ यह कभी-कभी 2 तक पहुंच जाता है। हालांकि, हमें याद रखना चाहिए कि बहुत उच्च सीवी अधिकतम वाले प्रोफाइल में आमतौर पर उच्च सीएक्स होता है और एमजेड अनुदैर्ध्य क्षण गुणांक होता है। ऐसी प्रोफ़ाइल वाले विमान को संतुलित करने के लिए, पूंछ इकाई को अधिक बल विकसित करना होगा। परिणामस्वरूप, इसका वायुगतिकीय खिंचाव बढ़ जाता है, और उच्च भार-वहन प्रोफ़ाइल के कारण प्राप्त समग्र लाभ काफी कम हो जाता है।
सीवी मैक्स केवल विमान की न्यूनतम गति - स्टॉल को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है। यह काफी हद तक वाहन की संचालन तकनीक की सरलता को निर्धारित करता है। हालाँकि, स्टाल गति पर सीएस अधिकतम का प्रभाव उच्च विशिष्ट विंग लोड जी/एस (जी विमान का वजन है) पर स्पष्ट रूप से प्रकट होता है। साथ ही, शौकिया विमानों के लिए विशिष्ट भार के साथ, यानी 30 - 40 किग्रा/एम2, एक बड़ा एसवी अधिकतम महत्वपूर्ण नहीं है। इस प्रकार, शौकिया विमान पर इसे 1.2 से बढ़ाकर 1.6 करने से स्टाल गति को 10 किमी/घंटा से अधिक कम नहीं किया जा सकता है।
दूसरे, प्रोफ़ाइल का आकार हमले के उच्च कोणों पर, यानी लैंडिंग के दौरान कम गति पर, जब गलती से "हैंडल को अपनी ओर खींच रहा हो" पर विमान के व्यवहार को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है। एक ही समय में, अपेक्षाकृत तेज नाक वाले पतले एयरफ़ोइल को प्रवाह में एक तेज रुकावट की विशेषता होती है, जिसके साथ लिफ्ट का तेजी से नुकसान होता है और विमान का टेलस्पिन या उसकी नाक पर एक तेज रुकावट होती है। कुंद पैर की अंगुली वाले मोटे लोगों को लिफ्ट में धीमी गिरावट के साथ "नरम स्टाल" की विशेषता होती है। साथ ही, पायलट के पास हमेशा यह समझने का समय होता है कि वह खतरनाक मोड में है और छड़ी को खुद से दूर करते हुए कार को हमले के निचले कोण पर ले जाता है। एक नुकीला स्टॉल विशेष रूप से खतरनाक होता है यदि पंख की योजना में संकुचन हो और पंख के अंत में एक पतली प्रोफ़ाइल हो। इस मामले में, प्रवाह रुक जाता है और विमान अचानक विंग पर गिर जाता है और टेलस्पिन में चला जाता है। यह बिल्कुल वैसा ही चरित्र है जो याक-50 और याक-52 विमानों में दिखाई देता है, जिसमें एक मजबूत पतले पंख के अंत में बहुत पतली प्रोफ़ाइल होती है (टिप पर 9% और जड़ पर 14.5%) और बहुत तेज नोक होती है। - क्लार्क वाईएच. यहां, प्रोफाइल की एक महत्वपूर्ण संपत्ति का पता चलता है: पतले लोगों में कम Cy अधिकतम और हमले के छोटे महत्वपूर्ण कोण होते हैं, यानी, वे कोण जिन पर प्रवाह रुकता है।
स्पैन के साथ निरंतर सापेक्ष प्रोफ़ाइल मोटाई वाले पंखों में बेहतर रुकने की विशेषताएं होती हैं। उदाहरण के लिए, याक-55 एक मध्यम पतले पंख के साथ एक कुंद नाक के साथ निरंतर 18% प्रोफ़ाइल के साथ, जब हमले के उच्च कोणों तक पहुंचता है, तो आसानी से नाक को नीचे कर देता है और गोता लगाता है, क्योंकि स्टाल की जड़ में होता है पंख, जो हीलिंग क्षण नहीं बनाता है। रूट स्टॉल प्राप्त करने के लिए, यह बेहतर है कि विंग की योजना में कोई संकुचन न हो। ये अधिकांश प्रारंभिक प्रशिक्षण विमानों पर स्थापित पंख हैं। चित्र में दिखाए गए विंग पर इनफ़्लक्स स्थापित करने से प्रारंभिक जड़ विफलता भी हो सकती है। 2. इस मामले में, रूट प्रोफ़ाइल को छोटी सापेक्ष मोटाई और "कम भार वहन करने वाला आकार" प्राप्त होता है। प्रायोगिक याक-50 पर इस तरह की आमद की स्थापना ने एक बार विमान के रुकने की प्रकृति को महत्वपूर्ण रूप से बदल दिया: हमले के उच्च कोण पर पहुंचने पर, यह अब पंख पर नहीं गिरा, बल्कि अपनी नाक नीचे कर ली और गोता लगाने लगा।
तीसरा पैरामीटर, जो महत्वपूर्ण रूप से प्रोफ़ाइल आकार पर निर्भर करता है, प्रतिरोध गुणांक Cx है। हालाँकि, जैसा कि शौकिया विमान निर्माण के अभ्यास से पता चलता है, 30-40 किग्रा/एम2 के विशिष्ट भार वाले शौकिया विमान पर इसकी कमी, जिसकी अधिकतम गति 200-250 किमी/घंटा है, का उड़ान विशेषताओं पर वस्तुतः कोई प्रभाव नहीं पड़ता है। इस गति सीमा में, उड़ान डेटा व्यावहारिक रूप से निश्चित लैंडिंग गियर, स्ट्रट्स, ब्रेसिज़ आदि से प्रभावित नहीं होता है। यहां तक कि ग्लाइडर की वायुगतिकीय गुणवत्ता भी मुख्य रूप से विंग पहलू अनुपात पर निर्भर करती है। और केवल वायुगतिकीय गुणवत्ता के 20-25 और एल 15 से अधिक के स्तर पर, प्रोफ़ाइल के चयन के कारण, गुणवत्ता को 30-40% तक बढ़ाया जा सकता है। जबकि 10-12 की गुणवत्ता वाले शौकिया विमान पर, सबसे सफल प्रोफ़ाइल के कारण, गुणवत्ता को 5-10% से अधिक नहीं बढ़ाया जा सकता है। यदि आवश्यक हो, तो योजना में विंग ज्यामिति का चयन करके ऐसी वृद्धि हासिल करना बहुत आसान है। आइए हम एक और विशेषता पर ध्यान दें: शौकिया विमानों की गति सीमा में, प्रोफ़ाइल की सापेक्ष मोटाई में 18-20% तक की वृद्धि से विंग के वायुगतिकीय ड्रैग पर वस्तुतः कोई प्रभाव नहीं पड़ता है, जबकि साथ ही लिफ्ट गुणांक विंग का आकार उल्लेखनीय रूप से बढ़ जाता है।
जैसा कि ज्ञात है, फ्लैप के उपयोग के माध्यम से विंग की भार-वहन विशेषताओं में उल्लेखनीय वृद्धि हासिल की जा सकती है। फ्लैप वाले पंखों की एक विशेषता पर ध्यान दिया जाना चाहिए: जब वे विक्षेपित होते हैं तो सीएस अधिकतम इस बात पर बहुत कम निर्भर करता है कि प्रारंभिक प्रोफ़ाइल में कितना सीएस मैक्स था, और व्यावहारिक रूप से, केवल उपयोग किए गए फ्लैप के प्रकार से निर्धारित होता है। विदेशी हल्के विमानों पर सबसे सरल, सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला और इसकी विशेषताओं को चित्र में दिखाया गया है। 3.
उन्हीं फ्लैप का उपयोग हमारे शौकिया पी. अल्मुर्ज़िन के विमानों पर किया जाता है। स्लॉटेड, डबल-स्लॉटेड और सस्पेंडेड फ्लैप अधिक प्रभावी होते हैं। चित्र में. 4 उनमें से सबसे सरल दिखाता है और इसलिए सबसे अधिक उपयोग किया जाता है।
सिंगल-स्लॉट फ्लैप के साथ सीवी अधिकतम 2.3-2.4 तक पहुंच सकता है और डबल-स्लॉट फ्लैप के साथ - 2.6 - 2.7 तक पहुंच सकता है। कई वायुगतिकी पाठ्यपुस्तकें एक स्लॉट के आकार को ज्यामितीय रूप से बनाने के तरीके प्रदान करती हैं। लेकिन अभ्यास से पता चलता है कि विशिष्ट प्रोफ़ाइल ज्यामिति, पंख के आकार आदि के आधार पर, सैद्धांतिक रूप से गणना किए गए अंतर को अभी भी पवन सुरंग में ठीक और ठीक करने की आवश्यकता है। इस मामले में, स्लॉट या तो काम करता है, फ्लैप की विशेषताओं में सुधार करता है, या बिल्कुल भी काम नहीं करता है, और सैद्धांतिक रूप से, बिना उड़ाए, स्लॉट के एकमात्र संभावित आकार की गणना और चयन करना संभव है, इसकी संभावना बेहद कम है . यहां तक कि पेशेवर वायुगतिकीविद्, शौकिया तो क्या, भी शायद ही कभी इसमें सफल होते हैं। इसलिए, शौकिया विमानों पर ज्यादातर मामलों में, फ्लैप और एलेरॉन पर स्लॉट, भले ही वे मौजूद हों, कोई प्रभाव नहीं पड़ता है, और एक जटिल स्लॉटेड फ्लैप एक साधारण की तरह काम करता है। बेशक, आप उन्हें शौकिया उपकरणों पर आज़मा सकते हैं, लेकिन पहले आपको सभी फायदे और नुकसान पर ध्यान से विचार करना चाहिए।
और कुछ और व्यावहारिक सुझाव जो शौकिया विमान बनाते समय उपयोगी हो सकते हैं। टिप से अधिकतम मोटाई के बिंदु तक के क्षेत्र में विंग प्रोफ़ाइल को बहुत सटीक रूप से बनाए रखने की सलाह दी जाती है। यह अच्छा है अगर पंख के इस हिस्से में कठोर त्वचा हो। पूंछ वाले हिस्से को कपड़े से ढंका जा सकता है और, तकनीक को सरल बनाने के लिए, इसे "रूलर के नीचे" भी सीधा किया जा सकता है, जैसा कि चित्र 5 में दिखाया गया है। पसलियों के बीच ढीले कपड़े के साथ पंख का पैटर्न वाला पूंछ भाग अधिक मायने नहीं रखता है। पंख के पीछे के किनारे को किसी तेज़ "चाकू" से खींचने की ज़रूरत नहीं है। इसकी मोटाई 10-15 मिमी हो सकती है, लेकिन तार के 1.5% से अधिक नहीं (चित्र 5 देखें)। यह विंग की वायुगतिकीय विशेषताओं को बिल्कुल भी प्रभावित नहीं करता है, लेकिन एलेरॉन की दक्षता कुछ हद तक बढ़ जाती है, और प्रौद्योगिकी और डिजाइन सरल हो जाते हैं।
प्रोफ़ाइल का एक महत्वपूर्ण तत्व एलेरॉन पैर की अंगुली का आकार है। सबसे आम विकल्प चित्र 6 में दिखाए गए हैं।
"पैराबोला 100" द्वारा बनाई गई प्रोफ़ाइल का उपयोग एलेरॉन और पतवारों पर किया जाता है, जिनमें टिप प्रवाह में जाने पर अक्षीय वायुगतिकीय मुआवजा होता है, उदाहरण के लिए याक -55 पर। अक्षीय वायुगतिकीय मुआवजे (20% और ऊपर) के बहुत बड़े मूल्य के साथ पैर की अंगुली का ऐसा "कुंद" आकार नियंत्रण छड़ी पर बलों में एक गैर-रैखिक वृद्धि की ओर जाता है जब एलेरॉन या पतवार विक्षेपित होते हैं। इस संबंध में सबसे अच्छे "नुकीले" मोज़े हैं, जैसे Su-26।
पूंछ के लिए, सममित पंख प्रोफाइल का उपयोग किया जाता है। एलेरॉन की तरह पतवार, कुंद अनुगामी किनारे वाली सीधी भुजाओं द्वारा बनाए जा सकते हैं। पतली सपाट प्रोफ़ाइल वाली पूंछ, जैसा कि अमेरिकी एरोबेटिक विमान पिट्स, लेजर और अन्य पर है, काफी प्रभावी है (चित्र 7 देखें)।
आलूबुखारे की कठोरता और मजबूती ब्रेसिज़ द्वारा सुनिश्चित की जाती है; यह बहुत हल्का और संरचनात्मक रूप से सरल होता है। सापेक्ष प्रोफ़ाइल की मोटाई 5% से कम है। इतनी मोटाई के साथ, पूंछ की विशेषताएं प्रोफ़ाइल के आकार पर बिल्कुल भी निर्भर नहीं होती हैं।
हम शौकिया विमानों के लिए सबसे उपयुक्त प्रोफाइल पर डेटा प्रदान करते हैं। बेशक, अन्य विकल्प संभव हैं, लेकिन हम ध्यान दें कि शौकिया विमानों की गति सीमा में सर्वोत्तम गुण कुंद पैर की अंगुली के साथ 15-18 प्रतिशत हैं और अधिकतम सापेक्ष मोटाई कॉर्ड के 25% के भीतर स्थित है।
अनुशंसित प्रोफाइल में निम्नलिखित विशेषताएं हैं: P-II और P-III TsAGI में विकसित किए गए थे। उनके पास उच्च भार वहन करने वाले गुण हैं और हमले के उच्च कोणों पर अच्छा प्रदर्शन है। 30 और 40 के दशक में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता था, आज भी इनका उपयोग किया जाता है।
NACA-23015 - अंतिम दो अंक सापेक्ष मोटाई को प्रतिशत के रूप में दर्शाते हैं, पहला - श्रृंखला संख्या। प्रोफ़ाइल में कम Cx पर काफी उच्च Cy अधिकतम है, एक कम अनुदैर्ध्य क्षण गुणांक Mz है, जो छोटे संतुलन नुकसान को निर्धारित करता है। इस प्रोफ़ाइल वाले विमानों का रुकने का व्यवहार "नरम" होता है। 12 - 18% की सापेक्ष मोटाई के साथ NACA - 230 का उपयोग शौकिया, अमेरिकी विमानों सहित अधिकांश हल्के इंजनों पर किया जाता है।
NACA - 2418 - 200 - 250 किमी/घंटा से कम गति के लिए NACA - 230 की तुलना में अधिक लाभदायक माना जाता है। इसका उपयोग चेकोस्लोवाक ज़्लिन्स सहित कई विमानों पर किया जाता है।
GAW हल्के विमानों के लिए अमेरिकी एयरोडायनामिकिस्ट व्हिटकॉम्ब द्वारा विकसित एक सुपरक्रिटिकल एयरफ़ॉइल है। 300 किमी/घंटा से अधिक गति पर फायदेमंद। "तेज" पैर की अंगुली हमले के उच्च कोणों पर एक तेज स्टाल को पूर्व निर्धारित करती है, जबकि "मुड़ा हुआ" नीचे की ओर अनुगामी किनारा सु मैक्स को बढ़ाने में मदद करता है।
"Cri-Cri" एक लैमिनराइज्ड ग्लाइडर प्रोफ़ाइल है जिसे पश्चिम जर्मन एयरोडायनामिकिस्ट वोर्टमैन द्वारा विकसित किया गया है और "Cri-Cri" फ्रेंचमैन कोलंबन के डिजाइनर द्वारा थोड़ा संशोधित किया गया है। प्रोफ़ाइल की सापेक्ष मोटाई 21.7% है, जिसके कारण उच्च भार-वहन विशेषताएँ प्राप्त होती हैं। GAW-1 की तरह, इस प्रोफ़ाइल को सैद्धांतिक रूपरेखा और पंख की सतह की उच्च गुणवत्ता वाली फिनिशिंग को बनाए रखने में बहुत उच्च परिशुद्धता की आवश्यकता होती है। हम मिमी में प्रोफ़ाइल के निर्देशांक प्रस्तुत करते हैं, जिसे डिज़ाइनर द्वारा क्रि-सीआरआई विमान के विंग कॉर्ड में पुनर्गणना किया गया है, जो 480 मिमी के बराबर है।
P-52 हल्के विमानों के लिए TsAGI में विकसित एक आधुनिक प्रोफ़ाइल है। इसमें एक कुंद पैर की अंगुली और एक सीधी पूंछ होती है।
याक-55 स्पोर्ट्स एरोबेटिक विमान के लिए एक सममित प्रोफ़ाइल है। पंख पर सापेक्ष मोटाई 12-18% है, पूंछ पर - 15%। विमान का रुकने का व्यवहार बहुत "नरम" और सहज है।
वी-16 एक फ्रांसीसी सममित प्रोफ़ाइल है, इसमें उच्च एसयू मैक्स है, और इसका उपयोग खेल विमान केएपी-21, एक्स्ट्रा-230 और अन्य पर किया जाता है।
Su-26-18%, Su-26-12% - स्पोर्ट्स एरोबेटिक विमान के लिए विशेष प्रोफ़ाइल। Su-26-18% का उपयोग Su-26 के पंख की जड़ में, Su-26-12% का उपयोग पंख की नोक और पूंछ पर किया जाता है। प्रोफ़ाइल में एक "तेज" पैर की अंगुली है, जो कुछ हद तक लोड-असर गुणों को कम करती है, लेकिन स्टीयरिंग व्हील विक्षेपण के लिए कार की बहुत संवेदनशील प्रतिक्रिया की अनुमति देती है। हालांकि इस तरह के विमान को शुरुआती लोगों के लिए चलाना मुश्किल होता है, लेकिन अनुभवी एथलीटों के पास ऐसे युद्धाभ्यास करने का अवसर होता है जो प्रोफ़ाइल के कुंद पैर की अंगुली के कारण छड़ी की गति पर "नरम" धीमी प्रतिक्रिया वाले विमान के लिए संभव नहीं है। Su-26 जैसी प्रोफ़ाइल वाले विमान का स्टॉल जल्दी और तेजी से होता है, जो आधुनिक स्पिन युद्धाभ्यास करते समय आवश्यक है। दूसरी विशेषता टेल सेक्शन में "दबाव" है, जो एलेरॉन की प्रभावशीलता को बढ़ाती है।
Su-26 विंग में बड़े एलेरॉन हैं जो लगभग पूरे अनुगामी किनारे पर कब्जा कर लेते हैं। यदि आप एलेरॉन (दोनों एक साथ) के न्यूट्रल को 10° से नीचे गिरा देते हैं, तो Su मैक्स लगभग 0.2 बढ़ जाएगा, जो एक अच्छे असममित प्रोफ़ाइल के Su मैक्स के करीब पहुंच जाएगा। उसी समय, सीएक्स व्यावहारिक रूप से नहीं बढ़ता है, और वायुगतिकीय गुणवत्ता कम नहीं होती है; वही अन्य सममित प्रोफाइल पर देखा जाता है। यह एलेरॉन के उपयोग का आधार है, जो किनेमेटिक रूप से एलिवेटर से जुड़ा हुआ है, एक लाइन एरोबेटिक मॉडल पर फ्लैप की तरह, एलेरॉन और फ्लैप दोनों के कार्यों को एक साथ निष्पादित करता है।
दुर्भाग्य से, मुझे "मॉडलर के लिए" वायुगतिकी पर एक भी लेख नहीं मिला। न तो मंचों पर, न डायरियों में, न ब्लॉगों में, न ही कहीं इस विषय पर आवश्यक "निचोड़" है। और बहुत सारे सवाल उठते हैं, खासकर शुरुआती लोगों के लिए, और जो लोग खुद को "अब शुरुआती नहीं" मानते हैं, वे अक्सर सिद्धांत का अध्ययन करने की जहमत नहीं उठाते। लेकिन हम इसे ठीक कर देंगे!)))
मैं तुरंत कहूंगा कि मैं इस विषय में बहुत गहराई से नहीं जाऊंगा, अन्यथा यह कम से कम एक वैज्ञानिक कार्य बन जाएगा, जिसमें समझ से बाहर के सूत्रों का एक समूह होगा! इसके अलावा, मैं आपको "रेनॉल्ड्स नंबर" जैसे शब्दों से नहीं डराऊंगा - यदि आप रुचि रखते हैं, तो आप इसे अपने खाली समय में पढ़ सकते हैं।
तो, हम सहमत हुए - केवल हमारे लिए सबसे आवश्यक मॉडलर।)))
उड़ते हुए हवाई जहाज पर कार्य करने वाली शक्तियाँ।
उड़ान में, एक हवाई जहाज कई वायु बलों के अधीन होता है, लेकिन उन सभी को चार मुख्य बलों के रूप में माना जा सकता है: गुरुत्वाकर्षण, लिफ्ट, प्रोपेलर जोर, और वायु प्रतिरोध (खींचें)। गुरुत्वाकर्षण बल हमेशा स्थिर रहता है, सिवाय इसके कि ईंधन की खपत के साथ इसमें कमी आती है। लिफ्ट विमान के वजन का विरोध करती है और आगे की गति में खर्च की गई ऊर्जा की मात्रा के आधार पर वजन से अधिक या कम हो सकती है। प्रोपेलर के जोर बल को वायु प्रतिरोध के बल (जिसे ड्रैग के रूप में भी जाना जाता है) द्वारा प्रतिसाद दिया जाता है।
सीधी और क्षैतिज उड़ान में, ये बल परस्पर संतुलित होते हैं: प्रोपेलर का जोर बल वायु प्रतिरोध के बल के बराबर होता है, लिफ्ट बल विमान के वजन के बराबर होता है। इन चार मुख्य बलों के किसी अन्य अनुपात के बिना, सीधी और क्षैतिज उड़ान असंभव है।
इनमें से किसी भी बल में कोई भी परिवर्तन विमान के उड़ान व्यवहार को प्रभावित करेगा। यदि पंखों द्वारा उत्पन्न लिफ्ट को गुरुत्वाकर्षण बल के सापेक्ष बढ़ा दिया जाए, तो परिणामस्वरुप विमान ऊपर की ओर उठेगा। इसके विपरीत, गुरुत्वाकर्षण के विरुद्ध लिफ्ट में कमी के कारण विमान नीचे उतरेगा, यानी ऊंचाई में कमी आएगी।
यदि बलों का संतुलन बनाए नहीं रखा जाता है, तो विमान अपने उड़ान पथ को प्रचलित बल की दिशा में मोड़ देगा।
पंख के बारे में
पंख फैलाव- पंख के समरूपता के विमान के समानांतर और उसके चरम बिंदुओं को छूने वाले विमानों के बीच की दूरी। आर.के. एक विमान की एक महत्वपूर्ण ज्यामितीय विशेषता है, जो इसकी वायुगतिकीय और उड़ान प्रदर्शन विशेषताओं को प्रभावित करती है, और विमान के मुख्य समग्र आयामों में से एक भी है।
पंख विस्तार- पंख के फैलाव का उसके औसत वायुगतिकीय तार से अनुपात। एक गैर-आयताकार विंग के लिए, पहलू अनुपात = (स्पैन वर्ग)/क्षेत्र। इसे समझा जा सकता है यदि हम एक आयताकार पंख को आधार के रूप में लें, तो सूत्र सरल होगा: पहलू अनुपात = स्पैन/कॉर्ड। वे। यदि पंख का विस्तार 10 मीटर है और तार = 1 मीटर है, तो पहलू अनुपात = 10 होगा।
पहलू अनुपात जितना अधिक होगा, पंख का प्रेरित खिंचाव उतना ही कम होगा, जो टिप भंवर के गठन के साथ पंख की निचली सतह से टिप के माध्यम से ऊपरी तक हवा के प्रवाह से जुड़ा हुआ है।पहले सन्निकटन के लिए, हम यह मान सकते हैं कि ऐसे भंवर का विशिष्ट आकार जीवा के बराबर है; और बढ़ते विस्तार के साथ, पंख विस्तार की तुलना में भंवर छोटा और छोटा हो जाता है। स्वाभाविक रूप से, आगमनात्मक खिंचाव जितना कम होगा, सिस्टम का समग्र प्रतिरोध उतना ही कम होगा, वायुगतिकीय गुणवत्ता उतनी ही अधिक होगी। स्वाभाविक रूप से, डिजाइनर जितना संभव हो सके बढ़ाव को बड़ा बनाने के लिए प्रलोभित होते हैं। और यहीं से समस्याएं शुरू होती हैं: उच्च पहलू अनुपात के उपयोग के साथ-साथ, डिजाइनरों को विंग की ताकत और कठोरता को बढ़ाना पड़ता है, जिससे विंग के द्रव्यमान में अनुपातहीन वृद्धि होती है।
वायुगतिकीय दृष्टिकोण से, सबसे लाभप्रद वह पंख होगा जो न्यूनतम संभव खिंचाव के साथ अधिकतम संभव लिफ्ट बनाने की क्षमता रखता है। विंग की वायुगतिकीय पूर्णता का आकलन करने के लिए, विंग की वायुगतिकीय गुणवत्ता की अवधारणा पेश की गई है।
विंग की वायुगतिकीय गुणवत्ताइसे पंख पर खींचने के लिए लिफ्ट का अनुपात कहा जाता है।
सबसे अच्छा वायुगतिकीय आकार अण्डाकार आकार है, लेकिन ऐसे पंख का निर्माण करना मुश्किल है और इसलिए इसका उपयोग शायद ही कभी किया जाता है। एक आयताकार पंख वायुगतिकीय दृष्टिकोण से कम लाभप्रद है, लेकिन इसका निर्माण करना बहुत आसान है। एक समलम्बाकार पंख में आयताकार पंख की तुलना में बेहतर वायुगतिकीय विशेषताएं होती हैं, लेकिन इसका निर्माण करना कुछ अधिक कठिन होता है।
स्वेप्ट और त्रिकोणीय पंख वायुगतिकीय रूप से सबसोनिक गति पर ट्रैपेज़ॉइडल और आयताकार पंखों से कमतर होते हैं, लेकिन ट्रांसोनिक और सुपरसोनिक गति पर उनके महत्वपूर्ण फायदे होते हैं। इसलिए, ऐसे पंखों का उपयोग ट्रांसोनिक और सुपरसोनिक गति से उड़ने वाले विमानों पर किया जाता है।
अण्डाकार पंखयोजना में इसकी वायुगतिकीय गुणवत्ता उच्चतम है - अधिकतम लिफ्ट के साथ न्यूनतम संभव खिंचाव। दुर्भाग्य से, डिजाइन की जटिलता, कम विनिर्माण क्षमता और खराब स्टाल विशेषताओं के कारण इस आकार के पंख का अक्सर उपयोग नहीं किया जाता है। हालाँकि, अन्य प्लानफॉर्म आकृतियों के पंखों के हमले के उच्च कोणों पर खिंचाव का मूल्यांकन हमेशा अण्डाकार पंख के सापेक्ष किया जाता है। इस प्रकार के विंग के उपयोग का सबसे अच्छा उदाहरण इंग्लिश स्पिटफायर फाइटर है।
पंख योजना में आयताकार हैहमले के उच्च कोणों पर इसका खिंचाव सबसे अधिक होता है। हालाँकि, इस तरह के विंग में, एक नियम के रूप में, एक सरल डिज़ाइन होता है, तकनीकी रूप से उन्नत होता है और इसमें बहुत अच्छी स्टाल विशेषताएँ होती हैं।
योजना में पंख समलम्बाकार हैवायु प्रतिरोध का परिमाण अण्डाकार के करीब है। उत्पादन विमान के डिजाइन में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। आयताकार विंग की तुलना में विनिर्माण क्षमता कम है। स्वीकार्य स्टाल विशेषताओं को प्राप्त करने के लिए कुछ डिज़ाइन बदलावों की भी आवश्यकता होती है। हालाँकि, एक समलम्बाकार आकार और सही डिज़ाइन का एक पंख पंख का न्यूनतम द्रव्यमान सुनिश्चित करता है, अन्य सभी चीजें समान होती हैं। आरंभिक श्रृंखला के Bf-109 लड़ाकू विमानों में सीधी युक्तियों वाला एक समलम्बाकार पंख था:
विंग में एक संयुक्त प्लानफॉर्म है।एक नियम के रूप में, योजना में ऐसे पंख का आकार कई ट्रेपेज़ॉइड द्वारा बनता है। ऐसे विंग के प्रभावी डिज़ाइन में कई ब्लोडाउन शामिल होते हैं; एक ट्रैपेज़ॉइडल विंग की तुलना में प्रदर्शन लाभ कई प्रतिशत होता है।
विंग स्वीप- विमान के आधार तल पर प्रक्षेपण में, विमान के समरूपता के अक्ष के सामान्य से पंख के विचलन का कोण। इस मामले में, पूंछ की दिशा को सकारात्मक माना जाता है। पंख के अग्रणी किनारे के साथ, अनुगामी किनारे के साथ और क्वार्टर कॉर्ड लाइन के साथ स्वीप होता है।
फॉरवर्ड-स्वेप्ट विंग (केएसडब्ल्यू)- नकारात्मक स्वीप के साथ विंग।
लाभ:
कम उड़ान गति पर नियंत्रणीयता में सुधार करता है।
-उड़ान स्थितियों के सभी क्षेत्रों में वायुगतिकीय दक्षता में सुधार करता है।
-फॉरवर्ड-स्वेप्ट विंग के साथ लेआउट विंग और सामने क्षैतिज पूंछ पर दबाव वितरण को अनुकूलित करता है
कमियां:
-केओएस विशेष रूप से कुछ गति और हमले के कोण तक पहुंचने पर वायुगतिकीय विचलन (स्थैतिक स्थिरता का नुकसान) के लिए अतिसंवेदनशील होता है।
- संरचनात्मक सामग्रियों और प्रौद्योगिकियों की आवश्यकता होती है जो पर्याप्त संरचनात्मक कठोरता प्रदान करती हैं।
फॉरवर्ड स्वीप के साथ Su-47 "बर्कुट":
चेकोस्लोवाकियाई ग्लाइडर LET L-13 फॉरवर्ड-स्वेप्ट विंग के साथ:
सीधे शब्दों में कहें तो, भार जितना कम होगा, उड़ान के लिए आवश्यक गति उतनी ही कम होगी, और इसलिए कम इंजन शक्ति की आवश्यकता होगी।
पंख का औसत वायुगतिकीय तार (मैक)ऐसे आयताकार पंख का तार कहा जाता है, जिसका क्षेत्रफल दिए गए पंख के समान होता है, कुल वायुगतिकीय बल का परिमाण और हमले के समान कोण पर दबाव केंद्र (सीपी) की स्थिति होती है। या अधिक सरलता से, एक कॉर्ड एक सीधी रेखा खंड है जो प्रोफ़ाइल के दो बिंदुओं को जोड़ता है जो एक दूसरे से सबसे अधिक दूरी पर हैं।
प्रत्येक विमान के लिए एमएआर का परिमाण और निर्देशांक डिजाइन प्रक्रिया के दौरान निर्धारित किए जाते हैं और तकनीकी विवरण में दर्शाए जाते हैं।
यदि किसी दिए गए विमान के MAR का परिमाण और स्थिति अज्ञात है, तो उन्हें निर्धारित किया जा सकता है।
आयताकार योजना वाले पंख के लिए, MAR पंख की जीवा के बराबर होता है।
एक समलम्बाकार पंख के लिए, मार्च ज्यामितीय निर्माण द्वारा निर्धारित किया जाता है।ऐसा करने के लिए, विमान के पंख को योजना के अनुसार (और एक निश्चित पैमाने पर) तैयार किया जाता है। रूट कॉर्ड की निरंतरता पर, टर्मिनल कॉर्ड के आकार के बराबर एक खंड रखा जाता है, और टर्मिनल कॉर्ड (आगे) की निरंतरता पर, रूट कॉर्ड के बराबर एक खंड रखा जाता है। खंडों के सिरे एक सीधी रेखा से जुड़े हुए हैं। फिर जड़ और टर्मिनल कॉर्ड के सीधे मध्यबिंदु को जोड़ते हुए, पंख की मध्य रेखा खींचें। औसत वायुगतिकीय कॉर्ड (MAC) इन दो रेखाओं के प्रतिच्छेदन बिंदु से होकर गुजरेगा।
विंग क्रॉस सेक्शन आकार विंग प्रोफाइल कहा जाता है. विंग प्रोफ़ाइल का सभी उड़ान मोड में विंग की सभी वायुगतिकीय विशेषताओं पर एक मजबूत प्रभाव पड़ता है। तदनुसार, विंग प्रोफाइल का चयन एक महत्वपूर्ण और जिम्मेदार कार्य है। हालाँकि, हमारे समय में, केवल इसे स्वयं करने वाले ही मौजूदा प्रोफ़ाइल में से एक विंग प्रोफ़ाइल का चयन करने में लगे हुए हैं।
विंग प्रोफाइल मुख्य घटकों में से एक है जो एक विमान और विशेष रूप से एक हवाई जहाज को आकार देता है, क्योंकि विंग अभी भी इसका एक अभिन्न अंग है। प्रोफ़ाइल की एक निश्चित संख्या का संयोजन एक संपूर्ण विंग बनाता है, और वे संपूर्ण विंग अवधि के साथ भिन्न हो सकते हैं। और विमान का उद्देश्य और वह कैसे उड़ान भरेगा यह इस बात पर निर्भर करता है कि वे क्या हैं। प्रोफ़ाइल कई प्रकार की होती हैं, लेकिन उनका आकार मूलतः हमेशा अश्रु-आकार का होता है। एक प्रकार की दृढ़ता से लम्बी क्षैतिज बूंद। हालाँकि, यह गिरावट आमतौर पर पूर्णता से बहुत दूर है, क्योंकि ऊपरी और निचली सतहों की वक्रता विभिन्न प्रकारों के लिए अलग-अलग होती है, जैसे प्रोफ़ाइल की मोटाई भी होती है। क्लासिक तब होता है जब निचला भाग समतल के करीब होता है, और शीर्ष एक निश्चित नियम के अनुसार उत्तल होता है। यह तथाकथित असममित प्रोफ़ाइल है, लेकिन सममित प्रोफ़ाइल भी हैं, जब ऊपर और नीचे की वक्रता समान होती है।
वायुगतिकीय प्रोफाइल का विकास विमानन के इतिहास की शुरुआत से ही किया जाता रहा है, और यह आज भी किया जा रहा है। यह विशेष संस्थानों में किया जाता है। रूस में इस तरह के संस्थानों का सबसे प्रतिभाशाली प्रतिनिधि TsAGI है - सेंट्रल एयरोहाइड्रोडायनामिक संस्थान जिसका नाम प्रोफेसर एन.ई. के नाम पर रखा गया है। ज़ुकोवस्की। और संयुक्त राज्य अमेरिका में, ऐसे कार्य लैंगली रिसर्च सेंटर (नासा का एक प्रभाग) द्वारा किए जाते हैं।
समाप्त?
करने के लिए जारी.....
कार्य का लक्ष्य
इसकी अवधि को ध्यान में रखे बिना, विंग प्रोफ़ाइल के चारों ओर प्रवाह की जांच करें, अर्थात। अनंत विस्तार के पंख. पता लगाएं कि हमले का कोण बदलने पर प्रोफ़ाइल के चारों ओर प्रवाह पैटर्न कैसे बदलता है। अध्ययन तीन मोडों के लिए किया जाएगा - सबसोनिक टेकऑफ़ और लैंडिंग, सबसोनिक क्रूज़िंग और सुपरसोनिक उड़ानें। विंग पर कार्य करने वाले लिफ्ट और ड्रैग बलों का निर्धारण करें। एक विंग पोलर बनाएं.
संक्षिप्त सिद्धांत
विंग प्रोफ़ाइल- विमान के समरूपता के विमान के समानांतर एक विमान द्वारा पंख का खंड (अनुभाग एए)। कभी-कभी प्रोफ़ाइल को पंख के अग्रणी या अनुगामी किनारे (अनुभाग बी-बी) के लंबवत अनुभाग के रूप में समझा जाता है।
प्रोफ़ाइल राग बी - प्रोफ़ाइल के सबसे दूर के बिंदुओं को जोड़ने वाला एक खंड।
पंख फैलाव एल - समरूपता के विमान के समानांतर और पंख के सिरों को छूने वाले विमानों के बीच की दूरी।
केंद्रीय (रूट) रागबी 0 - समरूपता के तल में जीवा।
अंत रागबी क -अंत खंड में राग.
अग्रणी किनारा स्वीप कोणχ पीसी - अग्रणी किनारे की रेखा की स्पर्श रेखा और केंद्रीय जीवा के लंबवत तल के बीच का कोण।
जैसा कि पिछले कार्य में कहा गया है, कुल वायुगतिकीय बल आरउठाने वाली शक्ति में विघटित हो जाता है वाईऔर प्रतिरोध बल एक्स:
लिफ्ट और ड्रैग बल समान सूत्रों का उपयोग करके निर्धारित किए जाते हैं:
कहाँ सी वाईऔर साथ एक्स- क्रमशः लिफ्ट और ड्रैग गुणांक;
ρ - वायु घनत्व;
वी- हवा के सापेक्ष शरीर की गति;
एस– प्रभावी शरीर क्षेत्र.
अनुसंधान में, वे आम तौर पर स्वयं बलों से निपटते नहीं हैं वाईऔर एक्स, और उनके गुणांकों के साथ सी वाईऔर सी एक्स .
आइए एक पतली प्लेट के चारों ओर हवा के प्रवाह पर विचार करें: 
यदि आप प्लेट को प्रवाह के साथ स्थापित करते हैं (हमले का कोण शून्य है), तो प्रवाह सममित होगा। इस मामले में, हवा का प्रवाह प्लेट और उठाने वाले बल द्वारा विक्षेपित नहीं होता है वाईशून्य के बराबर. प्रतिरोध एक्सन्यूनतम, लेकिन शून्य नहीं. यह प्लेट की सतह पर वायु अणुओं के घर्षण बल द्वारा निर्मित होगा। कुल वायुगतिकीय बल आरन्यूनतम है और प्रतिरोध बल के साथ मेल खाता है एक्स.
आइए प्लेट को थोड़ा-थोड़ा करके मोड़ना शुरू करें। प्रवाह के बेवलिंग के कारण, एक उठाने वाला बल तुरंत प्रकट होता है वाई. प्रतिरोध एक्सप्रवाह के सापेक्ष प्लेट के बढ़े हुए क्रॉस-सेक्शन के कारण थोड़ा बढ़ जाता है। 
जैसे-जैसे हमले का कोण धीरे-धीरे बढ़ता है और प्रवाह ढलान बढ़ता है, लिफ्ट बल बढ़ता है। जाहिर है, प्रतिरोध भी बढ़ रहा है. यहाँ यह बात ध्यान देने योग्य है कि हमले के कम कोण पर, ड्रैग की तुलना में लिफ्ट काफी तेजी से बढ़ती है.
जैसे-जैसे हमले का कोण बढ़ता है, प्लेट के चारों ओर वायु प्रवाह का प्रवाह कठिन होता जाता है। हालाँकि लिफ्ट में वृद्धि जारी है, यह पहले की तुलना में धीमी है। लेकिन खिंचाव तेजी से बढ़ता है और धीरे-धीरे लिफ्ट की वृद्धि से आगे निकल जाता है। परिणामस्वरूप, कुल वायुगतिकीय बल आरपीछे की ओर झुकना शुरू कर देता है।
और फिर अचानक तस्वीर नाटकीय रूप से बदल जाती है. वायु धाराएँ प्लेट की ऊपरी सतह के चारों ओर सुचारु रूप से प्रवाहित नहीं हो पाती हैं। प्लेट के पीछे एक शक्तिशाली भंवर बनता है। लिफ्ट तेजी से गिरती है और खिंचाव बढ़ जाता है। वायुगतिकी में इस घटना को फ्लो स्टार्ट कहा जाता है। एक "फटा हुआ" पंख, पंख नहीं रह जाता। वह उड़ना बंद कर देता है और गिरने लगता है
आइए हम लिफ्ट गुणांक की निर्भरता दिखाएं साथ वाई और प्रतिरोध बल साथ एक्स हमले के कोण से α चार्ट पर.
आइए परिणामी दो ग्राफ़ को एक में संयोजित करें। भुज अक्ष पर हम प्रतिरोध गुणांक के मानों को आलेखित करते हैं साथ एक्स, और समन्वय के साथ - लिफ्ट गुणांक साथ वाई .
परिणामी वक्र को विंग पोलर कहा जाता है - विंग की उड़ान गुणों को दर्शाने वाला मुख्य ग्राफ। समन्वय अक्षों पर लिफ्ट गुणांक के मानों को आलेखित करना सी वाईऔर प्रतिरोध सी एक्स, यह ग्राफ़ कुल वायुगतिकीय बल के परिमाण और दिशा को दर्शाता है आर.
यदि हम मान लें कि वायु प्रवाह अक्ष के अनुदिश गति करता है सी एक्सबाएं से दाएं, और दबाव का केंद्र (कुल वायुगतिकीय बल के अनुप्रयोग का बिंदु) निर्देशांक के केंद्र पर स्थित है, तो पहले चर्चा किए गए हमले के प्रत्येक कोण के लिए, कुल वायुगतिकीय बल का वेक्टर जाएगा हमले के दिए गए कोण के अनुरूप ध्रुवीय बिंदु की उत्पत्ति। ध्रुवीय पर, आप आसानी से तीन विशिष्ट बिंदुओं और उनके संबंधित हमले के कोणों को चिह्नित कर सकते हैं: महत्वपूर्ण, आर्थिक और सबसे लाभप्रद।
हमले का महत्वपूर्ण कोण- यह आक्रमण का कोण है, इससे अधिक होने पर प्रवाह रुक जाता है। जिसमें साथ वाईअधिकतम और विमान को न्यूनतम संभव गति पर हवा में रखा जा सकता है। यह लैंडिंग अप्रोच के दौरान उपयोगी है। तस्वीरों में बिंदु (3) देखें.
हमले का आर्थिक कोण- यह हमले का कोण है जिस पर पंख का वायुगतिकीय खिंचाव न्यूनतम होता है। यदि आप विंग को हमले के आर्थिक कोण पर सेट करते हैं, तो यह अधिकतम गति से आगे बढ़ने में सक्षम होगा।
हमले का सबसे अनुकूल कोणहमले का कोण है जिस पर लिफ्ट और ड्रैग गुणांक का अनुपात होता है सी वाई /सी एक्सअधिकतम। इस मामले में, वायु प्रवाह की दिशा से वायुगतिकीय बल के विचलन का कोण अधिकतम होता है। जब विंग को हमले के सबसे अनुकूल कोण पर सेट किया जाता है, तो यह सबसे दूर तक उड़ान भरेगा।
विंग की वायुगतिकीय गुणवत्तागुणांकों का अनुपात है सी वाई /सी एक्सविंग को हमले के सबसे अनुकूल कोण पर सेट करते समय।
कार्य - आदेश
विंग प्रोफ़ाइल चयन:
विमानन प्रोफाइल की एक विस्तृत लाइब्रेरी इलिनोइस विश्वविद्यालय की वेबसाइट पर उपलब्ध है: http://aerospace.illinois.edu/m-selig/ads/coord_database.html
यहां लगभग 1,600 विभिन्न विंग प्रोफाइल का डेटाबेस एकत्र किया गया है। प्रत्येक प्रोफ़ाइल के लिए उसकी एक तस्वीर (*.gif प्रारूप में) और प्रोफ़ाइल के ऊपरी और निचले हिस्सों के निर्देशांक की एक तालिका (*.dat प्रारूप में) होती है। डेटाबेस स्वतंत्र रूप से उपलब्ध है और लगातार अद्यतन किया जाता है। इस साइट में अन्य प्रोफ़ाइल लाइब्रेरीज़ के लिंक भी शामिल हैं।
किसी भी प्रोफ़ाइल का चयन करें और *.dat फ़ाइल को अपने कंप्यूटर पर डाउनलोड करें।
प्रोफ़ाइल निर्देशांक के साथ *.dat फ़ाइल का संपादन:
प्रोफ़ाइल निर्देशांक वाली फ़ाइल को SW में आयात करने से पहले, इसे Microsoft Excel में ठीक किया जाना चाहिए। लेकिन अगर आप सीधे इस फाइल को एक्सेल में खोलेंगे तो सभी निर्देशांक एक कॉलम में दिखाई देंगे।
हमें निर्देशांक की आवश्यकता है एक्सऔर वाईप्रोफाइल अलग-अलग कॉलम में थे।
इसलिए, हम पहले Excel लॉन्च करते हैं और फिर उसमें से अपनी *.dat फ़ाइल खोलते हैं। ड्रॉप-डाउन सूची में, "सभी फ़ाइलें" चुनें। टेक्स्ट विज़ार्ड में, हम डेटा प्रारूप निर्दिष्ट करते हैं - "स्पेस" विभाजक वर्ण के साथ।
अब एक्सऔर वाईप्रत्येक अपने स्वयं के कॉलम में समन्वय करता है:
अब हम पाठ के साथ पंक्ति 1, बाहरी डेटा के साथ पंक्ति 2 और खाली पंक्ति 3 को हटाते हैं। इसके बाद, हम सभी निर्देशांकों को देखते हैं और यदि कोई हो तो खाली पंक्तियों को भी हटाते हैं।
हम निर्देशांक के लिए एक तीसरा कॉलम भी जोड़ते हैं जेड. इस कॉलम में, सभी कक्षों को शून्य से भरें।
और हम पूरी टेबल को बाईं ओर शिफ्ट कर देते हैं।
संपादित *.dat फ़ाइल कुछ इस तरह दिखनी चाहिए:
इस फ़ाइल को टेक्स्ट फ़ाइल (टैब सीमांकित) के रूप में सहेजें।
SW में एक प्रोफ़ाइल बनाना:
SW में हम एक नया भाग बनाते हैं।
"एलिमेंट्स" टैब पर "कर्व थ्रू एक्सवाईजेड पॉइंट्स" कमांड चलाएँ।
एक विंडो खुलेगी:
ओके पर क्लिक करें और विंग प्रोफाइल कर्व को दस्तावेज़ में डालें।
यदि चेतावनी जारी की जाती है कि वक्र स्वयं-प्रतिच्छेद कर रहा है (यह कुछ प्रोफाइल के लिए संभव है), तो आपको स्वयं-प्रतिच्छेदन को खत्म करने के लिए एक्सेल में फ़ाइल को मैन्युअल रूप से संपादित करने की आवश्यकता है।
अब इस कर्व को स्केच में बदलने की जरूरत है. ऐसा करने के लिए, सामने वाले तल पर एक स्केच बनाएं:
हम "स्केच" टैब पर "ट्रांसफ़ॉर्म ऑब्जेक्ट्स" कमांड लॉन्च करते हैं और रूपांतरित होने वाले तत्व के रूप में अपने प्रोफ़ाइल वक्र को निर्दिष्ट करते हैं।
चूंकि मूल वक्र बहुत छोटा है (प्रोफ़ाइल कॉर्ड केवल 1 मिमी है!), "स्केल ऑब्जेक्ट्स" कमांड का उपयोग करके हम प्रोफ़ाइल को एक हजार गुना बढ़ाते हैं ताकि वायुगतिकीय बलों के मान कमोबेश वास्तविक के अनुरूप हों .
स्केच को बंद करें और स्केच को 1000 मिमी की लंबाई के साथ एक ठोस मॉडल में निकालने के लिए एक्सट्रूड बॉस/बेस कमांड का उपयोग करें। आप वास्तव में किसी भी लंबाई तक बाहर निकाल सकते हैं; वैसे भी, हम द्वि-आयामी प्रवाह की समस्या का समाधान करेंगे।
फ़्लो सिमुलेशन मॉड्यूल में प्रोफ़ाइल उड़ाना:
परिणामी प्रोफ़ाइल को तीन गति मोड में उड़ाना आवश्यक है: सबसोनिक टेकऑफ़ और लैंडिंग (50 मीटर/सेकेंड), सबसोनिक क्रूज़िंग (250 मीटर/सेकेंड) और सुपरसोनिक (500 मीटर/सेकेंड) हमले के विभिन्न कोणों पर: -5°, 0°, 10°, 20°, 30°, 40°.
इस मामले में, प्रत्येक मामले के लिए क्रॉस-सेक्शनल चित्र बनाना और प्रोफ़ाइल पर कार्य करने वाले लिफ्ट और ड्रैग बलों को निर्धारित करना आवश्यक है।
इस प्रकार, फ्लो सिमुलेशन में 18 बार गणना करना और निम्नलिखित तालिका भरना आवश्यक है:
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स्पीड मोड |
आक्रमण के कोण, डिग्री |
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सबसोनिक उड़ान भरना और उतरना, | |||||||
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सबसोनिक परिभ्रमण, | |||||||
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सुपरसोनिक, | |||||||
SW में विंग का रोटेशन मूव/कॉपी बॉडीज़ कमांड का उपयोग करके किया जाता है।
सामान्य पैरामीटरप्रोजेक्ट इस प्रकार हैं: समस्या का प्रकार (बंद गुहाओं को ध्यान में रखे बिना बाहरी), द्रव माध्यम का प्रकार (वायु, लामिना और अशांत प्रवाह, सुपरसोनिक मोड के लिए बड़ी मैक संख्या), अक्ष की दिशा में गति एक्स वी एक्स= 50, 250 और 500 मी/से. हम शेष मापदंडों को डिफ़ॉल्ट के रूप में छोड़ देते हैं।
कम्प्यूटेशनल डोमेन के गुणों में हम समस्या के प्रकार को इंगित करते हैं - 2डी मॉडलिंग.
हम संकेत करते हैं गणना का उद्देश्य- सतही, औसत गति के लिए निशान लगाएं एक्सऔर वाई, साथ ही साथ बलों के लिए भी एक्सऔर वाई.
निष्कर्ष में, 6 ग्राफ बनाए गए हैं - उठाने वाले बल की निर्भरता वाईऔर प्रतिरोध बल एक्सहमले के कोण से α , साथ ही 3 विंग पोलर।
प्रश्नों पर नियंत्रण रखें
विंग प्रोफ़ाइल क्या है?
हमले का कोण क्या है?
विंगस्पैन क्या है?
परिमित विस्तार वाले पंख के चारों ओर प्रवाह अनंत विस्तार वाले पंख के चारों ओर प्रवाह से कैसे भिन्न होता है?
विंग कॉर्ड क्या है?
पंख के तार क्या हैं?
लिफ्ट और ड्रैग बल (सूत्र) का निर्धारण कैसे करें?
निर्भरता ग्राफ़ कैसा दिखता है? सी वाईऔर सी एक्सहमले के कोण से α ?
विंग पोलर क्या है?
ध्रुवीय पर कौन से विशेषता बिंदु हैं?
एक पंख की वायुगतिकीय गुणवत्ता क्या है?
एक मुक्त-उड़ान विमान मॉडल के लिए प्रोफ़ाइल का सही चयन एक पंख वाले विमान की अच्छी उड़ान गुणवत्ता प्राप्त करने में सबसे महत्वपूर्ण कारक है। क्षेत्रीय स्टेशन के युवा तकनीशियनों के समूह में कई वर्षों के अनुभव के आधार पर, हम स्पोर्ट्स ग्लाइडर के लिए परीक्षण किए गए और सिद्ध अनुभागों की एक पूरी श्रृंखला के पुनरुत्पादन की पेशकश करते हैं।
विकल्प संख्या 1 शांत, हवा रहित मौसम की स्थिति और 13-15 के विंग पहलू अनुपात के साथ 32-34 डीएम2 के क्षेत्र वाले मॉडल के लिए उपयुक्त है। 3-5 मीटर/सेकेंड की पवन शक्ति और 11-13 के विंग पहलू अनुपात के साथ, प्रोफाइल नंबर 2 और 3 की सिफारिश की जाती है। विकल्प नंबर 4 और 5 विशेष रूप से कम पहलू अनुपात वाले प्रशिक्षण उपकरणों के लिए या स्थितियों के लिए डिज़ाइन किए गए हैं बहुत तेज़ हवाएँ.
17-19 डीएम2 (स्कूल उपवर्ग) के भार-वहन क्षेत्र वाले छोटे ग्लाइडर के लिए, प्रोफाइल नंबर 6-9 अच्छी तरह से अनुकूल हैं। इस मामले में, विकल्प संख्या 6 का उपयोग मुख्य रूप से शैक्षिक और प्रशिक्षण मॉडल के लिए किया जाता है, और बाकी - विशुद्ध रूप से खेल वाले के लिए। सभी एयरफ्रेम के स्टेबलाइजर्स स्कीम नंबर 10-12 के अनुसार बनाए गए हैं।
विमान मॉडल प्रोफाइल
जेनीज़ №16 क्लार्क-वाई
जेनीज़ नंबर 16 यह प्रोफ़ाइल विशेष रूप से कम रेनॉल्ड्स संख्या के आसपास प्रवाह वाले मॉडल विमानों पर उपयोग के लिए विकसित की गई थी। पत्रिका के संपादकीय कर्मचारियों द्वारा कई विमान मॉडलों पर (विशेष रूप से, नोस्ट्रोमो-35 विमान के एक मॉडल पर) परीक्षण किया गया। इसमें अच्छी ब्रेकिंग विशेषताएँ हैं।
आपको 75-100 ग्राम/डीएम2 के विशिष्ट विंग लोड के साथ भी कम लैंडिंग गति (औसत योग्यता से कम योग्यता वाले पायलट के लिए स्वीकार्य) बनाए रखने की अनुमति देता है। सामान्य तौर पर, यह आकार विकृति के प्रति संवेदनशील नहीं है, लेकिन पंख के माथे पर कठोर त्वचा अभी भी बेहतर है। सपाट निचली सतह संरचना को इकट्ठा करना आसान बनाती है। प्रशिक्षण मॉडल, प्रतिकृतियां और ग्लाइडर पर उपयोग के लिए अनुशंसित किया जा सकता है। क्लार्क-वाई
बिना किसी लांछन के इसे सभी समयों और लोगों की प्रोफ़ाइल कहा जा सकता है। शुद्धिकरण के पहले विश्वसनीय परिणाम 1924 में एलएमएएल-एनएसीए प्रयोगशाला में प्राप्त किए गए थे। इसे अभी भी शैक्षिक और प्रशिक्षण मॉडल के लिए सर्वश्रेष्ठ में से एक माना जाता है। जब ग्लाइडर पर उपयोग किया जाता है, तो डेटा की समग्रता लगभग आधुनिक लेमिनर एयरफ़ोइल जितनी अच्छी होती है। नरम अस्तर का उपयोग करते समय आकार विरूपण के प्रति संवेदनशील नहीं। सपाट निचली सतह संरचना को इकट्ठा करना आसान बनाती है। प्रशिक्षण मॉडल, प्रतिकृतियां और ग्लाइडर पर उपयोग के लिए अनुशंसित किया जा सकता है।
इसकी निम्नलिखित विशेषताएं हैं: Su अधिकतम = 1.373, Cx न्यूनतम = 0.0106, Cm0 = 0.08, (Cy/Cx) अधिकतम = 22.4। आरेख निम्नलिखित वक्र दिखाता है: ध्रुवीय Cy= f(Cx) हमले के निशान के कोण के साथ, वक्र Cy= f(α), वक्र CmA= f(Cy), वक्र Cy/ Cx = f(α), वक्र Cy= ( 1/πλ )Cy2.
क्लार्क-वाई प्रोफ़ाइल की मुख्य विशेषताओं का ग्राफ़
विमान मॉडल प्रोफाइल
ई-385 और ई-387
विमान मॉडल विंग प्रोफाइल। उड़ने वाले ग्लाइडर के लिए ई-385 और ई-387 की सिफारिश की जाती है। ई-387 प्रोफ़ाइल (वैसे, यह सबसे लोकप्रिय है), थोड़ा कम लिफ्ट मूल्यों के साथ, शून्य लिफ्ट क्षेत्र में स्पष्ट रूप से बेहतर विशेषताएं हैं। इसका मतलब यह है कि एक ग्लाइडर जिसके पंख इस प्रोफ़ाइल से सुसज्जित हैं, बहुत ऊंची उड़ान गुणों को बनाए रखते हुए उच्च गति से उड़ने में सक्षम होंगे।
ई-385 शुद्ध नस्ल के उड़ने वालों के लिए अधिक उपयुक्त है, जहां मॉडल की संभावित गति का मुद्दा विंग के पावर फैक्टर जितना महत्वपूर्ण नहीं है। ध्यान रखें कि E-385 CMO = -0.168, और E-387 CMO = -0.081 (लगभग आधा) के लिए। इसका मतलब यह है कि दूसरे मामले में संतुलन हानि कम होगी (कम दक्षता की एक क्षैतिज पूंछ को एयरफ्रेम डिजाइन में शामिल किया जा सकता है)।
टॉर्सनल भार भी निचले स्तर पर होगा (हल्के उच्च पहलू अनुपात वाले पंख बनाते समय यह कारक बहुत महत्वपूर्ण है)। उल्लिखित प्रोफाइल में शून्य लिफ्ट के विभिन्न कोण भी हैं। E-385 के लिए α0=-6.64°, और E-387 के लिए α0=-1.17°. दोनों प्रोफाइलों के लिए अनुमेय रेनॉल्ड्स संख्या की निचली सीमा 100,000 मानी जा सकती है।
प्रोफाइल की पर्याप्त सापेक्ष मोटाई पारंपरिक पावर डिज़ाइन के साथ हल्के उच्च पहलू अनुपात वाले पंखों का निर्माण करना संभव बनाती है। हालाँकि E-385 और E-387 लैमिनेटेड हैं, व्यवहार में यह पता चला है कि मॉडल के पंखों में नरम त्वचा के साथ एक विस्तृत क्षेत्र हो सकता है। बेशक, इस मामले में, पंख के माथे, तार की चौड़ाई का लगभग एक तिहाई, एक कठोर त्वचा होनी चाहिए।
इसके अलावा, विंग के इस हिस्से की आकृति को अधिकतम सटीकता के साथ पुन: पेश करना वांछनीय है। आज विश्व में उल्लिखित प्रोफाइल से सुसज्जित अनेक ग्लाइडर बनाये जा चुके हैं। और पूर्ण कठोर पंख वाली त्वचा और आंशिक रूप से नरम त्वचा वाले विकल्पों के बीच कहीं भी कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं देखा गया। इसलिए, यदि आप मॉडल के वजन को गंभीर रूप से बचाने की समस्या का सामना कर रहे हैं, तो बेझिझक पीछे के हिस्से को फिल्म से ढकने वाला एक विंग डिजाइन करें।
स्टेबलाइज़र के लिए प्रोफ़ाइल
एचएस3, एनएसीए 0009, जी-795
HS3 स्टेबलाइजर्स के लिए प्रोफाइल। हाल ही में, स्टेबलाइजर्स की प्रोफाइलिंग बहुत "स्टाइलिश" हो गई है। हालाँकि, इष्टतम समाधान खोजने का काम नहीं रुकता है। इस प्रकार, कोई स्टटगार्ट के तकनीकी विश्वविद्यालय में वायुगतिकी संस्थान से एम. हैम के थीसिस कार्य को याद कर सकता है। 90 के दशक के अंत में, भविष्य के इंजीनियर ने सममित प्रोफाइल HS1, HS2 और HS3 की एक श्रृंखला विकसित की।
पर्जेस ने दिखाया कि एचएस2 और एचएस3 प्रोफाइल के लगभग समान निर्देशांक के साथ, बाद वाले ने हमले के वास्तविक उड़ान कोणों की सीमा में ड्रैग को कम कर दिया है (प्रोफाइल के बीच एकमात्र अंतर यह है कि एचएस3 नाक बहुत तेज है, बिल्कुल कोई त्रिज्या नहीं है)। स्टेबलाइज़र की एक सममित प्रोफ़ाइल के साथ, क्लासिक समाधान को NACA 0009 की पसंद माना जा सकता है, और क्लेयर-वाई 8% या समान जी-795 जैसे प्लानो-उत्तल प्रोफ़ाइल के साथ। प्रोफाइल का चयन तैयार किया
(स्रोत: मॉडलिंग स्पोर्ट्स एंड हॉबीज़ पत्रिका)
मॉडल विमान प्रोफ़ाइल ईबी-380
इस तथ्य के बावजूद कि विमान मॉडल पर उपयोग किए जाने वाले लगभग सभी आधुनिक प्रोफाइल "उच्च मूल" से अधिक हैं (वे वास्तविक वायुगतिकीय वैज्ञानिकों द्वारा जटिल विशेष कंप्यूटर प्रोग्राम का उपयोग करके बनाए जाते हैं और, एक नियम के रूप में, फिर विशेष कम-अशांति में परीक्षणों की एक श्रृंखला से गुजरते हैं) पवन सुरंगें), कभी-कभी इस नियम के अपवाद हैं।
एक उदाहरण चेक टॉमस बार्टोव्स्की द्वारा प्रोफेसर एपलर की दो बहुत लोकप्रिय प्रोफाइल - ई-387 और ई-374 को "क्रॉस" करके प्राप्त की गई प्रोफ़ाइल है। दुर्भाग्य से, 1980 में चेक मोडेलरज़ में प्रकाशित लेख में यह उल्लेख नहीं किया गया था कि "गोल्डन मीन" की खोज के लिए किस विधि का उपयोग किया गया था।
हालाँकि, यह स्पष्ट था कि टॉमस ई-387 की स्पष्ट वक्रता और उच्च गति पर इसके उपयोग की संबंधित असंभवता से संतुष्ट नहीं था (लिफ्ट गुणांक सु के कम मूल्यों तक पहुंचने पर, ई-387 की विशेषता है) ड्रैग गुणांक सीएक्स में महत्वपूर्ण वृद्धि), साथ ही अपर्याप्त सापेक्ष मोटाई ई-374, जो अधिक लंबाई के कठोर पंखों के उत्पादन की अनुमति नहीं देता है, और इसके द्वारा प्राप्त कमजोर अधिकतम सु (जो, सामान्य तौर पर, ऐसे के लिए विशिष्ट है) प्रोफाइल)।
नई प्रोफ़ाइल, जिसे लेखक ने EB-380 कहा है, में एक बहुत ही महत्वपूर्ण तकनीकी विशेषता है। अधिकांश भाग के लिए, इसे बनाने वाला निचला आधा-आर्क पूरी तरह से सपाट है, जो समान प्रोफ़ाइल के साथ लोड-असर वाले विमानों के निर्माण को बहुत सरल बनाता है। EB-380 का आगे का इतिहास दिलचस्प है। इस प्रोफ़ाइल का उपयोग पहली बार बार्टोव्स्की द्वारा आंशिक रूप से कठोर त्वचा वाले ग्लाइडर विंग पर किया गया था, जो हमारे लंबे फाइबर अभ्रक पेपर के समान सामग्री से ढका हुआ था।
परीक्षण के परिणाम कम से कम औसत से नीचे थे। स्वाभाविक रूप से, टॉमस ने फिर अपने दिमाग की उपज को छोड़ दिया और Fx60-126, E-178, E-193 और अन्य जैसे प्रोफाइल का उपयोग करके मॉडल बनाए। कुछ समय बाद, वह अंततः EB-380 पर लौट आए और ग्लाइडर पर फिर से इसका परीक्षण करने का जोखिम उठाया। सच है, अब विंग में वार्निश, जमीन और पॉलिश सतह के साथ एक ऑल-बल्सा कवर था। उड़ान के नतीजे सभी उम्मीदों से बढ़कर रहे।
टॉमस के अनुसार, नई प्रोफ़ाइल उनके द्वारा पहले मॉडलों पर उपयोग की गई किसी भी चीज़ से कहीं बेहतर थी, और इसमें मोड की एक विस्तृत श्रृंखला भी थी। EB-380 को लेखक ने FZB श्रेणी के ग्लाइडर (अस्सी के दशक की परिस्थितियों में!) के लिए बहुत उपयुक्त के रूप में प्रस्तावित किया था। यह भी सिफारिश की गई थी कि पंखों के निर्माण में, सैद्धांतिक रूपरेखा और प्रौद्योगिकियों की सटीकता का कड़ाई से पालन किया जाए जो सतह की उच्च गुणवत्ता और चिकनाई सुनिश्चित करते हैं।
जहाँ तक "मॉडलरज़" के लेख से यह स्पष्ट था, ईबी-380 ध्रुवीय केवल सूचनात्मक उद्देश्यों के लिए था और लेखक के विशुद्ध रूप से सट्टा विचारों का फल था। यह ध्यान रखना दिलचस्प है कि चेक पत्रिका में दी गई प्रोफ़ाइल छवियां वहीं रखी गई निर्देशांक की तालिका के अनुरूप नहीं थीं, हालांकि वे मध्यवर्ती निर्माणों के बिना सीधे "काटने" के लिए थीं (160, 180 के तार के साथ पूर्ण पैमाने पर प्रोफाइल) , 205, 230 और 250 मिमी दिए गए हैं)। छवियों में अर्ध-मेहराब के ऊपरी पिछले हिस्से का कोई संकुचन नहीं दिखा, जो सटीक निर्माण के दौरान स्पष्ट रूप से प्रकट होता है।
जाहिर है, इसे या तो लेखक ने स्वयं या चित्र बनाने वाले कलाकार ने सीधा किया था। इसलिए, यहां केवल संशोधित EB-380 के बारे में बात करना वैध है, जिसे भविष्य में हम EB-380m कहेंगे। लंबे समय तक बार्टोव्स्की की प्रोफ़ाइल के बारे में कुछ भी नहीं सुना गया। और अचानक, हाल ही में, प्रोपेलिंग रेडियो ग्लाइडर के सफल विकास की एक पूरी श्रृंखला सामने आई, जिसके पंख EB-380m से सुसज्जित हैं।
एथलीट इस प्रोफ़ाइल से संतुष्ट हैं, इसकी विशेषताओं और विशेष रूप से इसकी बहुमुखी प्रतिभा की प्रशंसा करते हैं। यह आपको वायुगतिकीय गुणों के नुकसान के बिना, शुद्ध कम गति होवर मोड और उच्च गति मोड दोनों में उड़ान भरने की अनुमति देता है। EB-380 ने अपने समय में भी क्रॉस-कंट्री ग्लाइडर पर "जड़ नहीं जमाई" (अब उनकी पूरी तरह से अलग प्रोफाइल है), लेकिन "मेटल" ग्लाइडर पर, जो दुनिया भर में अधिक से अधिक लोकप्रियता प्राप्त कर रहे हैं, इसने ले लिया है इसका टोल.
इसके अलावा, बिल्कुल ऐसे डिज़ाइन में जो लेखक द्वारा अनुशंसित नहीं है - आंशिक और पूर्ण मुलायम त्वचा वाले पंखों पर, और यहां तक कि बहुत कम रेनॉल्ड्स संख्या पर भी। उत्तरार्द्ध को प्रोफ़ाइल के अपेक्षाकृत तेज "टर्ब्यूलाइजिंग" सामने वाले हिस्से और अपेक्षाकृत खुरदरे कागज के अस्तर के कारण अतिरिक्त वायु टर्बुलाइजेशन द्वारा उचित ठहराया जा सकता है। यदि आप धातु के विमान या हल्के ग्लाइडर बना रहे हैं, तो शायद EB-380 या EB-380m का उपयोग करने का प्रयास करना उचित होगा? सोचना...
चावल। 1. EB-380 प्रोफ़ाइल की सटीक रूपरेखा। (कॉर्ड 100 मिमी है।) ऊपर ईबी-380एम प्रोफाइल है, जो ईबी-380 प्रोफाइल के लिए सटीक टेम्पलेट के रूप में चेक पत्रिका "मॉडलेरज़" के पन्नों पर दिखाया गया है।
