Характеристики восьми испытанных моделей парусных крыльев и оперений (коэффициент подъемной силы, лобового сопротивления и продольного момента, аэродинамическое качество) построены в функции от угла атаки для Средней аэродинамической хорды в ее ненагруженпом положении.
Важно отмстить, что непосредственное сравнение их данных с аналогичными для обычных жестких крыльев значительно затруднено из-за упругих свойств парусных крыльев. Например, данные парусных крыльев сходны с полученными данными для жестких крыльев, у которых при каждом увеличении угла атаки дополнительно отклоняется подвижной щиток. Получение подобных характеристик обусловлено тем фактом, что для парусного крыла невозможно, вообще говоря, провести линеаризацию кривой сопротивления для определения эпюры распределения аэродинамического качества по размаху, что может быть сделано для обычного крыла по данным испытаний в аэродинамической трубе.
Аналогично этому при малых углах атаки (меньших примерно 5е) у большинства парусных крыльев наклон кривой подъемной силы превышает теоретический максимум для жестких крыльев (2я на 1 рад, или 0,11 на 1°). Это происходит вследствипе непрерывного изменения кривизны дужки секции крыла в этом диапазоне изменений углов атаки. Прн больших углах атакн сечения не могут деформироваться так же как при меньших нагрузках. Поэтому кривая подъемной силы становится все более сходкой с кривой жесткого крыла при увеличении его углов атаки до больших значений.
Как указывалось ранее, при испытаниях моделей использовались два различных коэффициента натяжения троса передней кромки. Однако данные представлены для сг = 0,28 с учетом того, что соответственно ожидаемой тенденции дли Ст — 0,07 результаты изменяются незначительно. Поэтому можно прийти к заключению, что для динамического давления, при котором были проведены испытания, оба эти значения достаточно велики и допускают лишь минимальное увеличение деформации троса (секции) даже при меньшем значении Ст.
Для целей проектирования часто используется методика испытаний в аэродинамической трубе жестких крыльев для получения данных по двумерным сечениям применительно к трехмерным, подобным тем, которые представляются для парусных крыльев. Однако это существенно затрудняется из-за упругости профилей парусных крыльев.
При тщательном сопоставлении данных, приведённых выше, с данными подобного профиля, например NACA 4412, используемого для жесткого крыла, можно установить, что данные парусного крыла с двойной оболочкой в большой степени сходны с данными жесткого сечения. Поэтому нельзя вообще считать неразумным допущение, что двумерные характеристики парусного крыла, подобные по максимальному аэродинамическому качеству профиля будут того же порядка. Очевидно, что это приближение позволяет количественно определить необходимые данные. Однако приведенный аргумент дает лишь некоторые указания па то, что эффективность сечения парусного крыла не отличается существенно от эффективности обычного профиля, часто используемого при проектировании лопастей ветроколеса.
Таким образом, ухудшение характеристик, связанное с отклонением форм парусного крыла от обычных, может быть достаточно большим. Фактически, хотя некоторые хорошие ветроколеса спроектированы с использованием парусного крыла с одной оболочкой, должны быть приведены особо убедительные аргументы по снижению стоимости и увеличению простоты конструкции для обоснования каких-либо других профилей поперечных сечений, отличных от профилей с двойной оболочкой.
Наиболее важной характеристикой для оценки влияния формы передней кромки ^является большее значение cv. Наряду с этим при меньших радиусах передней кромки более резко развивается срыв потока. Кроме того, меньший радиус передней кромки приводит к небольшому сдвигу всей кривой подъемной силы, так что для получения заданного су требуются меньшие углы атаки.
Данные показывают, что трехмерные характеристики парусного крыла вполне могут конкурировать с большинством жестких крыльев с таким же удлинением. Таким образом, использование парусных крыльев позволяет получить более простую конструкцию с меньшей стоимостью без ухудшения ее характеристик. В действительности, необходимо учитывать тот факт, что в отличие от многих характеристик дужек жестких крыльев аэродинамическое качество трехмерных парусных крыльев близко к максимальному при коэффициенте подъемной силы около 1,0. Эта ситуация близка, вероятно, к идеальному случаю, рассматриваемому при определении оптимальных характеристик ветроколеса.
Pages: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21