Угол атаки

редактировать
Угол атаки платформы Угол атаки профиля

В гидродинамика, угол атаки (AOA, αили α {\ displaystyle \ alpha}\ alpha ) - это угол между опорной линии на теле (часто аккорд линии из ап аэродинамической поверхности ) и вектор, представляющий относительного движения между телом и жидкостью, в которой он движется. Угол атаки угла между опорной линией тела и набегающим потоком. Эта статья посвящена наиболее распространенному применению - углу атаки крыла или аэродинамического профиля, движущегося в воздухе.

В аэродинамике угол атаки определяет угол между линией хорды крыла самолета с неподвижным крылом и вектором, представляющим относительное движение между самолетами. и атмосфера. Поскольку крыло может иметь скручивание, линия хорды всего крыла не может быть определена, поэтому просто определяется альтернативная опорная линия. Часто, хорда линия корневой части крыла выбирается в качестве опорной линии. Другой вариант заключается в использовании горизонтальной линии на фюзеляже в качестве опорной линии (а также в качестве продольной оси). Некоторые авторы не используют произвольную линию хорды, но используют ось нулевой подъемной силы, где, по определению, нулевой угол атаки соответствует нулевому коэффициенту подъемной силы.

Некоторые британские авторы использовали термин угол падения вместо угла атаки. Тем не менее, это может привести к путанице с углом термина монтажников падения означает угол между хордой аэродинамического профиля и некоторой фиксированной точкой привязкой в ​​самолете.

.

Содержание
  • 1 Зависимость между углом атаки и коэффициентом подъемной силы
  • 2 Критический угол атаки
  • 3 Очень высокий альфа
  • 4 Парусный спорт
  • 5 См. Также
  • 6 Ссылки
Соотношение между углом атаки и коэффициентом подъемной силы
A кривой коэффициента подъемной силы.

коэффициент подъемной силы самолета с неподвижным крылом изменяется в зависимости от угла атаки. Увеличение угла атаки связано с увеличением коэффициента подъемной силы до максимального коэффициента подъемной силы, после чего коэффициент подъемной силы уменьшается.

По мере увеличения угла атаки самолета с неподвижным крылом разделение поток воздуха от верхней поверхности крыла становится более выраженным, что приводит к снижению скорости увеличения коэффициента подъемной силы. На рисунке показана типичная кривая для прямого крыла с выпуклостью изогнутым. Изогнутые аэродинамические поверхности изогнуты так, что создают некоторую подъемную силу при небольших отрицательных углах атаки. Симметричное крыло имеет нулевую подъемную силу при угле атаки 0 градусов. На кривую подъемной силы также влияет форма крыла, включая его аэродинамическое сечение и форму крыла в плане. Стреловидное крыло имеет более низкую, более пологую кривую с большим критическим углом.

Критический угол атаки

Критический угол атаки - это угол атаки, обеспечивающий максимальный коэффициент подъемной силы. Это также называется «угол атаки сваливания ». Ниже критического угла атаки по мере уменьшения угла атаки коэффициент подъемной силы уменьшается. И наоборот, выше критического угла атаки, когда угол атаки увеличивается, воздух начинает менее плавно течь по верхней поверхности профиля и начинает отделяться от верхней поверхности. На большинстве профилей с увеличением угла атаки точка отрыва потока от верхней поверхности перемещается от задней кромки к передней кромке. При критическом угле атаки поток на верхней поверхности более разделен, и аэродинамический профиль или крыло обеспечивают максимальный коэффициент подъемной силы. По мере дальнейшего увеличения угла атаки верхний поверхностный поток становится более разделенным, а коэффициент подъемной силы дополнительно уменьшается.

Выше этого критического угла атаки самолет находится в сваливании. Самолет по определению останавливается на критическом угле атаки или выше него, а не на определенной воздушной скорости или ниже. Скорость полета, при которой самолет останавливается, зависит от веса самолета, коэффициента нагрузки, центра тяжести самолета и других факторов. Однако самолет всегда останавливается под одним и тем же критическим углом атаки. Критический угол атаки или угол атаки сваливания обычно составляет около 15-20 ° для многих профилей.

Некоторые самолеты оснащены встроенным бортовым компьютером, который автоматически предотвращает дальнейшее увеличение угла атаки самолета при достижении максимального угла атаки, независимо от действий пилота. Это называется «ограничителем угла атаки» или «ограничителем альфа-канала». Современные авиалайнеры, оснащенные технологией беспроводной связи, избегают критического угла атаки с помощью программного обеспечения компьютерных систем, управляющих поверхностями управления полетом.

При взлете и посадке с коротких взлетно-посадочных полос (STOL ), таких как морские авианосцы и STOL дальние полеты, воздушные суда могут быть оснащены углом атаки или Индикаторы запаса лифта. Эти индикаторы непосредственно измеряют угол атаки (AOA) или потенциал подъемной силы крыла (POWL, или резерв подъемной силы) и помогают пилоту лететь близко к точке сваливания с большей точностью. Для выполнения операций по КВП необходимо, чтобы самолет мог работать с близким к критическому углу атаки во время посадки и с наилучшим углом набора высоты во время взлета. Индикаторы угла атаки используются пилотами для максимальной эффективности во время этих маневров, поскольку информация о воздушной скорости лишь косвенно связана с поведением сваливания.

Очень высокая альфа
Су-27М / Су-35 на большом угле атаки

Некоторые военные самолеты способны осуществлять управляемый полет на очень больших углах атаки, но за счет массивного индуцированного сопротивления. Это обеспечивает самолету большую маневренность. Знаменитый пример - Кобра Пугачева. Хотя самолет испытывает большие углы атаки на протяжении всего маневра, он не способен ни управлять аэродинамическим направлением, ни поддерживать горизонтальный полет, пока маневр не закончится. Cobra является примером сверхманеврирования, поскольку крылья самолета находятся далеко за критическим углом атаки для большей части маневра.

Дополнительные аэродинамические поверхности, известные как «устройства большой подъемной силы», включая удлинения корней передней кромки крыла, позволяют истребителям иметь гораздо большую летную «истинную» альфу, до более 45 ° по сравнению с примерно 20 ° для самолетов без этих устройств. Это может быть полезно на больших высотах, где даже небольшое маневрирование может потребовать больших углов атаки из-за низкой плотности воздуха в верхних слоях атмосферы, а также при низкой скорости на малой высоте, где разница между горизонтальным полетом AoA и сваливанием AoA уменьшается. Высокая способность AoA самолета обеспечивает пилоту буфер, который затрудняет срыв самолета (что происходит при превышении критического AoA). Однако военные самолеты обычно не достигают таких высоких значений альфа в бою, так как они очень быстро лишают самолет скорости из-за индуцированного сопротивления и, в крайних случаях, увеличенной площади лобовой части и паразитного сопротивления. Такие маневры не только замедляют самолет, но и вызывают значительные структурные напряжения на высокой скорости. Современные системы управления полетом имеют тенденцию ограничивать угол атаки истребителя намного ниже его максимального аэродинамического предела.

Парусный спорт

В парусном спорте задействованные физические принципы такие же, как и для самолетов. Угол атаки паруса - это угол между линией хорды паруса и направлением относительного ветра.

См. Также
Ссылки
  • Lawford, JA и Nippress, K.R.; Калибровка систем передачи данных по воздуху и датчиков направления потока (НАТО) Консультативная группа по аэрокосмическим исследованиям и разработкам, AGARDograph No. 300 Vol. 1 (AGARD AG-300 Vol. 1); «Калибровка систем измерения параметров воздуха и датчиков направления потока»; Экспериментальный центр самолетов и вооружений, Боскомб Даун, Солсбери, Уилтс SP4 OJF, Соединенное Королевство
  • Отчет ВВС США и НАТО RTO-TR-015 AC / 323 / (HFM-015) / TP-1 (2001). 89>
Последняя правка сделана 2021-06-12 02:40:54
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте