Определение аэродинамических коэффициентов профиля крыла

0

Министерство образования РФ

Федеральное агентство по образованию

Южно – Уральский  государственный университет

Кафедра летательные аппараты

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая

 «Определение аэродинамических коэффициентов профиля крыла»

 

 

 

 

Выполнил: Гагарин. В

группа: АК – 310

Проверил: Сидельников Р.В.

 

 

 

Челябинск, 2013г.

 

 

Цель работы: найти распределение давления по профилю крыла; определить коэффициенты подъемной и продольной силы, силу лобового сопротивления, продольного момента (момента тангажа), качества крыла и коэффициент центра давления, а также критические числа Маха.

Исходные данные:

Большая труба;

Температура окружающей среды

Атмосферное давление

Угол наклона манометра

Угол наклона профиля крыла

Общие сведения: модель крыла устанавливают в рабочую часть аэродинамической трубы. Воздействие на модель воздушного потока проводит к возникновению на профиле крыла и избыточного давления (положительного или отрицательного по величине), которое измеряет положение уровней жидкости в отсчетных коленах манометра. Отклонение уровня жидкости пропорционально изменению давления на крыле.

Избыточное давление подсчитывается по показаниям манометра при помощи формулы:

Где – отклонение  высоты от показаний при атмосферном давлении;              – тарировочный  коэффициент микроманометра;  – удельный  вес жидкости в манометре;   – угол  установки   микроманометра относительно горизонтальной линии.

Скоростной напор –  и скорость невозмущенного потока – , находится при помощи уравнения Бернулли с учетом показаний микроманометра:

где  – плотность  набегающего потока:

где   – температура окружающей среды;    – атмосферное давление;    – газовая постоянная, .     

 

 

По значениям и    можно найти коэффициент давления:

.

На рис.1 показана кривая  для верхней и нижней стороны профиля, позволяющая определить по формуле  коэффициент подъемной силы. Пусть площадь между этими кривыми будет , мм 2. Согласно этому значению, коэффициент подъемной силы:

где , 1/мм – масштабы  и  соответственно по осям ординат и абсцисс.

 

 

Рисунок – 1. Координатная диаграмма

Для определения коэффициента продольной силы необходимо в соответствии с формулой построить по экспериментальным значениям координатную диаграмму  (рис. 2) и измерить по ней площадь, ограниченной замкнутой кривой . Тогда коэффициент продольной силы:

где  – площадь  ограниченная замкнутым контуром; , 1/мм – масштабы  и  соответственно по осям ординат и абсцисс.

Рис. 2. Координатная диаграмма

Расчет коэффициента момента  находится по формуле:

и связан с использованием двух диаграмм  и . Определяя площадь и  мм2, ограниченные соответственно кривыми и . Найдем величину этого момента, которая в некотором масштабе будет разностью этих площадей:

где , 1/мм – масштабы  и , ,  соответственно по осям ординат и абсцисс. При определении коэффициента   можно ограничиться  определением только площади между кривыми функции .

.

По экспериментальным данным  и   можно определить для данного профиля коэффициент центра давления , а по данным

Где  качество профиля.

 


Выполнение работы

Рисунок – 3 Схема профиля крыла

 Обозначение и расположение дренажных отверстий

Таблица 1 –  Координаты дренажных точек и результаты эксперимента

       

       

,

0

0

–92

0,97

I

0,9

0,045

14

–0,147

1

0,1

0,07

17

–0,179

II

0,8

0,058

10

–0,105

2

0,2

0,095

41

–0,432

III

0,7

0,062

–7,5

0,079

3

0,3

0,096

47

–0,495

IV

0,6

0,075

10

–0,105

4

0,4

0,09

34

–0,358

V

0,5

0,08

14

–0,147

5

0,5

0,08

21

–0,221

VI

0,4

0,09

26

–0,274

6

0,6

0,075

24

–0,253

VII

0,3

0,096

37

–0,389

7

0,7

0,062

20

–0,211

VIII

0,2

0,095

47

–0,495

8

0,8

0,058

17

–0,179

IX

0,1

0,07

–10

0,105

9

0,9

0,045

12

–0,126

З

1

0

7

–0,074

 Δh`, мм

–95

 

 

Таблица 2 –  Координаты дренажных точек и результаты эксперимента

   

   

П

0

0

I

0,81

0,002025

1

0,01

0,0049

II

0,64

0,003364

2

0,04

0,009025

III

0,49

0,003844

3

0,09

0,009216

IV

0,36

0,005625

4

0,16

0,0081

V

0,25

0,0064

5

0,25

0,0064

VI

0,16

0,0081

6

0,36

0,005625

VII

0,09

0,009216

7

0,49

0,003844

VIII

0,04

0,009025

8

0,64

0,003364

IX

0,01

0,0049

9

0,81

0,002025

З

З

0

 

Графические результаты расчетов

 

α = 50

Рисунок ­– 4 Векторная диаграмма распределения коэффициента давления для профиля крыла, обтекаемого несжимаемым потоком под углом атаки α=50        

 

 

 

 

Рис.5. Координатная    диаграмма ,  

 

 

Рис.6.Координатная диаграмма ,  

 

 

Рис. 7. Координатная  диаграмма , ,

 

 

 

Рис. 8. Координатная диаграмма , ,

Масштабы , , , ,  соответственно;  – коэффициент подъемной силы. Площадь ,  (рис. 5) равна:

Для расчета коэффициент продольной силы  нужна площадь  (рис. 6), она (с учетом знака) равна, мм2:

,

Чтобы найти коэффициент продольного момента надо найти площади . Площадь  (рис. 7) равна:

.

Площадь  (рис. 8) равна:

Коэффициент сопротивления  определяется по формуле:

Определяем составляющую  коэффициента лобового сопротивления от трения. Поскольку число , где     – скорость потока м/с,  – характерный размер мм,  – кинематический коэффициент вязкости.

,

где – число Рейнольдса;  – скорость набегающего потока;  – кинематический коэффициент вязкости;  – плотность воздуха;  – кинематический коэффициент вязкости при температуре ;

– температура при нормальных условиях; =288 К; показатель степени n=0,76.

что меньше критической

где – удвоенный коэффициент трения плоской пластины единичного размаха с шириной, равной хорде профиля, и с таким же, как у профиля положением точки перехода ламинарного пограничного слоя в турбулентный;

– некоторый поправочный коэффициент.

.

Полный коэффициент лобового сопротивления будет равен:

По полученным коэффициентам , ,  находим суммарный коэффициент силы

,

качество профиля

,

коэффициент центра давления

Вывод: в данной работе было найдено распределение коэффициента давления по профилю крыла, вычислены коэффициенты подъёмной силы, силы сопротивления и продольного момента. Все площади измерены с помощью графического приложения «КОМПАС-3D V10» (функция: «измерить» – «площадь» ).

 

 Скачать:  У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера. КАК ТУТ СКАЧИВАТЬ

Категория: Курсовые / Курсовые по авиации

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.