超临界机翼的空气动力的重要性
关键的外卖
所有的翼型阻力和流动分离以及冲击波开发经验在跨声速空速。
超临界机翼颠倒传统翼型设计和使用一个更低调的顶部表面一侧的翅膀。
超临界翼型经验低阻力和发展没那么强烈的冲击波将机翼的形状。
甚至随意的空气动力学爱好者知道机翼的形状会影响飞机如何操作以及提升多少可以在飞行经验。机翼的形状和大小设计两个因素被认为是在机翼设计和模拟,形状可以包括曲率的顶部和底部两侧的翅膀。反传统翼型设计时,我们得到一个结构称为超临界翼型,现在设计经验广泛使用在商业和军用飞机。
为什么超临界翼型设计很重要,它的意义是什么在机翼的流体流动?收益产生的阻力,降低整体燃料消耗,特别是当飞机接近接近音速的速度。在本文中,我们将探讨这些点以及你应该寻找的CFD模拟超临界翼型。
超临界翼型是什么?
传统机翼设计适用于弧形顶部和底部表面的翅膀;上半部分通常有一个更大的曲率而底部表面曲率较小,而且似乎奉承。超临界翼型反转,意义一侧的机翼顶部平坦而底部侧曲率。超临界翼型的横断面视图如下所示。和弦行显示了攻角对水平轴。
超临界翼型截面
一个点,一个知识渊博的设计师可能注意的是,顶部平坦表面的超临界机翼将导致机翼经验更低电梯在飞行。在传统的翼型设计,圆形的上表面部队沿着机翼上方气流移动得更快。根据伯努利定律,这意味着压力的顶部翼低于底部的翅膀,因此飞机体验提升。如果反向设计,机翼可能将经历负升力在飞行。
为了弥补这个缺陷,超临界机翼使用一个强调曲线底部一侧的机翼后缘的。上图所示在背面凹地区的底部表面。的攻角也可以用来弥补升力,将失去了拥有一个平坦的表面。背面凹面的存在边缘沿着翼修改流的行为,特别是在跨声速飞行的设计方法。
超临界翼型的好处
一个超临界翼型在效率方面提供了一些好处,包括跨声速的速度附近。
- 流动分离沿着机翼发生更远的,所以会有少的拖顶部表面。相比之下,底部表面,可以有更多的空气停滞在翼下,这会增加升力。
- 冲击波附近的临界马赫数沿翼更远的发展。这些冲击波的振幅也低,减少压缩沿着平滑机翼的上表面。
- 更高的机械效率是由两个点以上。
我们可以看到好处# 2通过观察一个剖视图跨声速翼型的速度。迎面而来的空气压缩前是分布在一个较大的表面流动分离区域,因此这个地区的最大压力低,冲击波振幅会降低。这是传统可视化通过比较传统与超临界翼型、机翼如下所示。
冲击波发展超临界翼型与传统的机翼
像任何系统,可能会经历一个过渡到湍流和独特的行为像冲击波,流在超临界翼型需要使用CFD模拟评估。冲击波的形成是高度非线性的,空气的密度依赖波速,这使得问题的数学描述冲击波在复杂系统更加复杂。
评估一个超临界翼型
当研究超临界翼型设计CFD模拟,设计师应该努力点的位置发生流动分离在高速度以及升力和阻力作用于机翼总额。这可以通过观察对面的流线可视化翼;如上所示,沿着超临界翼型流动分离将发生进一步沿着机翼后缘。这将决定的阻力作用于机翼在飞行。此外,空气压力应该检查来确定飞机的升力作用。
当飞机接近接近音速的速度,超临界机翼应该推迟任何冲击波生成机翼前缘的更高的临界马赫数。冲击波产生的振幅也应该低,冲击波可能会在不同的位置相比,传统的机翼。这一点可以通过随调可视化方面的压力,建立沿飞行方向。一个策略来确定最大的冲击波振幅是情节相对速度的函数以接近音速的速度和密度。
一个冲击波将开发飞机以接近音速的速度飞行
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