Основной особенностью микролетательных беспилотных аппаратов (микро БпЛА) является полет на околокритических числах Рейнольдса. Этот фактор существенно влияет на выбор аэродинамического профиля. В зависимости от аэродинамической схемы и назначения микро БпЛА применяют S – образные профили, а также профили с большой кривизной и малой относительной толщиной, но они не позволяют получить при полетах на малых скоростях эффективный по
назначению аппарат.
Постановка задачи
Предлагается для повышения аэродинамических характеристик микро БпЛА использовать профили Кляйна-Фогельмана. По предположению разработчиков данный тип профилей при своей технологической простоте позволяет, по сравнению с классическими профилями, получить большое значение аэродинамического качества. Целью работы является оценка преимуществ профилей Кляйна-Фогельмана по сравнению с рядом профилей, которые нашили наибольшее применение при реализации крыла микро БпЛА.Теоретические основы
Профилями Кляйна-Фогельмана называется семейство ступенчатых профилей, один из которых представлен на рис. 1. По сравнению склассическими профилями, в которых увеличение относительной толщины(с целью повышения коэффициента подъемной силы(Су))способствует росту профильного сопротивления(Сx), профили Кляйна-Фогельмана позволяют одновременно улучшить значения как Сx так и Сy. Этот парадокс поясняется тем, что при обтекании профиля Кляйна-Фогельмана за ступенькой образуется устойчивый вихрь, который как бы становится частью профиля. (рис. 1.)
Рис. 1. Картина обтекания профиля Кляйна-Фогельмана (KFm-2) Поток воздуха, обтекая этот частично жесткий, частично «воздушный» профиль, создает подъемную силу. Так как на участке вихря поток воздуха трется о воздух, то лобовое сопротивление крыла с данным профилем получается заметно ниже сопротивления аналогичного крыла с обычным профилем. Таким образом, аэродинамическое качество крыла с профилем Кляйна-Фогельмана должно быть выше.
Результаты исследования
Предварительная оценка эффективности профилей Кляйна-Фогельмана проводилась при Re = 70000 (средняя аэродинамическая хорда крыла b = 10 см, скорость полета V = 10 м/с ), что соответствует условиям полета микро БпЛА. Оценка проводилась путем сравнения аэродинамических характеристик профиля RFm-2 с широкоприменяемыми профилями RAF-33, NACA M7, NACA 69. Расчеты проводились с использованием программной среды XFOIL 5.94 (виртуальная аэродинамическая туба) xflr5 В обобщенном виде результаты представлены на рис. 2 и рис. 3.Рис. 2. Поляра первого рода для расчетных профилей (Су(Сх))Рис. 3. Зависимость аэродинамического качества от углаатаки (K(α)) Анализируя получение результаты, можно сделать вывод, что использование профиля KFm-2 позволяет получить большее (на 10-12 единиц), по сравнению с другими профилями, аэродинамическое качество на диапазоне углов атаки от 0 до 70. Полученные данные не противоречат теоретическим основам, приведенным выше.
Выводы
Результаты работы:Использование при создании микро БпЛА профилей Кляйна-Фогельмана, несмотря на свою технологическую простоту, могут повысить профильное аэродинамическое качество для условий горизонтального полета, по сравнению с применяемыми профилями, на 10 - 12 единиц.
Окончательный вывод по эффективности применения данного типа профилей, можно будет сделать после проведения широких исследований аэродинамических характеристик с учетом физики обтекания профиля.
Семейство профилей Кляйна-Фогельмана:
Толщина профиля 7-9%. Ступенька на 40% хорды.
Низкая скорость сваливания, очень стабильный полет, неплохая подъемная сила, простота изготовления. Хороший профиль для большинства моделей, хотя немного уступает КФм-2.
Толщина 7-9%. Ступенька на 50%.
Большая подъемная сила, низкая скорость сваливания, стабильный центр давления. Очень прост в изготовлении, отлично подходит для большинства малых и среднеразмерных пенолетов (до 1,2-1,5м)
Толщина 9-12%. Ступеньки на 50% и 75% хорды.
Более сложен в изготовлении, но обладает высокими летными характеристиками - высокой подъемной силой, низкой скоростью сваливания и механической прочностью. Отличный профиль для тяжелых моделей и планеров.
Толщина 6-9%. Ступеньки на 50% хорды.
Простой в изготовлении, быстрый и маневренный профиль обладает более высокой скоростью сваливания по сравнению с другими профилями КФм. Отличный выбор для пилотажных моделей. Очень практичен на летающих крыльях – позволяет летать на них медленно.
Ступенька на 40-50% хорды.
Добавление ступеньки на выпукло-вогнутых профилях повышает подъемную силу и в тоже время повышает жесткость крыла. Применим на высокопланах.
Толщина 9-12%. Ступеньки на 25% и 50%.
Прост в изготовлении. Обладает хорошими летными характеристиками на низких скоростях, в тоже время быстр и маневренен. Невысокая скорость сваливания. Отлично подходит для летающих крыльев любых размеров. Хорош для «вторых» моделей, после тренера.
Авторы:И. Б. Каракая, Я. С. Козей, В. В. Сухов
Список использованной литературы
1. Шмитц Ф. В. Аэродинамика малых скоростей // Шмитц Ф. В./ – М.:Издательство ДОСААФ, 1963. – 64 с.
2. Болонкин А. А. Теория полета летающих моделей // А. А. Болонкин/ –
М.: Издательство ДОСААФ, 1962. – 328 с.
3. Кравец А. С. Характеристики авиационных профилей // А. С. Кравец /–
М.: Государственное издательство оборонной промышленности, 1939.
– 385 с.
4. Пат. 19710025 Великобритания, МПК B64C 03/14, B64C 03/00. Airfoil
for Aircraft «Fancy Flights» / Kline R. L. Fogelman F. F.
(Великобритания) - 1343987; заявл 19.04.71; опубл. 16.01.74, Бюл. №19. – 8 с.
Спасибо за внимание!
Прошлая статья этого "аффтора" тоже сперта и без указания авторов была выложена.
За это "воровство" ему целых 50 руб досталось :)
"Основной особенностью микролетательных беспилотных аппаратов "
"ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОФИЛЕЙ
КЛЯЙНА-ФОГЕЛЬМАНА ДЛЯ МИКРОЛЕТАТЕЛЬНЫХ
БЕСПИЛОТНЫХ АППАРАТОВ"
Для чего писать такие комментарии?
Авторы: И. Б. Каракая, Я. С. Козей, В. В. Сухов
Ссылка: http://ismk.kpi.ua/sites/default/files/ISMC_9/p_02.pdf
А по сути - рекомендую эту статью: http://rc-aviation.ru/obzorm/781-theory/723-profili-krila
Вороватый дмитрий поставил их только утром.
Вы посмотрите на его реакцию на мое замечание - вместо "сорь, забыл, поравил" - сразу ругань, личные наезды и обвинения в минусаторстве! :)
Сразу видно - чел обиделся на то, что я ему "бизнесс сломал" :)
По авторству:
Принято указывать автора в начале или в конце статьи.
В ином случае (не указание авторов) - это плагиат (Статья 146 УК РФ).
Я не против публикаций чужих статей, я против плагиата.
По поводу имени - сорь, опечатка, изменить после того, как за комментерий проголосовали уже невозможно :(
И да, я не люблю воров, мошенников и тд.
Станислав К,здесь нет модераторов и ресурс является самомодерируемым за счет мнений участников. Лично считаю что это плохой вариант,но в чужом монастыре свои правила не устраивают.
Так же категорически против разных перепечаток,зачастую без указания авторства.
Вы думаете если бы Дмитрий указал авторов - ему бы плюс не поставили? т.е иными словами вы счиатете что он срубил 50 руб только потому что не написал кто автор статьи и все думали что это он написал?
Я вижу хороший материал который скажем не попадался почему бы не отблагодорить человека который нашел ее, разместил ее и благодаря чему она попалась на глаза?
p.s Дмитрий автора не написал в статье - а зедсь http://www.parkflyer.ru/35581/blogs/view_entry/9833/ целый институт себе разработку присвоил и отмыл 7 лямов. и это люди воспитанные еще в СССР. а Вы за 50 руб )