Vojnotehnički Glasnik (Jul 2016)
Aerodynamic airfoil at critical angles of attack / Аэродинамические характеристики крыла при критическом угле атаки / Aerodinamičke karakteristike aeroprofila pri kritičnim napadnim uglovima
Abstract
Aircraft construction experts must not neglect the behavior of aircraft in extreme or closely extreme flight conditions, such as flights at critical angles of attack, where a normal flight can be easily converted into a stall. This paper highlights the essential factors that influence the behavior of aircraft in flight at critical angles of attack. Based on the available experimental results and estimations, the performances of airfoils were analysed depending on air flow conditions (categorized according to Mach and Reynolds numbers), airfoil shapes, dynamics of the transition of angles of attack, description of the flow around airfoils with increasing the angle of attack upon reaching a critical value, and the effect of roughness of airfoil surfaces at critical angles of attack. The paper gives a physical interpretation of a lift decrease and a stall. It minutely describes the origin of flow separation and categorizes airfoil sections by type of separation and their behavior during the flow at the critical angle of attack. Based on modern aerodynamics, this paper aims to show and explain the issues and the most important characteristics of the flow past the body at critical angles of attack and give practical recommendations for airfoil design. As such, it may be of interest to pilots and engineers as well as to educational and research institutions. / При разработке летательных аппаратов неследует пренебрегать фактором возникновения чрезвычайных ситуаций, а также условиями близкими критическим, так как при критическом угле атаки, обычный полет может перейти в аварийный режим. В данной работе приведены важные факторы, влияющие на состояние крыла в течение полета при критическом угле атаки. На основании доступных испытательных результатов и расчетов, произведен анализ поведения крыла в зависимости от условий обтекания (в соответствии с классификацией чисел Маха и Рейнольдса), формы крыла, динамики угла атаки. В работе также описано обтекание крыла при критическом увеличении угла атаки, и влияние неровностей на поверхности крыла в подобных условиях. В данной работе также представлены физические параметры критического режима полета, в т.ч. снижения подъемной силы и сваливания. Подробно описан процесс обтекания крыла с отрывом потока и выполнена классификация типов профелей с учетом срыва струи и поведения крыла в критическом режиме полета. Цель работы заключается в выявлении наиболее значимых характеристик обтекания крыла при критическом угле атаки и анализе, проведенного на основах современной аэродинамики, в результате которых предлагается практическая рекомендация для выбора аэродинамического профиля. Результаты данной работы могут представлять интерес как для летчиков и инженеров, так и для образовательных и исследовательских учреждений. / Prilikom konstrukcije vazduhoplova ne sme se zanemariti ponašanje letelice u ekstremnim, odnosno blisko ekstremnim uslovima leta, kakav je let pri kritičnim napadnim uglovima, gde se normalan let može lako preobratiti u prevučen let. U ovom radu naglašeni su bitni činioci koji utiču na ponašanje aeroprofila u letu pri kritičnim napadnim uglovima. Na osnovu dostupnih eksperimentalnih rezultata i proračuna izvršena je analiza ponašanja aeroprofila u zavisnosti od uslova strujanja (kategorisanih prema Mahovom i Rejnoldsovom broju), oblika aeroprofila, dinamike priraštaja napadnog ugla, opstrujavanja aeroprofila sa povećanjem napadnog ugla nakon dostizanja kritične vrednosti, kao i uticaja površinskih neravnina aeroprofila pri kritičnim napadnim uglovima. Prikazano je i fizičko tumačenje pada uzgona i pojave prevučenog leta. Detaljno je opisan nastanak otcepljenja strujanja oko aeroprofila i izvršena kategorizacija aeroprofila prema tipu otcepljenja i njegovom ponašanju pri kritičnim napadnim uglovima opstrujavanja. Cilj ovog rada jeste da na savremenim osnovama aerodinamike prikaže i obrazloži problematiku i najznačajnije osobenosti opstrujavanja aeroprofila pri kritičnim napadnim uglovima, da dâ praktične preporuke prilikom izbora aeroprofila, a može biti koristan i pilotima, inženjerima i istraživačima.
Keywords
