Ändert sich der Stall-Anstellwinkel im Rückenflug aufgrund der Wölbung eines asymmetrischen Flügels?

Was ist der Stallwinkel in einer Rückenflugkonfiguration? Wie verhält es sich mit dem Stallwinkel im Normalflug?


Wie im Bild unten zu sehen ist, liegt im aufrechten Flug der geringere Druck auf der Außenseite des Flügels. Beim Rückenflug liegt der geringere Druck auf der Leibung.

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( Quelle )

Die Luftstromablösung am Strömungsabriss erfolgt auf einer Seite mit unterschiedlichen Eigenschaften. Man könnte erwarten, dass der Stall anders ablaufen wird.


Äquivalente Darstellung, bei der die Schwerkraft umgekehrt wird und die Flügelausrichtung in derselben Richtung bleibt. Rückenflug bedeutet Fliegen mit negativem Anstellwinkel.

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Die berücksichtigten Werte sind die Luftstromrichtung und die Sehnenlinie, die sich im Anstellwinkelwert widerspiegeln.


Während die beiden vorherigen Bilder, wie kommentiert, auf einen Flügel im Horizontalflug hindeuten, kann die Situation auf jede stabile lineare Flugbahn mit negativer AoA extrapoliert werden.

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Der horizontale Plan oder der Nickwinkel sind nicht notwendig, um den Stallwinkel zu bestimmen (obwohl sie die Stallgeschwindigkeit beeinflussen ) .

Denk darüber so. Der Flügel weiß nicht, dass er auf dem Kopf steht. Es weiß nur, dass der Luftstrom aus einem bestimmten Winkel eine bestimmte Geschwindigkeit hat. Die Diagramme, die Sie gezeigt haben, gelten für verschiedene Neigungswinkel.
@ Federico Nein, ist es nicht. Bitte zeigen Sie mir in den Auftriebsgleichungen, wo die Flügelausrichtung berücksichtigt wird. Der Flügel verhält sich für eine gegebene Geschwindigkeit und eine gegebene AoA identisch.
@Federico Nein, du verwechselst Tonhöhe mit AoA. Flugzeuge, die gerade und eben fliegen. AoA x Grad. Es wird eine Kraft von mehr als y Newton erzeugen. Drehen Sie es jetzt auf den Kopf und lassen Sie die AoA gleich. Er erzeugt nun eine Kraft von y Newton nach unten. Die Kraft ändert sich nicht. Um gerade und waagerecht zu bleiben, müssen Sie die Neigung so anpassen, dass der A0A angepasst und wieder angehoben wird = Schwerkraft.
@Federico Im zweiten Bild ist die Tonhöhe anders und damit die AoA. Es ist kein Diskussionspunkt, dass sich der Flügel bei einer gegebenen AoA und Geschwindigkeit genau gleich verhält. Ich verstehe nicht, warum Sie argumentieren, dass dies nicht wahr ist. Der Flügel weiß nicht, dass er auf dem Kopf steht.

Antworten (3)

Kurze Antwort: Asymmetrische Profile haben unterschiedliche positive und negative Stallwinkel, der größte absolute Wert der beiden hängt von Faktoren wie Nose Shape und Camber ab. Bei positivem Sturz (normale Flugzeuge und Mehrzweckflugzeuge) kann der negative Strömungsabrisswinkel am größten sein (in absoluten Werten), aber der maximal verfügbare negative Auftrieb vor dem Strömungsabriss ist kleiner als für den positiven Strömungsabriss. Größere Reynolds-Zahlen schieben den Strömungsabriss in beide Richtungen weiter weg

Es kommt auf den Flügel an. Bei symmetrischen Profilen ist der Strömungsabrisswinkel für positive und negative Strömungsabrisse gleich. Positiv gewölbte Flügel (die am häufigsten verwendete Sorte) haben ihren negativen Strömungsabriss bei einem kleineren absoluten Wert des Auftriebskoeffizienten im Vergleich zu ihrem positiven Strömungsabriss, aber der Strömungsabrisswinkel kann durchaus bei einem höheren absoluten Wert liegen.

Unten sehen Sie ein Polardiagramm für ein überkritisches Tragflächenprofil, das ich für diese Antwort verwendet habe . Der positive Stall-Anstellwinkel liegt bei 8°, der negative bei etwa -10°.

Polardiagramm des R2A-Profils bei Mach 0,6

Polardiagramm des R2A-Profils bei Mach 0,6 (eigene Arbeit)

Der Strömungsabrisswinkel hängt von Details der Nasenkontur und des Sturzes ab: Positiver Sturz bedeutet, dass der Nullauftriebswinkel zu negativen Werten verschoben wird, sodass in der Polare eine gewisse Tendenz zu negativen Werten besteht. Wenn der untere Teil der Nase jedoch eine sehr starke Krümmung aufweist, wird dies eine hohe Sogspitze erzeugen, die bereits bei einem kleinen negativen Anstellwinkel zu einer Strömungsablösung kurz hinter der Nase führt.

Ein Extremfall wäre das Flügelprofil Göttingen 417a . Airfoiltools zeichnet leider nur eine Reihe von Reynolds-Zahlen auf, die für Modellflugzeug-Enthusiasten geeignet sind, aber die folgende Grafik sollte den Punkt vermitteln. Der positive Stallwinkel beträgt bei der höchsten Reynoldszahl 12°, während der negative Stallwinkel nur etwa -8° beträgt.

Gö 417 Lift über Anstellwinkel

Gö 417 Lift über Anstellwinkel. Die niedrigste Reynolds-Zahl (blaue Linie) ist 50.000 und die höchste 1.000.000 (olivgrüne Linie). Beachten Sie, dass alle Kurven XFOIL -Vorhersagen sind – reale Daten können anders aussehen.

Da ein AOA von 180 Grad auf die Hinterkante trifft, sind 90 Grad von gerade oben und 270 Grad von gerade unten, oder sind beide 90 Grad?
@Lnafziger: Ja, aber 90° sind von unten und 270° sind von oben. Das Schaufelblatt macht eine volle Drehung um die Y-Achse (Spannweitenachse) für eine 360°-Drehung in seinem Anstellwinkel (oder Sie drehen die Strömungsrichtung und lassen das Schaufelblatt fixiert, wie Sie möchten).
Okay, was ich vorher sagen wollte, ist, dass der AOA für ein aufrechtes und ein umgekehrtes Tragflächenprofil (in ungestörter Luft) nicht dasselbe ist, weil es einen Unterschied von 180 Grad gibt. Für den gleichen AOA macht es keinen Unterschied, ob das Profil aufrecht oder invertiert ist,
@Lnafziger: Die einfache Formel AoA = Nickwinkel - Flugbahnwinkel funktioniert im Rückenflug nicht. Das Koordinatensystem für die Neigung dreht sich nicht, das für die AoA des Tragflügels jedoch, so dass der Neigungswinkel fast der gleiche kleine positive Wert ist, aber die AoA ist ein kleiner negativer Wert im geraden Rückenflug. Erhöhen Sie die Tonhöhe, und die AoA wird negativer (es gibt einen zusätzlichen Kosinus, der 1 im aufrechten und -1 im Rückenflug ist).
Das R2A-Profil ist also im Rückenflug schwerer abzuwürgen ?
@ Sean: Nein, der Anstellwinkel ist nicht relevant. Schauen Sie sich stattdessen den Auftriebsbeiwert an: Im aufrechten Zustand ist die max. c L 1,3, invertiert nur -0,75. Die Geschwindigkeit des umgekehrten Stalls ist also um 31 % höher als die Geschwindigkeit des aufrechten Stalls. Das Post-Stall-Verhalten ist ungefähr ähnlich, aber da es sich um eine ISES-Berechnung handelt, kann das tatsächliche Verhalten anders sein.

Sie vergleichen im Grunde eine Situation mit positiv a (oben) mit einer Situation mit negativ a (unter).

Die gleiche Situation könnten Sie durch Absenken erreichen: Sehen Sie, wie im zweiten Bild Ihre Strömungsrichtung von oberhalb der Sehnenlinie (im Referenzrahmen des Flügels) ankommt.

Wenn Ihr Tragflächenprofil symmetrisch gewesen wäre, wären die entscheidenden positiven und negativen Faktoren a den gleichen Absolutwert haben, nur entgegengesetztes Vorzeichen, aber Sie zeigen ein gewölbtes Schaufelblatt.

Ich habe gerade mein Aerodynamikbuch nicht zur Hand, aber google hilft uns weiter :Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Wie Sie im Bild sehen können, verschiebt das Hinzufügen von Wölbung zu einem Flügelprofil dessen C L a Linie zu negativen Werten. Dies ist wünschenswert, da Sie auf diese Weise auch bei einem Anstellwinkel von 0 (und ohne oder mit geringer Widerstandserhöhung) Auftrieb haben können. Eine weitere Konsequenz ist, dass das Maximum positiv ist a kleiner als das ungewölbte Gehäuse und das Negativ noch negativer (aber mit einigen Einschränkungen beeinflusst die Runge-Kutta-Bedingung an der Hinterkante die Form des Negativs C L a Kurve)

Ich verstehe die Rolle, die der Sturz spielt, um den AOA im Reiseflug nahe 0 (und minimalem Luftwiderstand) zu halten. Was ich nicht verstehe ist, ob diese Wölbung den Stallwinkel im Rückenflug beeinflusst.
@mins umgekehrter Flug oder negativer AoA ist dasselbe.
Der Weg, dies zu beweisen, wäre, weiter bis zu -25 Grad AOA zu zeichnen. Der symmetrische Plot wäre ein Spiegelbild. Die gewölbte würde nicht. Übrigens, das Wölben des Flügels, wie es Flugzeuge tun, erhöht den erzeugten Auftrieb erheblich und gibt Flugzeugen eine Geschwindigkeitshülle, die nur wenige Flugzeuge genießen. Abbildung 43.6 kann zu Vergleichszwecken zu stark vereinfacht sein.

Beachten Sie, dass der Rückenflug bei Vögeln sehr selten ist, die stark gewölbte Flügel ähnlich dem GO 417 haben.

Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass das Umdrehen eines asymmetrischen Flügels, einfach ausgedrückt, alles Gute an der Auftriebserzeugung "richtige Seite nach oben" umkehrt. Das Ergebnis ist ein Auftriebsverlust bei dieser Geschwindigkeit und diesem Anstellwinkel. Darüber hinaus besteht eine sehr gute Chance, dass der Stall-Anstellwinkel des umgekehrten Flügels niedriger ist.

Im Fall eines stark untergewölbten Flügels wäre eine Inversion wahrscheinlich eine Katastrophe. Windkanal/Rauch würden starke Turbulenzen über der Oberseite und sehr wenig Auftrieb durch Druck unter dem Flügel zeigen. Beachten Sie, dass die beiden großen Vorzüge dünner, untergewölbter Flügel umgekehrt wurden.

Auf der anderen Seite zeigen vollständig symmetrische Flügel im umgekehrten Zustand kaum einen Unterschied und sind in Kunstflugflugzeugen beliebt.

Der flache Boden verhält sich besser als der untergewölbte, aber wenn er invertiert ist, erzeugt er bei einem bestimmten AOA weniger Auftrieb und zeigt Eigenschaften des Abwürgens mit flacher Platte (Abwürgen bei einem niedrigeren AOA).

Erstaunlich, wie viel Interesse der Film weckt. Wir müssen Denzel einen symmetrischen Flügel geben und Sully einen guten Satz Schwimmer.

" Außerdem besteht eine sehr gute Chance, dass der Stall-Anstellwinkel des umgekehrten Flügels niedriger ist. ": Die Frage betrifft die Änderung der Stall-AoA, und Sie scheinen die Antwort nicht zu kennen.
Naja, was denkst du? Für den umgekehrten flachen Boden (siehe Bild) wird der Stallwinkel wahrscheinlich geringer sein. Gib mir einen Windkanal, ich liefere dir den Beweis.
Der Punkt ist, ich sehe nicht, was Ihr ungenauer Beitrag zu der sehr gut dokumentierten ausgewählten Antwort eines sachkundigen Experten hinzufügt.
1. Ich habe Ihre "sachkundige" Antwort noch nicht gehört. 2. Wenn Sie der Meinung sind, dass meine Antwort falsch ist, sagen Sie bitte warum. 3. Meine Antwort basiert auf NACA-Kurzfilmen. 4. Bitte verschwende keinen Kommentarraum für persönliche Meinungen. 5. Wenn Sie der Meinung sind, dass Flügel oben flach und unten abgerundet sein sollten, haben wir dafür Windkanäle. 6. Als pensionierter Forscher ist mein Standard des „Wissens“ die Validierung durch Testen. Da ich diesen speziellen Flügel nicht getestet habe, sage ich "scheint wahrscheinlich". Wenn Sie anderer Meinung sind, gut. Gerne gehe ich auf Ihren Standpunkt ein
" Habe deine "sachkundige" Antwort noch nicht gehört ": Nicht meine, diese . Dokumentiert mit den überprüften Werten -10° vs +8° im Widerspruch zu Ihrer Annahme " der Stall-Anstellwinkel des Rückenflügels ist geringer ". Sie könnten mir jetzt sagen, dass -10° tatsächlich niedriger als +8 sind.
Wir werden, jetzt kommen wir irgendwohin. Ich habe Geschichten darüber, wie man Bier einschenkt, aber ich werde sie vorerst überspringen. Danke für deine Beobachtung. Nun, mit gewölbten Flügeln wird 0 Auftrieb bei negativer AoA sein, dort für den verfügbaren AoA-BEREICH, um aufrechten und umgekehrten Auftrieb zu erzeugen, würde von diesem Punkt aus beginnen. Zum Beispiel ist 0 Lift AOA -4 Grad. Für einen anhaltenden Rückenflug müsste man mit nur 6 Grad vor dem Strömungsabriss arbeiten. Aufrecht hätte man 12 Grad zum Arbeiten und eine viel bessere Auftriebsleistung. Dies würde "Stall-Anstellwinkel ist niedriger invertiert" unterstützen. Vielen Dank!
Ändert sich der Stall-Anstellwinkel im Rückenflug aufgrund der Wölbung eines asymmetrischen Flügels?
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