Warum ergibt mein Windkanalexperiment zwei unterschiedliche Stall-Anstellwinkel?

Wenn ich den Anstellwinkel von 0 auf 20 erhöhe, beginnt der Strömungsabriss bei 18 Grad.

Wenn ich den Anstellwinkel von 20 auf 0 verringere, endet der Strömungsabriss bei 13 Grad.

Warum der Unterschied und welchen Wert (13 oder 18 Grad) sollte ich als Stallwinkel verwenden?

Aus Sicht des Piloten ist die AoA, bei der der Stall beginnt, entscheidend. Während der Stall-Recovery-Prozedur wird die AoA dramatisch reduziert, so dass der von Ihnen erwähnte Unterschied sehr wenig ausmacht. Akademisch mag das anders sein.
@ Jpe61 Was ist, wenn ein Pilot sein Flugzeug vollständig blockiert? Dann wäre es doch sicher wichtig?
Ich sehe nicht wie. Bei AoA über 20 Grad wird der Flügel vollständig abgewürgt, darunter wird er nicht abgewürgt. Wenn der Fall so ist, dass der Auftrieb bei 13 Grad wiederhergestellt wird, müssen Sie das Flugzeug (oder die Flügel) so weit "schieben".
Das nennt man Hysterese . Ganz normal und wächst mit der Geschwindigkeit deiner AoA-Änderung.

Antworten (1)

Dies wird als Stall-Hysterese bezeichnet. Sie haben zwei verschiedene Situationen und die Strömung reagiert in jeder von ihnen unterschiedlich.

Beim Erhöhen des AOA

Die Strömung haftet am Flügel und die Grenzschicht widersteht dem ungünstigen Druckgradienten so weit wie möglich. Irgendwann löst sich die Strömung von deinem Profil und du bist sagen wir bei 18° ins Stocken geraten. An diesem Punkt erscheint eine riesige Rezirkulationsblase auf der Saugseite des Strömungsprofils.

Abnehmende AOA / Erholung vom Stall

Diese Rezirkulationsblase stellt einen Bereich dar, in dem die durchschnittliche Strömungsgeschwindigkeit nahe 0 ist. Von außen betrachtet sieht es für die freie Anströmung Ihres Flügels so aus, als hätten Sie ein neues Flügelprofil, das aus dem alten Profil und der Rezirkulationsblase besteht . Meistens erstreckt sich diese Rezirkulationszone weit über die Hinterkante des eigentlichen Profils hinaus und reduziert somit das Gesamtseitenverhältnis (Dicke/Sehne) des Profils. Schlankere Profile haben eine geringere Stall-Toleranz und einen geringeren Stall-AOA, was erklärt, warum Sie sich nur erholen, wenn der AOA unter 13° fällt.

Sobald die Strömung wieder angebracht ist, befinden Sie sich wieder in der ersten Konfiguration und können zum anfänglichen Strömungsabrisswinkel von 18° zurückkehren.

Ihr Stallwinkel beträgt somit 18°, aber wenn Sie sich in einem Flugzeug befinden, bedeutet dies, dass Sie die Nase unter 13° AOA absenken müssen, um sich zu erholen.

Es gibt hier eine hervorragende Arbeit zu diesem Thema , aus der dieses Bild stammt, das das Hysterese-Phänomen zeigt.Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

"schlankeres Profil"?
Das Erweitern der Rezirkulation über die TE hinaus würde das Seitenverhältnis verringern. Sie könnten deutlicher machen, dass es auch das Verhältnis von Dicke zu Sehnen erhöht. Ihre Antwort ist insofern sehr gut, als sie erklärt, dass die Rezirkulationsblase aufgebrochen werden muss, um den Fluss wieder herzustellen. Die Wiederbefestigung kann sowohl zeit- als auch winkelabhängig sein. Ich würde eine langsamere (und schnellere) Erholung (im Windkanal) versuchen, um zu sehen, ob dies den Wiederbefestigungswinkel beeinflusst. (Denken Sie daran, dass im wirklichen Leben, sobald das Flugzeug zu sinken beginnt, die AOA steigt, die Erholung so schnell wie möglich erfolgen sollte ). Die Zirkulationsblase hat Energie, die für ihren Widerstand verantwortlich sein kann.
Ihr rechtes Seitenverhältnis wird reduziert, da die Blase den Akkord künstlich erhöht. Die Dicke und vor allem der Vorderkantenradius werden nicht stark von der Rezirkulationsblase beeinflusst, und das ist einer der Hauptfaktoren für die Strömungsabrisseigenschaft. Je schärfer der Radius, desto kleiner der Stall. Indem Sie die Sehne erhöhen, ohne den Radius zu ändern, reduzieren Sie Stall AOA. In der realen Anwendung treten einige Dynamikphänomene auf, die zu einer höheren möglichen AOA vor dem Strömungsabriss und einer schnelleren Erholung führen, aber Sie sehen sie nicht oft im Windkanal, da es sich um schnelle transiente Verhaltensweisen handelt, die schwer zu messen sind.
Das klingt ziemlich unangenehm, um sich davon zu erholen. Ist es in echten Flugzeugen üblich?
Nicht wirklich, wie Sie sehen können, beträgt der Unterschied in diesem Fall nur 5°, Sie haben immer noch eine 13° Nase nach oben, wenn sich das Profil erholt. Während im wirklichen Leben die sofortige Reaktion auf einen Strömungsabriss darin besteht, etwas Druck auf den Steuerknüppel zu lösen und die Nase fallen zu lassen, sind 5 Grad ziemlich schnell erreicht.
Vergessen Sie außerdem nicht, dass Abwürgen nicht sofort 0 Auftrieb bedeutet, sondern dass Ihre Gleitzahl aufgrund des extremen Anstiegs des Widerstands und des etwas geringen Abfalls des Auftriebs je nach Profil sinkt. Aber das Flugzeug fällt nicht einfach vom Himmel. Sie müssen nur Ihre Fluggeschwindigkeit steuern, um sicherzustellen, dass Sie die Situation nicht verschlimmern. Und die Erholung ist für einen symmetrischen Stall ziemlich glatt.
Ja, Stall ist, wenn eine Erhöhung der AoA den Auftrieb verringert, anstatt ihn zu erhöhen
Beachten Sie, dass Hysterese der Name für das allgemeine Phänomen ist, dass sich der Ein- Wert vom Aus- Wert unterscheidet . Ihre Heizung schaltet sich ein, wenn die Raumtemperatur unter 18 Grad sinkt, schaltet sich jedoch aus, wenn sie über 21 Grad sinkt – das ist Hysterese. Ihre Autolenkung hat "Spiel", wo sie sich nicht dreht, wenn Sie Ihr Lenkrad ein wenig bewegen - das ist Hysterese.
Vielen Dank @MaximEck! Du hast meine juckende gekratzt.
Warum ergibt mein Windkanalexperiment zwei unterschiedliche Stall-Anstellwinkel?
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