Wie ist die Druckverteilung um einen Überschallflügel?

Beim Unterschallflug manifestiert sich der Auftrieb bei 25 % der Sehne, verschiebt sich aber auf 50 % der Sehne, wenn das Flugzeug in den Überschall geht.

Als ich mich darüber wunderte, dachte ich, dass der Grund dafür sein könnte, dass es vor dem oberen Punkt des Flügels einen hohen Druck gibt, so wie unten vor dem unteren Punkt, und einen niedrigen Druck hinter dem unteren Punkt der Flügel wie dort ist hinter dem Top-Point.

Unter der Annahme eines symmetrischen bikonvexen Flügelprofils würde dies das Zentrum des Auftriebs auf 50% der Sehne legen.

Ein symmetrischer bikonvexer Flügel, der gerade nach vorne geht, würde keinen Auftrieb erzeugen, also muss er in einem Winkel gestellt werden, um das Gewicht des Flugzeugs und den Mach-Tuck auszugleichen, aber der Auftrieb würde sich trotzdem bei 50% der Sehne manifestieren way" - und das wird immer mehr, je schneller das Flugzeug fliegt und der AoA näher an 0 herankommt.

Ein paar zusätzliche Fragen: Bei welcher AoA fliegt ein Jäger (F-16/18/22/35/Rafaele/Typhoon/Gripen) mit niedrigem (M 1.3) und hohem (M 1.8) Überschallflug?

Haben Kämpfer symmetrische bikonvexe Flügel oder haben ihre Flügel eine Wölbung?

Ich bin verwirrt wegen deiner Frage. Ist es: Wie ist die Druckverteilung um einen Überschallflügel? oder haben Kämpfer symmetrische bikonvexe Flügel oder haben ihre Flügel eine Wölbung?
Tut mir leid, dass ich bis jetzt nicht zurückgekommen bin, war beschäftigt ... DeltaLima, es ist beides, aber ich denke, es wurde beantwortet und hätte wahrscheinlich separat gefragt werden sollen ....

Antworten (2)

Normalerweise verwenden Überschall-Kampfflügel, für die Tragflächeninformationen veröffentlicht werden, einen sehr dünnen 6-stelligen NACA-Abschnitt mit sehr geringer Wölbung, wie z

Aircraft                root airfoil      tip airfoil
McDonnell Douglas F-15  NACA 64A006.6     NACA 64A203
General Dynamics F-16   NACA 64A204       NACA 64A204
Lockheed-Martin F-22    NACA 64A?05.92    NACA 64A?04.29

Diese Informationen stammen aus The Incomplete Guide to Airfoil Usage von Dave Lednicer. Wie Sie sehen können, verwendet der F-16 durchgehend eine Wölbung, was durch den Konstruktionsauftriebskoeffizienten des Flügels von 0,2 angezeigt wird, während der F-15 einen ungekrümmten Wurzelflügel verwendet.

Diese Tragflächen werden ausgewählt, weil die Strömung um sie herum bei Überschallfluggeschwindigkeit immer noch stark von Unterschallströmungseigenschaften beeinflusst wird, solange die Flügelpfeilung eine Unterschallvorderkante zulässt. Dies erzeugt einen Nasensog, und die Strömung um die Flügelspitzen stört die reinen Überschallströmungseigenschaften, selbst wenn die Vorderkante Überschall ist.

Wie die idealisierte Umströmung eines Überschallflügels aussieht, wird in dieser Antwort erklärt .

Der Anstellwinkel im Überschallflug hängt von der Luftdichte und dem Belastungsfaktor ab, beträgt aber im Allgemeinen nur wenige Grad, da der Luftwiderstand mit dem Quadrat des Anstellwinkels zunimmt. Mit anderen Worten, wenn das Flugzeug mit einem hohen Anstellwinkel fliegt, bremst es schnell auf Unterschallgeschwindigkeit ab.

Der Anstellwinkel im Geradeausflug ist abhängig von Flughöhe, Flächenbelastung und Streckung und wächst mit abnehmender Luftdichte. Normalerweise lassen die maximale Staudruckgrenze und der Triebwerksschub auf niedrigem Niveau nur sehr geringe Überschallgeschwindigkeiten um Mach 1,1 bis 1,3 zu. Erst oberhalb von 20.000 ft dehnt sich die Hülle so weit aus, dass ein Flug mit Mach 1,8 möglich ist.

Für eine typische Flächenbelastung von M S = 300 kg/m² und Mach 1,3 bei 10.000 ft (Luftdichte ρ = 0,9 kg/m³, Schallgeschwindigkeit A = 330 m/s) der Anstellwinkel ist

a = 2 ⋅ M ⋅ G ρ ⋅ ( M A C H ⋅ A ) 2 ⋅ S ⋅ C L a ≈ 0,5 °
mit einer typischen Auftriebskurvensteigung eines Überschallflügels von C L a = 4.

Danke, und der "Anstellwinkel im Überschallflug" Teil der Frage war bei Geradeausflug im Hinterkopf, wie viel AoA hat ein beladener Jäger (F-16/18/22/35/Rafaele/Typhoon/Gripen bzw dgl.) haben bei M 1.3 und 1.8 geradeaus....? Es hängt natürlich davon ab, was "Loaded" ist, also sagen wir mal, bewaffnet mit dem, was eine F-22 intern tragen kann (8 A2A-Raketen) und 3/4 Tank voll Benzin, hat sie einige Zeit damit verbracht, auf Höhe zu kommen ....; - )
Eine Frage zur Flächenbelastung, die Sie m * g / S erwähnen, aber dann sind die Einheiten N / m2, oder? Normalerweise wird es in kg/m2 ausgedrückt, glaube ich.
@ROIMaison Natürlich hast du recht. Vielen Dank, dass Sie das entdeckt haben!

Im Allgemeinen haben Kampfflugzeuge gewölbte Tragflächen. Die meisten Kampfflugzeuge der NACA 6-Serie wurden für geringen Luftwiderstand bei transsonischen Geschwindigkeiten entwickelt, da sie dort den größten Teil ihres Fluges verbringen.

Nehmen Sie zum Beispiel den Flügel der F-15 Eagle. Die Flügelwurzel ist symmetrisch, während sie nach außen gewölbt wird. Laut dem Bericht über die CAP-TSD-Analyse des F-15-Flugzeugs :

Die Flügelwurzel ist ein 6 Prozent dickes symmetrisches Tragflächenprofil. Die Dicke des Flügels nimmt zur Spitze hin ab, die ein um 3 Prozent stark gewölbtes Tragflächenprofil ist. Der F-15-Flügel hat eine konische Wölbung außerhalb der 20-prozentigen Halbspannweite.

F-15-Flügel

F-15-Flügelprofilform; Bild aus der CAP-TSD-Analyse des F-15-Flugzeugs

Es gibt eine Reihe von Gründen für die Verwendung von Wölbung - der größte Teil ihres Fluges findet ohnehin in Unterschallgeschwindigkeit statt, und ein gewölbtes Profil hilft, das Flugzeug mehr oder weniger waagerecht zu halten , da der Anstellwinkel sowieso nur wenige Grad beträgt. Jede weitere Erhöhung führt aufgrund der beteiligten Geschwindigkeiten zu einer Strafe für den Luftwiderstand.

Wie ist die Druckverteilung um einen Überschallflügel?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v