Wovon hängt der Hubmittelpunkt ab?

Ich habe an vielen Stellen gelesen, dass das Zentrum des Auftriebs etwa eine Viertelsehne des Flügels ist und dass der Auftrieb nach dem Stall (der Teil, der sich auf der unteren Oberfläche entwickelt) einen mittleren Mittelakkord hat. Letzteres macht Sinn; der Druck verteilt sich mehr oder weniger gleichmäßig (oder zumindest symmetrisch) auf der Unterseite. Aber was bestimmt den Druckmittelpunkt auf der oberen Fläche?

Die Stromlinien sehen normalerweise so aus:

stromlinienförmig um den Flügel

und das Druckfeld so:

Druckfeld um den Flügel
(Quelle: av8n.com )

Aber ich habe nie eine Erklärung gesehen, warum der Druck im vorderen Teil am niedrigsten sein sollte (obwohl es die Hinterkante ist, die tatsächlich die Zirkulation antreibt). Oder kann es nur durch numerische Berechnung des Druck- und Geschwindigkeitsfeldes erklärt werden?

Kann auch (zumindest ungefähr) beschrieben werden, wie dies von der Form des Schaufelblatts abhängt (wie nur eine flache Platte oder ein überkritisches Schaufelblatt mit der dicksten Stelle weiter hinten), oder ist dies wiederum nur durch numerische Berechnung möglich?

Ich frage mich, ob das in der letzten Frage geteilte Bild physical.stackexchange.com/q/129502/26969 hilfreich wäre. Es zeigt die große Vorwärtskomponente der Kraft auf der oberen Fläche. Beschleunigung der Luft über dem Flügel?
@Floris: Das Bild zeigt, dass das Druckfeld tatsächlich so ist, dass sich das Zentrum des Auftriebs im vorderen Viertel der Länge befindet. Warum das so ist, wird nicht erklärt.
Das ist eine gute Frage. Ich mag diese Quelle . Das Programm, mit dem er die Strömung um ein Tragflügelprofil berechnet, sollte die Antwort geben.
@MikeDunlavey: Ich habe diese Quelle schon einige Zeit gelesen. Es zeigt das Druckfeld und so, aber dann vertuscht es nur, dass es vom Anstellwinkel und der Form abhängt, und erklärt es nicht wirklich viel.
@Jan: Der Teil Ihrer Frage, den ich nicht sicher beantworten kann, ist - was erzeugt den Aufwind? Könnte es der niedrigere Druck über dem Flügel sein, der die führende Luft nach oben zieht?
@MikeDunlavey: Ich denke, der niedrigere Druck oben erklärt den Aufwind angemessen. Der Teil, den ich nicht verstehe, ist, warum der Druckabbau im vorderen Teil größer ist als über die Oberfläche verteilt. Hm, ich denke, ich werde die Frage umschreiben.
@Jan: Dieser Teil stört mich nicht - aus dem Stegreif, dort gibt es die größte Krümmung des Flusses. Jedenfalls, wie gesagt, ich denke, es ist eine gute Frage.
@MikeDunlavey: Mach das bitte zu einer Antwort; Das bisschen über die Krümmung des Flusses ist das, was ich vermisst habe.

Antworten (2)

In reibungsfreier Näherung, Potentialströmung vorausgesetzt, folgt die Flächendruckverteilung am Schaufelblatt letztlich aus der Lösung einer Integralgleichung. Ohne auf die Details einzugehen, bedeutet dies, dass der Wert des Druckkoeffizienten an einem Punkt auf der Oberfläche des Schaufelblatts überall entlang der Schaufelblattsehne von der Schaufelblattform abhängt . Eine ergänzende Bemerkung ist, dass intuitive Vorstellungen von Druck, der durch die lokale Krümmung des Strömungsprofils beeinflusst wird, obwohl sie grundsätzlich noch gültig sind, natürlich nicht ausreichen werden, um die Druckverteilung insgesamt zu verstehen. Ich werde bemerken, dass die typische, klassische Druckverteilung auf einem Schaufelblatt so aussieht:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

gilt sicherlich nicht für alle Tragflächen und schon gar nicht für moderne Hochleistungstragflächen. Ein Beispiel für eine Schaufelblattform und Druckverteilung für ein sogenanntes laminares Schaufelblatt ist dieses:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Sie können sehen, dass wir in diesem Fall eine völlig andere Druckverteilung haben, mit einem Druckzentrum, das ungefähr in der Mitte des Akkords liegt, nicht bei C / 4 .

Schließlich stellen wir fest, dass wir zumindest für praktische Tragflächen in guter Näherung die Theorie der dünnen Tragflächen verwenden können, die uns sagt, dass die Position des Druckzentrums hauptsächlich durch die Form der Wölbungslinie der Tragfläche bestimmt wird (ungefähr die Linie in die Mitte zwischen Ober- und Unterseite) und nur geringfügig von seiner Dickenverteilung beeinflusst. Weitere Einzelheiten finden Sie im Wikipedia-Artikel über Tragflächen .

Ich denke, es ist eine gute Frage.

Ohne mich mit numerischen Berechnungen zu befassen, gehe ich davon aus, dass der niedrigste Druck über dem Flügel in dem Bereich liegt, in dem die Krümmung der Strömung am größten ist.

Was den Aufwind angeht, bin ich mir nicht sicher, aber die führende Luft kann durch den reduzierten Druck oben nach oben gezogen werden.

HINZUGEFÜGT: Dies ist im Wesentlichen das, was @Floris in seinem Kommentar meinte und sich auf die Beschleunigung bezog.

Das war im Grunde das, was ich meinte, als ich in meinem ersten Kommentar "größte Beschleunigung" sagte - die Luft muss die Richtung ändern, und es ist eine Kraft erforderlich, um dies zu ermöglichen. Die Kraft wird durch den weiter außen liegenden Luftdruck bereitgestellt, so dass sie "aufgebraucht" wird und die Oberseite der Luftfolie vor dem weiter außen liegenden Druck "geschützt" wird.
Wovon hängt der Hubmittelpunkt ab?
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