Определение аэродинамических коэффициентов лобового сопротивления и подъёмной силы по замеренному распределению давления по поверхности крылового профиля

Страницы работы

10 страниц (Word-файл)

Фрагмент текста работы

Балтийский Государственный Технический Университет

Факультет авиа- и ракетостроения

БГТУ
 


Гидрогазоаэродинамика

Лабораторная работа №2

Определение аэродинамических характеристик профиля крыла по измеренному распределению давления на его поверхности

Выполнил:     Фомин С.С. гр. И-391 Проверил:      Акимов Г.А.

Санкт-Петербург

2012

Цель работы – определение аэродинамических коэффициентов лобового сопротивления Cx и  подъёмной силы Cy по замеренному распределению давления по поверхности крылового профиля.

Результаты измерений

рис.1

3.JPG

. Профиль крыла

Ymax =  1,8 см;      Ymin =  -0,6 см;                         b = 15 см.

В дренированном крыловом профиле определяем избыточное давление в зада    нном наборе точек.

Координаты этих точек приведены в таблице 1.

1.JPG

рис.2. Профиль дренированного крыла

Верх:              1, 2, 3, 4, 5, 5а, 5б, 6, 7, 8, К.

Низ:                1, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, К.

Лоб:                6, 5б, 5а, 5, 4, 3, 2, 1, 9, 10, 11, 12, 13.

Корма:           6, 7, 8, К, 15, 14, 13.

Таблица 1.

№ точек

Х

У

1

0 см

0 см

2

0.02 см

0.2 см

3

0.09 см

0.4 см

4

0.15 см

0.5 см

5

0.26 см

0.66 см

5a

1.3 см

1.32 см

5б

2.5 см

1.75 см

6

4.7 см

1.8 см

7

9.1 см

1.3 см

8

12 см

0.75 см

9

0.2 см

- 0.3 см

10

0.3 см

- 0.4 см

11

0.4 см

- 0.46 см

12

0.5 см

- 0.5 см

13

4.4 см

- 0.68 см

14

8.9 см

- 0.4 см

15

12.0 см

- 0.2 см

К

15.0 см

0 см

Изменение высоты жидкости для угла +80 приведены в таблице 2.

Таблица 2.

№ точек

2

4

5

5а

5б

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

∆hпито(мм)

∆hi

154

79

28

-170

-196

-120

-51

-15

74

53

22

0

-2

5

10

160

Обработка результатов измерений

1.  Вычисление значений коэффициента давления Cpi.

Обозначая высоту изменения уровня жидкости в i-й трубке манометра ∆hi  и считая ее величиной алгебраической (∆hi >0, если жидкость в трубке опускается ,  и ∆hi <0, если жидкость поднимается), можно по каждой измеренной величине ∆hi  найти избыточное давление:

∆рi= рi -- р∞ =  ∆hi *g*ρж

где g – ускорение силы тяжести

ρж  - плотность жидкости в манометре (если манометр заполнен подкрашенной водой, то ρж = 10-3 кгc/см3).

Одновременно с фиксацией давления в различных точках крыла должен быть замерен с помощью трубки Пито скоростной напор. Тогда коэффициент давления в i-м отверстии на крыле равен:

Cpi

Cpi

Cp1 =        

Cp2 =                                  Cp4 =

Cp5 =                                 Cp5а =

Cp5б =                                Cp6 =

Cp7 =                                 Cp8 =

Cp9 =                                       Cp10 =

Cp11 =                                       Cp12 =

Cp13 =                                 Cp14 =

Cp15 =                                       CpК =

Cp3 =

2.  Построение векторной диаграммы.

Используя полученные данные о распределении давления, можно построить так называемую векторную диаграмму. На векторной диаграмме графически точно вычерчивается крыло и наносятся точки дренажа, к каждой такой точке нормально к поверхности крыла пристраивается вектор, равный в выбранном масштабе величине коэффициента давления Сpi  в данной  точке. Если коэффициент Сpi. положителен, то вектор направлен к крылу, если Сpi отрицателен, то вектор направлен во внешнюю сторону. Концы (или начала) вектора соединяются огибающей линией. Такая векторная диаграмма дает графически наглядную картину распределения зон разрежения и сжатия по контуру крылового профиля.

Отсканировано%2011

Рис.3. Векторная диаграмма

3.  Построение координатных диаграмм давлений на лобовой и кормовой частях профиля (Сpл и Сpк) и давлений на верхней и нижней частях профиля(Сpв и Сpн).


Рис.4. Коэффициент Сpл для лобовой части

 


Рис.5. Коэффициент Сpк для кормовой части

 


Рис.6. Коэффициент Сpв для верхней части

 


Рис.7. Коэффициент Сpн для нижней части

4.  Вычислим значение коэффициентов  давлений  на лобовой и кормовой частях профиля (Сpл и Сpк) и давлений на верхней и нижней частях профиля(Сpв и Сpн).

Для этой цели используем метод трапеции:

=  [] *=-0.00521

=  ] *0.026413

 

 

=  =-0.4627

 

 

=   0.0203

2.JPG

Крыловой профиль будем рассматривать относительно двух прямоугольных координатных систем (рис. 3): связанной хОу и скоростной х1Оу1. Ось Ох проходит вдоль хорды крылового профиля, соединяющей носовую точку О с хвостовой точкой А. Ось Ох1 направлена параллельно вектору невозмущенной скорости натекающего потока. Угол между осями Ох и  Ох1 есть угол  атаки α.

На контуре крылового профиля будем отмечать нижнюю поверхность крыла ОВА и верхнюю поверхность ОСА. На этих поверхностях точки В и С особые. Эти точки максимально удалены от хорды крыла соответственно на нижней и верхней поверхностях крыла и выделяют лобовую поверхность крыла   ВОС   и   кормовую   поверхность   ВАС.

Точкой D отмечен центр давления, в котором приложена равнодействующая    аэродинамическая    сила   R.

Аэродинамическую силу R можно разложись на две взаимно перпендикулярные составляющие. Если эти составляющие параллельны осям скоростной координатной системы, то составляющая X называется силой лобового сопротивления, а Y – подъёмная сила. Если  же эти составляющие параллельны осям связанной координатной системы, то составляющая Rτ называется продольной силой, а Rη – поперечной

Похожие материалы

Информация о работе