Liczba RE rejnoldsa

[japim]

Ja się na Fun Fly nie znam, ale to mi się bardzo nie podoba. Jeżeli profile w Twoim akrobacie, są takie jak na rysunkach, to im bliżej końca płata, tym (de facto) grubość procentowa profilu rośnie i dodatkowo krzywizna za dzwigarem przechodzi w linie prostą pochyloną pod sporym kątem w kierunku spływu, a przekrój gwałtownie maleje. Według mnie aż się prosi o oderwanie opływu. Obawiam się, że żaden turbulator tu nie pomoże.

 

To niestety może być prawda. Profil jest za gruby. Zanim wyrzucisz skrzydło do kosza spróbuj z papierem ok 200. Możesz spróbować nakleić pasek na 15 - 20 cm na końcówce, tak aby zachodził po 3cm na dół i górę. Trochę sporo - ale skoro to FF, który i tak lata na silniku to nic nie tracisz...

 

Sens liczby Reynoldsa jest taki, że określa ona stosunek sił lepkości kinematycznej, które powodują przyssanie warstwy przyściennej do obrysu profilu, do sił bezwładności, w tym wypadku do siły odśrodkowej, która oddziaływuje na cząstki powietrza, bo poruszają się one po łuku obrysu profilu i stara się je "odzrucić" na zewnątrz profilu, a ten w Twoim skrzydle jest bardzo silnie wygięty (od kr. natarcia do dzwigara to prawie jak ćwierć okręgu). Czyli mały promień to niestety duża siła odśrodkowa. IMO profil skrzydła o zwiększającej się grubości procentowej w kierunku końcówki, to bardzo zły pomysł.

PP

 

Tu niestety nie mogę się zgodzić. Akurat ten profil ma bardzo DUŻY promień. Teoria jw. mówi że im ostrzejszy nosek (mniejszy promień) tym łatwiej o oderwanie. Ten akurat takowego nie posiada i nie powinno być aż takich problemów. Szczególnie właśnie na końcówce ma te 30%.

[Grzesiek]

Przemeknie bede juz experymentowal bo mnie to nie bawi,dlatego caly model ,nie tylko skrzydlo poleci do kosza i finał.Model jest w calosci sklejony(skrzydlo z kadlubem)

[japim]

A szkoda. Bo taki eksperyment miałby bardzo dużą wartość merytoryczną. Na podstawie wyników moznaby potwierdzic czy nasze teorie są słuszne. Byłoby to bardzo dobre źródło wiedzy na przyszłość.

[Grzesiek]

ok zrobie ten experyment w imie nauki i zdam relacje z efektu ale to w sobote.A i prosba przemek zazuc jakis szkic jak to zamiescic ten papier badz nitke.

[japim]

Dzięki za poświęcenie

 

Odnośnie lokalizacji papieru ja to widzę tak:

[Grzesiek]

Test przeprowadzony niestety nie przyniusl zadnego pozytywnego skutku.Model zostal na lotnisku u nowego wlasciciela.

[Artur z kołobrzegu]

Czy któryś z kolegów wie ile wynosi zakres liczby Re dla profili laminarnych ?

[Patryk Sokol]

Pytanie jest niestety źle zadane, teraz wygląda trochę jak pytanie pt. "Jaki olej lejemy do czerwonych samochodów".

 

Zasadniczo profili laminarnych jest na pęczki, od takich pracujących w miarę zgrabnie od 20 000 (a jak ktoś zna takie które pracują niżej byłbym wdzięczny za info), po takie które będą pracować od 1 000 000.

Trzeba szukać profili pod konkretne zastosowanie po prostu.

[Gość Jerzy Markiton]

Patryku - który profil laminarny ma laminarny opływ przy Re 20 000 ?

Pozdrawiam - Jurek

[Patryk Sokol]

Przede wszystkim wybacz brak odpowiedzi, zwyczajnie zapomniałem napisać

 

No, więc dla tak małych Re opływ laminarny można zaleźć w profilach które Mark Drela stworzył na końcowe partie skrzydeł, szczególnie AG08, AG09, AG14 i AG47ct.

Zasadniczo nie do końca jest tak idealnie, bo przy Cz, gdzieś tak powyżej 0,4-0,5 zaczynają być mocno oznaki oderwania bąbla laminarnego (czy to jest dobre słowo? Z angielskiego to Laminar Separation Bubble)

[Gość Jerzy Markiton]

Rozumiem to tak, że > 0,4-0,5 pojawia się "bąbel" oddzielający opływ laminarny od powierzchni skrzydła. Czyli - samo skrzydło nie jest w opływie laminarnym ? Jeśli nie, to w jakim ? Nie jest to tak, że wraz ze zmniejszającą się prędkością, lub w tym przypadku ze wzrostem kąta natarcia opływ laminarny przechodzi w turbulencyjny ?

Pozdrawiam - Jurek

[Patryk Sokol]

Zasadniczo sprawa nie jest tak prosta, jakby chciała biblia Schiera

W dawnych czasach jak stosowało się profile turbuencyjne, to bardzo łatwo można było podzielić opływ na trzy części:

-Laminarną, gdy kształt profilu nie jest w stanie zapewnić turbulentnego opływu, energia jest zwyczajnie za mała

-Przejściową, gdy coś się dzieje, ale do końca nie wiadomo co, a sam układ jest tak chaotyczny, że minimalne zmiany powodują kolosalne zmiany opływu.

-Pełny opływ turbulentny, gdy opływ się ładnie dokleja i jest ładnie wzburzony.

 

I wszystko było proste, aż udało się dojść do wniosku, że opływ turbulentny pochłania za dużo energii i może warto by do niego nie doprowadzać

I tak powstały profile typu NLF (Natural Laminar Flow).

No i tu sprawa wygląda tak, że przy niskich Re/wysokich Cz mamy do czynienia, nie z przejściem opływu turbulentnego w laminarny, tylko odrywaniem się opływu od profilu i powstawianiem czegoś takiego:

http://www.standardcirrus.org/Images/SmokeBubble.jpg

 

Co niestety wybitnie zwiększa nam opór profilu:

http://img546.imageshack.us/img546/3204/oderwanie.jpg

Tutaj jest porownanie polarki z oderwaniem bąbla (ta brzydsza ) i bez oderwania (tzn. takiej z turbulatorem).

Niemniej jest to tylko obrazek mający przybliżyć skalę zjawiska, nie jakaś konkretna wartość.

 

Polecam więcej o tym poczytać:

http://mh-aerotools.de/airfoils/bubbles.htm

I nawet jeszcze troszkę więcej (choć trudniej napisane):

http://www.ae.illinois.edu/m-selig/pubs/GopalarathnamEtal-2003-JofAC-LRNAirfoiLDesignWithTrips.pdf

[Gość Jerzy Markiton]

Dzięki Ci Patryku na zwrócenie uwagi na kilka drobnych szczegółów.

Miałem szczęście zacząć od drugiej pozycji w Twojej biblioteczce. Moja znajomość języka jest, jaka jest i delikatnie mówiąc miałem kłopoty ze zrozumieniem. Więc odłożyłem na zaś.... i nie wróciłem do tematu, bo nie odczuwałem potrzeby.

Zabrałem głos żeby się czegoś dowiedzieć. W historycznych czasach funkcjonował trochę inny podział przy klasyfikacji opływu i dla Re 20 000 zdaje się miejsce było w grupie zaklasyfikowanej do opływu podkrytycznego. Wykres Cz z załamaniem był przytaczany dla opływu krytycznego, który należy jak najszybciej opuścić albo w jedną albo drugą stronę. I wreszcie nieszczęsny opływ laminarny który mnie sprowokował - profil laminarny to profil, na którym istnieje przepływ laminarny od noska do minimum 50% cięciwy w całym zakresie kątów użytkowych. Tak podano mi do wierzenia. Nie przekazuję dalej, bo de facto, nikt nie chce już tego słuchać. Z tego co napisałeś wnioskuję, że do profili laminarnych zaczęto zaliczać też profile, na powierzchni których czasami występuje opływ laminarny ?

Teoretycznie wartość Cz na poziomie 0,4-0,5 niewiele mówi, ale są to "dolne stany" oczekiwań od tego profilu. Tą wartość czasami osiąga się w przelocie a praktycznie w każdym zakręcie po zaciągnięciu drążka wysokości jest przekraczana. Czyli w każdym zakręcie nastąpi gwałtowny wzrost oporu bo profil przestał mieć opływ laminarny ? Delikatnie mówiąc profil zaczyna być trudny w pilotażu. Ponieważ mówimy o opływie na teoretycznie idealnym profilu w praktyce jest znacznie gorzej z uwagi na niedoskonałości wykonania i brak powtarzalności w warunkach amatorskich.

Zastosowanie turbulatora ma sens jeśli z jakiegoś powodu nielota chcemy za wszelką cenę zmusić do latania. Czasami to się udaje ale w wąskim zakresie kątów. Jednak z moich obserwacji wynika, że za każdym razem jest to okupione wzrostem oporu. Wzrost oporu powoduje zmniejszenie prędkości a tym samym jeszcze mniejsze Re, czyli w konsekwencji jeszcze gorsze zachowanie profilu.Rozumuję to tak, że profil przestał być profilem laminarnym ! Możliwe, że robię błąd.

Pozdrawiam - Jurek

[Patryk Sokol]

Ta definicja profilu, ze ma istnieć przepływ laminarny od noska do 50% już się niestety na obecne standardy nie łapie (pytanie: kiedy ostatnio widziałeś w modelu profil o kształcie jak profile z książek z białej serii, gdzie punkt najwyższej grubości leżał daleko w tyle? ).

Wg. definicji profil NLF to profil który został stworzony tak, żeby w warunkach normalny występował na nim opływ laminarny.

A przez warunki normalne myślimy tu o nie schodzeniu poniżej pewnej liczby Re i powyżej pewnych kątów natarcia.

 

Ogólnie to zakres Cz, też się sporo zmienił, dla współczesnych konstrukcji 0,4-0,5Cz to całkiem sporo, a dla modeli opartych o profile Marka Dreli i ich pochodne (czyli 99% obecnych modeli wyczynowych) to już jest Cz odpowiadające krążeniu w termice.

Powód jest prosty, bardziej się opłaca budować lżejsze modele, z mniejszym wydłużeniem i latające na niższych Cz (większe cięciwy dają nam wyższe Re, a niższe Cz powoduje, że opór indukowany nie masakruje już doskonałości)

 

Teraz co do pilotażu modelu w takich warunkach.

Jeśli weźmiemy jakiś profil z gatunku SD-7037, czy RG-15 (o a to mój ulubieniec, wiecznie pakowany do 1,5m szybowców akrobacyjnych, bo ktoś kiedyś napisał, że nadaje się do akrobacji, ale już nie dodał, że model musi być nieco sporawy) to faktycznie to zjawisko bąbelkowania zmasakruje nam charakterystykę i można się spodziewać bardzo ładnego koreczka, wtedy gdy się go spodziewać nie powinniśmy (Barracuda lubi się tak kłaść na przykład i mój "ulubieniec" Starling).

Inaczej właśnie wygląda sprawa na pokłosiu profili Marka Dreli (i np HN-1033), tam zjawisko bąbelkowania, jest już wzięte pod uwagę przy tworzeniu profilu (mniejszy gradient ciśnienia na górnej powierzchni profilu), więc ono samo nie powoduje aż takich strasznych skutków.

Oczywistym jest, że 20k Re to sporo poniżej zastosowania nawet tych profili, jednak mimo wzrostu oporu od tegoż zjawiska (i to nie tak wielkiego jak na tamtych pracach, tam mieliśmy do czynienia ze specjalnie sprowokowanym oderwaniem), to charakterystyka Cz(alpha) się nie zmienia, więc nie ma ryzyka, że model się zwali w zakręcie, a sama charakterystyka przeciągnięcia jest płynna (oj tak, o tym mogę mówić/pisać bardzo długo, wynik zderzenia się moich koncepcji projektowych z konceptami klasycznych laminatów w Polsce). Zasadniczo to to zjawisko jest nieodłącznym towarzyszem aerodynamiki dla niskich Re i nie bardzo można się go pozbyć całkowicie, ale oswoić już się w miarę da.

Zastosowanie turbulatora jest bardzo, ale to bardzo grząską sprawą.

Przede wszystkim sam turbulator powinien znaleźć się zawsze w miejscu gdzie bąbelkowanie się zaczyna, a to miejsce w większości przypadków jest zmienne, zależnie od kąta natarcia.

Ogólnie turbulator bardzo ładnie pokazuje czemu odeszło się od profili turbulencyjnych, bo pomijając już opór samego turbulatora (device drag) to turbulator powoduje wzrost oporu warstwy przyściennej (friction drag), a to całkiem skutecznie obniża nam doskonałość profilową.

Niemniej dla różnych dziwnych zastosowań (modele udźwigowe) może on mieć sporo sensu.

 

I na sam koniec chce jedną rzecz sprostować:

Opór nie ma wpływu na prędkość modelu.

Wiem, że brzmi trochę to obrazoburczo, ale tak jest, Sprawa wynika z podstawowego warunku lotu ustalonego, czyli Siła nośna = ciężar.

We wzorze na siłę nośną, nie ma nigdzie oporu:

Prędkość modelu można zmniejszyć jedynie przez zmianę współczynnika siły nośnej.

Zmiana oporu wpływa jedynie na doskonałość (ha jedynie, najważniejszy parametr szybowca), bo jak wiadomo doskonałość aerodynamiczna jest to stosunek siły nośnej do oporu.

Więc tak naprawdę przy wzroście oporów nie zaobserwujemy spadku prędkości (oczywiście mówimy wciąż o niewielkich zmianach, nie o doczepianiu spadochronu do ogona), a zwyczajnie wzrost opadania, który jeśli będziemy chcieli zatrzymać zaciągając drążka, to właśnie zaobserwujemy spadek prędkości.

[Gość Jerzy Markiton]

Dzięki serdeczne Patryku !

Twoja wypowiedź skierowała moje dotychczasowe myślenie na trochę inne tory. I bardzo dobrze !

Ale - uczono mnie i przyjąłem do wierzenia, ze kąt natarcia odpowiada za prędkość w locie a za wznoszenie lub opadanie - silnik. Jednocześnie w tym czasie wszystkie podręczniki regulacji modelu silnikowego nakazywały tak długo pochylać silnik w dół aż model przestanie reagować na dodanie gazu.... czyli sprzeczność ? W szybowcu za prędkość (silnik) odpowiada obciążenie powierzchni ? W locie jej nie zmienimy...

Wracając do Twojej wypowiedzi - w którym momencie, co spowoduje, że w locie ustalonym nastąpi spadek siły nośnej, na który reagujemy zaciągnięciem wysokości ?

Już projektant, R.Gisberg (chyba nie przekręciłem ?) twierdził w latach 70-tych, że RG-15 do akrobacji nie nadaje się. Z powodu 2% ugięcia środkowej. Za kilka lat potwierdzili to Auffwind i Czesi. Ma też znaczne wymagania do Re. Jeśli nie można powiększyć cięciwy, żeby zwiększyć Re to jedynie można zwiększyć prędkość lotu. Żeby to osiągnąć trzeba zdecydowanie podnieść obciążenie powierzchni. Dlatego ze zdziwieniem obserwuję kolejne aplikacje RG-15 w leciutkich 300 - 500g modelikach o powierzchni 15-20dcm. Z jeszcze większym zdziwieniem czytam jak wspaniale latają i dzielnie radzą sobie na zboczu z wiatrem 10 i więcej m/s.

Przed laty został opublikowany profil S. Bartha - SB-97epw specjalnie zrobiony do modeli 1,5m na zbocze - n/b, bardzo na zachodzie popularna klasa modeli. Też sobie taki zrobiłem. Za czorta to nie chciało latać. Stawał w miejscu przy każdym podmuchu i w każdym zakręcie walił się na skrzydła. Po jakimś czasie dorobiłem do niego kadłub elektryczny, doszło prawie kg masy - i cud ! Model latał jak marzenie ! Na zboczu śmigał, że hej ! Żadnych korków ! Tak ciasne nawroty dopiero teraz Toxic-iem mogę zrobić. W dużym uproszczeniu - z wykresów biegunowych aktualnych wtedy profili jasno wynikało, że im większe Re - tym lepsze parametry profilu. Auffwind opublikował wtedy współczynniki HN-1033 i 1033a. Zrobiłem wtedy identyczne skrzydło na tym profilu nie zabiegając zbytnio o masę bo i tak przeznaczone było na zbocze. I znów szok - latało beznadziejnie ! Gorzej, znacznie gorzej, niż identyczne skrzydło na SD-7037. Przy czym 7037 to było skrzydło żeberkowe a HN-1033 - styropian + balsa z tkaniną na szybie. Nie doczytałem wtedy, że 1033 lata świetnie, ale na małych Re !

Mój pierwszy Starling miał masę coś koło 1100g i latał.... jak latał ! Co moment był do naprawy a dogadać się z nim przy lądowaniu było naprawdę trudno. Przy okazji stwierdziłem, że bagnety to jego słaby punkt. Po przeróbce na elektryka, gdy masa wzrosła na 1700g bodajże - zupełnie inny model ! Posłuszny jak baranek. Robił co tylko chciałem i bagnety przestały mnie straszyć...

 

Identyczne zachowanie, chociaż nie tak drastyczne, zaobserwowałem z profilami Dreli. Z małymi obciążeniami - latają świetnie. Z większymi - trudno zaobserwować wyższość a dużymi - są zdecydowanie gorsze. Vide - scena F3J. Od dobrych 10 lat, czy nawet więcej Supry nie potrafią się przebić. Większa prędkość powinna tylko poprawić opływ laminarny i profile powinny górować ? W tym roku, w Afryce, zdaje się ich nawet ze skrzynek transportowych nie powyciągali, bo wiało.

Podsumowując: jeśli w modelu wystarczy Ci Cz na poziomie 04 to profile AG i nie bawmy się w klasyfikację, czy opływ laminarny jest na 10% czy 40% cięciwy ? Re 20 000 też wykluczamy z opływu laminarnego ? Jeśli potrzebne jest Cz > 0,4 to po AG nie sięgać ?

Pozdrawiam - Jurek

[Swift]

Zasadniczo nie do końca jest tak idealnie, bo przy Cz, gdzieś tak powyżej 0,4-0,5 zaczynają być mocno oznaki oderwania bąbla laminarnego (czy to jest dobre słowo? Z angielskiego to Laminar Separation Bubble)

 

Jedynie w kwestii formalnej.

Laminar Separtion Bubble - to nie tyle oderwanie pęcherza lamiarnego, co raczej samo jego powstanie, które powoduje, że na pęcherzu o grubości ułamków milimetrów i długości kilku milimetrów, warstwa laminarna podlega oderwaniu, po czym, ponownie przysysa się, ale już jako warstwa turbulentna. Tak to rozumiem.