NACA 23012 - czy będzie działać na kącie 5st.

[Callab]

Witam,

 

Mam potrzebę (wewnętrzną) aby zbudować model na profilu NACA 23012. Moje obiekcje dotyczą kąta natarcia. Oryginał, którego model chcę zbudować, lata na kącie 5^o.

 

Czy ktoś miał do czynienia z tym profilem przy takim kącie natarcia? Wydaje się bardzo duży. W oryginale się sprawdza, ale czy jest sens próbować w modelu? Problem polega na tym, że jak go zmniejszę, to zmieni się linia kadłuba, a tego chcę uniknąć. Jeżeli dobrze interpretuję charakterystyki, to przy takim kącie dla tego profilu występuje największa wartość stosunku siły nośnej do oporu. Prawdopodobnie takie było założenie konstruktora.

 

Można by spróbować trochę "oszukać" zmniejszając trochę ten kąt, a zarazem zwiększając kąt zaklinowania statecznika. Tylko czy trzeba?

 

Gdyby ktoś miał jakieś sugestie to chętnie wysłucham.

[stan_m]

Witam,

 

Mam potrzebę (wewnętrzną) aby zbudować model na profilu NACA 23012. Moje obiekcje dotyczą kąta natarcia. Oryginał, którego model chcę zbudować, lata na kącie 5^o.

 

Czy ktoś miał do czynienia z tym profilem przy takim kącie natarcia? Wydaje się bardzo duży. W oryginale się sprawdza, ale czy jest sens próbować w modelu? Problem polega na tym, że jak go zmniejszę, to zmieni się linia kadłuba, a tego chcę uniknąć. Jeżeli dobrze interpretuję charakterystyki, to przy takim kącie dla tego profilu występuje największa wartość stosunku siły nośnej do oporu. Prawdopodobnie takie było założenie konstruktora.

 

Można by spróbować trochę "oszukać" zmniejszając trochę ten kąt, a zarazem zwiększając kąt zaklinowania statecznika. Tylko czy trzeba?

 

Gdyby ktoś miał jakieś sugestie to chętnie wysłucham.

Należy jeszcze policzyć liczbę Re dla danej (założonej) cięciwy płata. 5 stopni dla NACA 23012 to nie jest jeszcze dużo patrząc na charakterystykę profilu (kąt krytyczny natarcia jest w okolicach 8 stopni). Ja zbudowałem kiedyś model samolotu RWD-10 w skali 1:4,5 z tym właśnie profilem i kątem natarcia profilu płata 3,5 stopnia. Model latał rewelacyjnie. Natomiast odradzam wszelkie kombinacje z kątami zaklinowania statecznika bo to może mieć negatywny wpływ na statecznosć podłużną (chociaż nie musi). Ogólnie: dobrze dobrany profil płata (w tym kąty natarcia) nie powinien mieć związku z kątem zaklinowania statecznika poziomego...

 

[Callab]

Dziękuję Staszku za odpowiedź. Pomogła mi poukładać sobie w głowie moje własne spostrzeżenia.

 

Odnośnie Re:

 

Cięciwa płata będzie wynosić 400 mm. Zakładając prędkości lotu w zakresie 5,5-22 m/s (20-80km/h), Re będzie odpowiednio wynosić: 155000 i 622000. I odpowiednio na końcówce 89 tys. i 357 tys. Przyjmując górną granicę zakresu krytycznego na 80000, znajdzie się w zakresie nadkrytycznym.

[stan_m]

Dziękuję Staszku za odpowiedź. Pomogła mi poukładać sobie w głowie moje własne spostrzeżenia.

 

Odnośnie Re:

 

Cięciwa płata będzie wynosić 400 mm. Zakładając prędkości lotu w zakresie 5,5-22 m/s (20-80km/h), Re będzie odpowiednio wynosić: 155000 i 622000. I odpowiednio na końcówce 89 tys. i 357 tys. Przyjmując górną granicę zakresu krytycznego na 80000, znajdzie się w zakresie nadkrytycznym.

Cieszę się, Wojtku... . I powodzenia w budowie.

[Czaro]

Czasem nie mylicie kąta natarcia z kątem zaklinowania?

[stan_m]

Czasem nie mylicie kąta natarcia z kątem zaklinowania?

Nie mylimy, jako że w 99 procentach samolotów i szybowców kąt zaklinowania płata jest "konstrukcyjną" realizacją kąta natarcia płata i to on właśnie jest mierzony przy wszelkiego rodzaju niwelacjach, montażach ostatecznych płatowca co jest zapisane w Książce Pokładowej w części pt. "Płatowiec i silnik".

Jak wiadomo kąt natarcia płata to kąt zawarty między kierunkiem (prostą) napływu niezaburzonej strugi powietrza (wg Międzynarodowej Atmosfery Wzorcowej) a cięciwą płata, zaś kąt zaklinowania to kąt między tą samą cięciwą płata a osią kadłuba, która własnie w tych 99 procentach jest równoległa do kierunku strugi powietrza. Można sobie co prawda wyobrazić kadłub, którego oś celowo nie jest równoległa do opływającego go powietrza ale to już cecha samolotu eksperymentalnego, którego Wojtek chyba nie buduje...

[BRoman]

Kilka trenerków na tym profilu.Kąty jak pamiętam od 1,5 do 2,5. Żadnych problemów. Sympatyczny profil

[TeBe]

Ogólnie: dobrze dobrany profil płata (w tym kąty natarcia) nie powinien mieć związku z kątem zaklinowania statecznika poziomego..

 

Przepraszam za selektywne cytowanie, ale się z tym zdaniem nie zgadzam :-) Bo kąt natarcia płata w locie jest związany z kątem zaklinowania statecznika poziomego. 

[psiwak]

Tomku a ja się z tobą nie zgodzę i Stanisław ma racje

... Bo kąt natarcia płata w locie jest związany z kątem zaklinowania statecznika poziomego. 

 

Kąt natarcia płata jest związany z zapewnieniem tylko i wyłącznie niezbędnej siły nośnej.

Nie wiem kiedy to się zaczęło ale ostatnimi czasy te stwierdzenie (wg mnie błędne) jest często powtarzane i utrwalane. To zaklinowanie statecznika jest podrzędne a nie nadrzędne.

[kojani]

Przepraszam za selektywne cytowanie, ale się z tym zdaniem nie zgadzam :-) Bo kąt natarcia płata w locie jest związany z kątem zaklinowania statecznika poziomego. 

Może rozwiniesz...

Generalnie kąt zaklinowania statecznika poziomego powinien być równoległy do osi kadłuba, każdy inny kąt będzie powodował zwiększanie oporów kadłuba w locie.

[list]

A czy opływ równoległy do osi (geometrycznej???) kadłuba zapewnia minimum oporu? Na ogół (dla układów klasycznych) kąty projektuje się tak, aby minimum oporu płatowca uzyskać przy prędkości przelotowej. Każdy inny stan lotu (również prędkości) nie spełnia powyższego warunku.

[kojani]

A czy opływ równoległy do osi (geometrycznej???) ...

Oś konstrukcyjna kadłuba.

[stan_m]

Tomku a ja się z tobą nie zgodzę i Stanisław ma racje

 

Kąt natarcia płata jest związany z zapewnieniem tylko i wyłącznie niezbędnej siły nośnej.

Nie wiem kiedy to się zaczęło ale ostatnimi czasy te stwierdzenie (wg mnie błędne) jest często powtarzane i utrwalane. To zaklinowanie statecznika jest podrzędne a nie nadrzędne.

 

Przepraszam za selektywne cytowanie, ale się z tym zdaniem nie zgadzam :-) Bo kąt natarcia płata w locie jest związany z kątem zaklinowania statecznika poziomego. 

Właśnie, właśnie...Jak słusznie zauważył Paweł kąt natarcia płata ( a ściślej profilu płata...) niektórzy wiążą z kątem zaklinowania statecznika poziomego. To są całkowicie rozdzielne pojęcia i nie mające na siebie wpływ (oczywiście na etapie rozważań teoretycznych).

Zasadniczo kąt natarcia dotyczy PROFILU PŁATA czyli charakterystyki profili są podawane dla określonych liczb Re, które to liczby zawierają informacje o cięciwie skrzydła o danym profilu. Kąt zaklinowania płata to już konkretne rozwiązanie praktyczne czyli skrzydło samolotu o określonej rozpiętości i cięciwie zamontowane do kadłuba wg określonego w stosunku do osi podłużnej samolotu kąta.

[kesto]

Mam ten profil w swoim Biesie i jestem bardzo zadowolony z właściwości lotnych modelu.

[TeBe]

Dobrze, była późna noc i niejasno trochę napisałem.

1. Chciałem powiedzieć, że nie w każdym modelu oś modelu jest oczywistą oczywistością. Zmiana kąta zaklinowania statecznika poziomego spowoduje, że rzeczywista oś kadłuba (czyli linia pozioma modelu w locie) zmieni się i zmieni się również kąt natarcia skrzydła.

2. Kąt zaklinowania statecznika poziomego względem osi kadłuba zwykle nie jest zerowy, tylko dodatni. Patrz "Mechanika lotu" http://knl.meil.pw.edu.pl/szkolenia/zas/mechanika.pdf rysunek 90 na stronie 84.

3. Jeszcze ciekawiej robi się w modelach z kadłubem nośnym, w których sam kadłub ma  niezerowy "kąt natarcia".

[stan_m]

Dobrze, była późna noc i niejasno trochę napisałem.

1. Chciałem powiedzieć, że nie w każdym modelu oś modelu jest oczywistą oczywistością. Zmiana kąta zaklinowania statecznika poziomego spowoduje, że rzeczywista oś kadłuba (czyli linia pozioma modelu w locie) zmieni się i zmieni się również kąt natarcia skrzydła.

2. Kąt zaklinowania statecznika poziomego względem osi kadłuba zwykle nie jest zerowy, tylko dodatni. Patrz "Mechanika lotu" http://knl.meil.pw.edu.pl/szkolenia/zas/mechanika.pdf rysunek 90 na stronie 84.

3. Jeszcze ciekawiej robi się w modelach z kadłubem nośnym, w których sam kadłub ma  niezerowy "kąt natarcia".

Ad. Zmiana kąta zaklinowania statecznika poziomego w czasie lotu lub przed startem na ziemi (co jest stosowane w samolotach pasażerskich i transportowych ale również w samolotach sportowych ze względu na korektę wyważenia lub warunki atmosferyczne i czas przelotu) oczywiście zmieni rzeczywisty kat natarcia ale jest to sytuacja WYMUSZONA przez stan lotu. Samolot na desce zawsze jest projektowany od narysowania osi kadłuba i to jest baza dla wszelkich dalszych poczynań konstruktora jak też jest to linia odniesienia do ustalenia kątów zaklinowania płaszczyzn nośnych.

Ad.2.Idealny projekt samolotu to właśnie taki, że kąt zaklinowania statecznika poziomego wynosi zero co skutkuje prawidłowym i niezakłóconym lotem poziomym w którym wysokość da się sterować używając gazu lub ciągu silnika wyłącznie (dodanie gazu - nabieranie wysokosci, ujęcie gazu-opadanie) bez dotykania sterów. Wszelkie inne kąty zaklinowania niż zero świadczą o jakimś błędzie w układzie aerodynamicznym płatowca lub o celowym kompromisie albo o...skromnym budżecie na korektę prototypów.

Ad.3.W zasadzie każdy kadłub jest nośny czyli wytwarza siłę nośną jeżeli porusza się z prędkością...Jednak nie zawsze jest to taka siła nośna, którą warto wykorzystać. Dlatego konstruktor najpierw oddzielnie liczy "biegunową skrzydła", "biegunową kadłuba", "biegunową statecznika poziomego" i "biegunową usterzenia" czyli dla każdego - Cx/Cz. Potem dopiero powstaje "biegunowa prędkości samolotu". Mając "biegunową kadłuba" można łatwo ocenić czy da się z niego zrobić "generator siły nośnej" ( poprzez odpowiedni kąt natarcia ale tez i kształt, który siły nośnej doda ale ujmie np. miejsca dla pasażerów, bagaż, paliwo etc.). Najczęściej jednak kadłub wykorzystuje się jako "przestrzeń użytkową" a nie wytwórcę siły nosnej (istotnej). Z tego powodu kąt natarcia kadłuba jest zerowy czyli najkorzystniejszy ze względu na jego funkcję...

[Callab]

Dziękuję Panowie za odpowiedzi i ciekawą dyskusję.

 

Odnośnie pytania głównego:

 

Miałem jedną informację od modelarza, który zastosował profil NACA 23012 w modelu, że model mu nie latał dobrze. Wasze wypowiedzi przekonały mnie, że na tym profilu można zbudować dobrze latający model.

Wciąż jednak mam pewną, nazwijmy to, niepewność, czy kąt natarcia 5^o nie będzie za duży. Niemniej jednak taki właśnie profil z takim kątem zaklinowania płata (o tym poniżej) zastosuję (relacja niebawem się pojawi na forum, jak tylko zbiorę odpowiednią ilość zdjęć z budowy).

 

Odnośnie kątów w samolocie, którego model buduję:

 

Oś kadłuba przyjęta jest jako 0^o

Kąt zaklinowania statecznika poziomego 0^o

Kąt zaklinowania skrzydeł 5^o

 

Są to zarazem kąty natarcia dla tego samolotu.

[Czaro]

Stan_M, a o momencie pochylającym to czasem nie zapominasz?

Jakby było jak piszesz, statecznik byłby w samolocie w ogóle nie potrzebny. Zerowy kąt natarcia na stateczniku występuje w locie tylko w jednej jedynej kombinacji prędkości lotu i wyważenia. Ile w trakcie lotu taki stan trwa? Wydaje mi się, że niedługo.

Sterowanie wysokością lotu zmieniając obroty silnika można w każdym statecznym samolocie. Niezależnie od kątów zaklinowania.

[RenoFlo]

Wojtek,

a nie będziesz potrzebował rozpędzić tego modelu w locie poziomym? z takim kątem (5 st.) będzie trudno, a przy podejściu do lądowania łatwo o przekroczenie kąta krytycznego. na szczęście ten profil znosi to dość łagodnie

Chyba ze to experimental i ma dźwigać wielkie ciężary, to ok,

Cz w okolicach 1,0 i powyżej przydaje się przy starcie i lądowaniu. w przelocie zwykle powinno wystarczyć (rozsądne obciążenie powierzchni) Cz w przedziale 0,2 - 0,4

 

Róznice zdań wynikają, jak mniemam z faktu, iż każdy myśli o innym stanie lotu. A wszelkie "nastawy" kątów są prawidłowe i nie wymagają korekt sterem lub trymerem tylko dla jednego, jedynego stanu obciązenia/prędkości/ciągu/kąta/wyważenia.

[stan_m]

 

Stan_M, a o momencie pochylającym to czasem nie zapominasz?

Jakby było jak piszesz, statecznik byłby w samolocie w ogóle nie potrzebny. Zerowy kąt natarcia na stateczniku występuje w locie tylko w jednej jedynej kombinacji prędkości lotu i wyważenia. Ile w trakcie lotu taki stan trwa? Wydaje mi się, że niedługo.

Sterowanie wysokością lotu zmieniając obroty silnika można w każdym statecznym samolocie. Niezależnie od kątów zaklinowania.

Jeżeli mówimy o układzie klasycznym płatowca, gdzie na skrzydło działa moment pochylający od wypadkowej siły nosnej (względem środka aerodynamicznego) ORAZ moment tej samej wypadkowej siły nosnej wględem środka cięzkości to statecznik poziomy , zgodnie z I zasadą dynamiki Newtona ZAWSZE będzie potrzebny, gdyż to on wytwarza moment równoważący dla wspomnianych wczesniej momentów siły nosnej skrzydła...A o takim układzie mówimy.

Nie jest wcale tak, że kąt natarcia statecznika w czasie lotu jest zawsze zerowy (skoro konstrukcyjnie kąt zaklinowania jest zrobiony na „0”). Kąt natarcia statecznika poziomego w zaleznosci od potrzeb lotu (wielkośc momentu potrzebnego do zrównowazenia momentów siły nosnej płata w danym stanie lotu) zmienia wychylenie steru wysokości...

To jest ten własnie „idealny” stan lotu o który pytasz , kiedy samolot leci lotem ustalonym (stała prędkosc i wysokość lotu) bez ingerencji sterów i jest to  parametr użytkowy...

Sterowanie wysokością poprzez używanie tylko gazu oczywiscie mozliwe jest w samolocie o duzym zapasie steteczności podłużnej ale dodatkowo w ZAKRESIE pewnej prędkości podróżnej dla samolotów z kątem zaklinowania statecznika „0”.

Zaś dla samolotów tak samo statecznych ale z kątami zaklinowania statecznika poziomego różnymi od zera – tylko dla jednej określonej wartosci prędkosci postępowej samolotu...Z powodów oczywistych.