Onde está o fluxo de passagem? Como o fluxo sábio do ponto aponta o ar para a ponta da asa?

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Se você pesquisar no Google por um fluxo de amplitude estendida, o primeiro resultado sob a guia "Imagens" será uma imagem de uma asa com o fluxo de amplitude no final:


( Fonte )

Se você observar outras fotos, verá outras imagens que mostram o fluxo inteligente na borda de ataque:


( Source )

O fluxo está na borda de ataque ou final?

No começo eu pensei que o fluxo deveria estar no bordo de fuga porque isso faria com que o fluxo de ar apontasse mais e mais na direção da ponta da asa. Depois de pensar um pouco, percebi que o ar (span wise flow) deveria estar fluindo ao longo da borda principal, porque é aí que o ar se divide em primeiro lugar.

Então, basicamente, estou perguntando se o fluxo de extensão está fluindo ao longo da borda de ataque ou de ataque da asa.

Como esse ar faria com que o fluxo de ar gradualmente apontasse para a ponta da asa?

    
por Crafterguy 30.05.2017 / 23:29

2 respostas

As duas imagens da questão mostram apenas como decompor o vetor de velocidade nos componentes normal e paralelo. Eles não estão nem perto de vetores de fluxo "reais".

Primeiramente, eu recomendo ler esta resposta para que você Tenha uma idéia de como o ar é acelerado e desacelerado ao fluir ao redor de um aerofólio. Note que a área de baixa pressão sobre a asa irá sugar mais ar. Esta resposta também pode ser útil porque olha mais de perto a camada limite.

Com uma asa varrida, o mesmo acontece, mas agora o fluxo não ficará na seção de uma asa, mas mostrará um componente lateral adicional. Novamente, o ar é sugado para a área de baixa pressão, mas como essa área é um pouco para o lado da direção da asa, as linhas de fluxo inicialmente se moverão em direção ao centro da asa no lado superior em caso de retorno. .

Mas isso não pode durar: a recuperação da pressão sobre a parte traseira do aerofólio reduz essa flexão, de modo que as linhas de fluxo se tornam quase paralelas à direção de movimento da asa. Quanto mais baixa a pressão local, mais as linhas de fluxo se curvam para dentro. Acima da pressão ambiente na borda de fuga ou no lado inferior da asa, as linhas de fluxo serão dobradas de acordo.

Deixe a cor vermelha denotar sucção: ela dobra as linhas de fluxo (pretas) em direção a ela, criando um componente de fluxo em sentido horário. Quanto maior a sucção (quanto mais vermelha a cor), maior a curvatura. As setas ciano mostram as linhas de fluxo dentro da camada limite. Ao perder parte da aceleração inicial para o atrito, mas estando sujeito à mesma desaceleração na região do aumento de pressão, o fluxo da camada limite mostra uma tendência mais strong em direção à ponta. Para ser preciso: A aceleração e desaceleração atua em uma direção perpendicular às linhas do acorde relativo local. O esboço acima exagera essa flexão por uma questão de clareza.

Agora, precisamos examinar a camada limite para obter uma imagem completa: aqui a velocidade do fluxo é reduzida por fricção, de modo que o resultado dessa aceleração de entrada inicial é desgastado gradualmente. O resultado é uma torção dos vetores de velocidade locais sobre a espessura da camada limite de tal forma que o componente de entrada é gradualmente reduzido quanto mais próximo você chegar à pele da asa. Agora, a desaceleração na área de recuperação de pressão diminuirá o ar já desacelerado próximo à asa e, novamente, essa desaceleração ocorrerá em uma direção perpendicular às linhas de igual corda. Se essa desaceleração for suficiente, ela deixará o fluxo da camada limite com um componente de velocidade de saída. Tal desaceleração traz o fluxo perto da separação então ocorre apenas em um ângulo de ataque mais alto quando a asa se aproxima. Observe que somente a camada limite exibirá um componente de velocidade de ponta.

Somente quando o fluxo se separa, a camada limite se espessa além da linha de separação (linha azul no esboço acima) e o fluxo em sentido horário se tornará significativo. O fluxo separado é caracterizado por um componente de velocidade de avanço local e, agora, após a linha de separação, você obtém uma camada de ar que é deixada com um componente maioritariamente spanning; motor de popa no caso de uma asa de varredura e no interior, no caso de uma asa de varredura para frente.

    
02.06.2017 / 23:53

Essas imagens são válidas na borda de ataque, e no bordo de fuga, e em todos os pontos intermediários na área da asa. Mas isso é apenas uma explicação sobre por que a varredura das asas retarda o choque supersônico. Nas imagens da pergunta, o fluxo de ar real é o fluxo da seta preta marcado com Total , e isso não flui em direção à ponta. Há mais na história.

Nos diagramas, a seta preta marcada Total é perpendicular à fuselagem. Se uma asa para trás for inclinada em um ângulo de ataque maior, a seta preta marcada Total começará a se desviar em direção às pontas das asas. Um perfil de asa parcialmente parado parece com isso: Após o ponto de separação, há baixa pressão. Quando olhamos para o lado de cima de uma asa para trás, a linha de baixa pressão corre ao longo do bordo de fuga. Considere o ponto vermelho no bordo de fuga: ele vê uma região com alta pressão para um lado (em direção à raiz, vindo da parte inferior da asa) e baixa pressão em direção à ponta, e o ar começa a fluir em direção à ponta. Então, as linhas de fluxo parecem nesta foto. Então o fluxo sábio é:

  • O componente do Spanwise nas imagens na pergunta

  • Um componente extra que dobra a corrente de ar em direção à ponta da asa.

Isso faz com que as asas voltadas para trás se prendam primeiro, o que causa um momento de arremesso de ponta para cima (o que aumenta o stall) e perda de controle do aileron. Não efeitos desejáveis, e para ser limitado, tanto quanto possível.

    
31.05.2017 / 13:21