В аэродинамике профиля — форма поперечного сечения крыла, лопасти (пропеллера, ротора или турбины), паруса или другой гидроаэродинамической конструкции.
Тело в форме профиля крыла, двигаясь в потоке газа или жидкости, создаёт подъёмную силу, перпендикулярную направлению потока (теорема Жуковского). Профили для дозвуковых скоростей имеют характерную форму с закруглённой передней и острой задней кромками, часто с асимметричной кривизной. Для сверхзвуковых скоростей обтекания профили обычно имеют острые кромки и малую относительную толщину (отношение толщины профиля к хорде, выражаемое в процентах). При дозвуковых скоростях обтекания основная часть подъёмной силы создаётся за счёт разрежения (подсоса) над профилем, а при сверхзвуковых скоростях обтекания — преимущественно за счёт повышения давления (подпора) под профилем. Такое различие в формах профилей обусловлено особенностями взаимодействия потока с поверхностью при разных скоростях.
Классический профиль
Классический аэродинамический профиль крыла характеризуется выпуклой верхней стороной и практически прямой нижней стороной.
Подъемную силу крыла можно посчитать по формуле
, где:
- — подъёмная сила (Н),
- — коэффициент подъёмной силы, зависящий от угла атаки (получается опытным путём для разных профилей крыла),
- — плотность воздуха на высоте полёта (кг/м³),
- — скорость набегающего потока (м/с),
- — характерная площадь (м²).
Формула для расчёта лобового сопротивления сходна с вышеприведённой, за исключением того, что используется коэффициент лобового сопротивления вместо коэффициента подъёмной силы .[1]
Суперкритический (сверхкритический) профиль
Суперкритический (сверхкритический) профиль предназначен прежде всего для задержки возникновения волнового сопротивления в трансзвуковом диапазоне скоростей.
Связанные определения
- Профиль, имеющий вытянутую вдоль потока форму, скруглённую к потоку переднюю кромку и острую заднюю кромку, называется крыловым профилем;
- Хорда — отрезок прямой, соединяющей две наиболее удаленные друг от друга точки профиля[2];
- Длина профиля — длина хорды;
- Максимальный размер в направлении, перпендикулярном хорде — толщина профиля;
- Угол между направлением скорости набегающего потока и хордой — угол атаки;
- Относительная толщина профиля — отношение его максимальной толщины к хорде.
См. также
- Аэродинамическое сопротивление
- Аэродинамическое качество
- Аэродинамический профиль Кляйна-Фогельмана
- Справочник авиационных профилей
Примечания
- ↑ Аэродинамические характеристики крыла. clstunt.ru. Дата обращения: 12 октября 2023.
- ↑ Военно-авиационный словарь : [рус.] / П. Ф. Березин и др.. — М. : Воениздат, 1966. — 472 с.