Глава 1. Основы аэродинамики дельтаплана

Геометрические параметры крыла

Геометрические параметры крыла имеют решающее значение при определении оптимальной конструкции дельтаплана. Правильно подобрать геометрические параметры крыла дельтаплана, чтобы они соответствовали физическим данным, уровню подготовки пилота и назначению аппарата,- важнейшая задача. Основным геометрическим параметром крыла является его площадь. Имеется явная связь между площадью крыла дельтаплана класса "Стандарт"^* и массой пилота. Это можно выразить следующей зависимостью:

где S - площадь крыла в квадратных метрах; m_п - масса пилота в килограммах; K_s - коэффициент, от которого зависит устойчивость и управляемость аппарата. Значение коэффициента K_s меняется довольно значительно, что видно из приведенной ниже таблицы:

^* (Дельтапланы класса "Стандарт" - наиболее распространенные, поэтому геометрические параметры крыла рассматриваются на их примере.)

• 1,6 Требует безветренной погоды
• 1,4 Труден в управлении в случае внезапного порыва ветра и при парении; предназначен для опытного пилота
• 1,2 Легок в управлении
• 1,0 Хорошая управляемость, аппарат быстр и требует хорошего ветра для полета
• 0,8 Очень хорошая управляемость при сниженной устойчивости, аппарат очень быстр и для полета требует ветра значительной силы

Площадь крыла S связана с его другими геометрическими параметрами: S = lb_ср, где l - размах крыла в метрах; b_ср - средняя геометрическая хорда крыла в метрах.

Важное значение имеют такие безразмерные геометрические параметры крыла, как удлинение λ и сужение η. Удлинение определяется зависимостью λ = ^l2/_S = ^l/_bср, а сужение характеризует отношение величин корневой и концевой хорд крыла: η = ^b₀/_bk, причем b₀ = ^2λb_ср/_{(η + 1)}.

Рис. 1. Геометрическая закрутка и углы атаки сечений по размаху крыла дельтаплана класса 'Стандарт'

Геометрической характеристикой крыла является и форма его срединной поверхности. Она определяется набором вогнутых профилей, закрученных на некоторый угол относительно центрального сечения (килевого). На рис. 1 ..приводится пример такой закрутки и дается зависимость угла закручивания сечений крыла по его размаху от конструктивных параметров дельтаплана [7].

Характеристическими размерами дельтаплана следует считать: S - площадь крыла; l - размах крыла; b_САХ - средняя аэродинамическая хорда (САХ) крыла; Δ - угол каркаса при вершине (рис. 2). Первые две величины уже нам знакомы, остается рассмотреть две последние.

Рис. 2. Геометрия дельтаплана

Для вычисления средней аэродинамической хорды трапециевидного крыла с любым углом при вершине удобно использовать зависимость

Формула для вычисления средней аэродинамической хорды треугольного крыла с задней кромкой, перпендикулярной оси Ox (килю), имеет более простой вид;

Положение средней аэродинамической хорды по размаху трапециевидного крыла определяется как

Значение САХ и ее положение можно определить и геометрическим путем, как показано на рис. 2.

Угол при вершине Δ - та величина, которая обычно указывается в проспектах и технической документации. С углом стреловидности крыла χ он связан простым соотношением

От геометрических параметров крыла зависят аэродинамика, вес, прочность и аэроупругость дельтаплана.