Кайтинговый форум самодельщиков WindPower: Самодельщики » Инструкция как рассчитать оптимальное положение и размер воздухозаборников в XFoil

Начало » Сделай кайт » Самодельщики » Инструкция как рассчитать оптимальное положение и размер воздухозаборников в XFoil

Показать: Сегодняшние сообщения :: Показать голосования :: Навигатор по сообщениям

Инструкция как рассчитать оптимальное положение и размер воздухозаборников в XFoil [сообщение #13772]

Mon, 07 September 2009 15:47

DesertEagle

Сообщений: 351
Зарегистрирован: January 2008
Географическое положение: Москва

Гуру кайтостроения

Есть хорошая программа для расчета обтекания профилей, называется XFLR5. Скачать можно с сайта http://xflr5.sourceforge.net/xflr5.htm (рекомендую более новую версию QFLR5, скачивается там же). Для кайтостроения она полезна тем, что позволяет рассчитать оптимальый размер и положение воздухозаборников.

1. Сначала в Surfplane в разделе Edit,Profile... экспортируем профиль вашего кайта и меняем у файла расширение с .pfl на .dat, чтобы его можно было открыть в QFLR5 (клик по картинке для увеличения):

http://s56.radikal.ru/i154/0909/19/98d822c0faf6t.jpg

2. Запускаем QFLR5, меню File, XFoil Direct Analysis. Нажимаем вверху на кнопку Open и открываем наш сохраненный профиль.

3. Меню Design, Refine Globally, вводим в Number of Panels вместо 33 число 150 (это количество точек, стандартных 33 мало):

http://s58.radikal.ru/i162/0909/db/d2715bbcf08ct.jpg

4. Меню Polar, Define and Analysis, вводим число рейнольдса для нашего крыла, которое находится по формуле Re=68500*V*b, где V - скорость полета (в случае кайта скорость ветра), b - хорда крыла (в Surfplane в общем описании проекта можно взять максимальную хорду). В этом примере я считал для скорости полета 10 м/с и хорды 2 м: Re=68500*10*2=1370000, но вы должны подставить данные вашего кайта, то есть его хорду и предполагаемую скорость ветра для его площади.

http://s11.radikal.ru/i183/0909/e2/11788f48939ct.jpg

5. Ставим галку Sequence, вводим диапазон углов атаки от -3 до 25 и нажимаем кнопку Analyze:

http://s50.radikal.ru/i128/0909/66/55588a96f901t.jpg

6. Получаем набор картинок с распределением подъемной силы. Изменяя в верхней части экрана текущий угол атаки, либо нажав на кнопку Animate, смотрим анимацию. По этим картинкам определяем оптимальное положение и размер воздухозаборников, чтобы на всех летных углах атаки (это примерно от 3 до 15 градусов) в них попадало максимальное давление от воздушного напора (отмечено кружком):

http://s44.radikal.ru/i105/0909/e5/b5e4e7c40062t.jpg

Поздравляю, теперь вы можете найти оптимальные воздухозаборники для любого профиля Wink

Кроме этого, XFoil имеет еще несколько полезных функций. Зеленая стрелка вверх на профиле - это центр давления, как бы результрующая подъемная сила всего профиля. Во время полета пилот должен находиться ровно под ней, тогда вся система находится в равновесии - сила тяжести тянет пилота вниз, а подъемная силы вверх. При этом само крыло повернуто относительно потока на свой угол атаки. Для летающего крыла надо учитывать его собственное снижение (наклон траектории полета находится через тангенс аэродинамического качества), так что поток дует как бы немного снизу. Но для кайта ветер дует горизонтально вдоль земли, а вместо пилота тяга направлена под углом. Но проще повернуть всю систему и считать как для полета, принцип один и тот же.

Проблема в том, что при изменении угла атаки центр давления обычно сдвигается вдоль хорды. На нессиметричных профилях при уменьшением угла атаки зеленая стрелка смещается к хвосту профиля, и тем самым создает относительно центра тяжести (относительно пилота) момент, который стремится еще сильнее уменьшить угол атаки. А как только он станет меньше нуля, то крыло складывается, потому что стропы работают только на растяжение. Посмотрите сами как распределена подъемная сила на отрицательных углах атаки - ничто не может удержать купол от движения вниз. Именно поэтому на обычных нессиметричных профилях дипауэр не уменьшает угол атаки меньше 3..5 градусов, ниже этого предела момент обычно достаточно велик, чтобы купол сложился сам по себе.

А вот у симметричных профилей центр давления от угла атаки не зависит, это позволяет в теории сделать кайт чуть скоростнее (но с меньшей подъемной силой). Отдельный случай - автостабильные, они же рефлексные профили. У них средняя линия в виде буквы S, а наглядно чаще всего хвостик профиля отогнут немного вверх. У таких профилей с уменьшением угла атаки зеленая стрелка сдвигается не к хвосту профиля, а к носику. И тем самым создает восстанвливающий момент, который поднимает нос и препятстсвует сложению. Но подъемная сила у таких профилей еще меньше, чем у симметричных.

В XFoil вы можете наблюдать как сдвигается зеленая стрелка в зависимости от угла атаки и подбирать профили по устойчивостью к сложениям. А также определять точку подвеса (towpoint), которая должна быть под зеленой стрелкой (центром давления) когда крыло находится на оптимальном балансировочном угле атаки (для парафойлов это около 8 градусов).

Выберите меню View, Polar view чтобы посмотреть графики:

http://s16.radikal.ru/i190/0909/d9/cb772323ce7et.jpg

Здесь вы можете увидеть зависимость момента Cm/Alpha для рассчитанного ранее диапазона углов атаки. Положительный момент поднимает нос вверх и восстанавливает угол атаки (в этом примере профиль слегка рефлексный), а отрицательный опускает носик и ведет к сложению.

Также можно посмотреть график расчетного аэродинамического качества. К сожалению, для парашютного профиля с воздухозаборниками реальное качество на порядок (то есть в 10 раз) меньше, чем теоретическое. Плюс стропы и пилот еще в полтора-два раза его снижают. Поэтому если на картинке Cl/Cd (оно же на основном экране обозначается как L/D) 120 единиц, то реально это не более 6..8 единиц. Аэродинамическое качество на разных углах атаки разное. Обычно за основной полетный угол принимают либо угол с наибольшим аэродинамическим качеством, либо немного в сторону меньшего снижения (зависит от целей разработчика).

Теперь вы знаете основы подбора и анализа профилей, удачи!

[Обновления: Mon, 07 September 2009 15:50]

Известить модератора

Отправить личное сообщение этому участнику

[Список сообщений]

		Инструкция как рассчитать оптимальное положение и размер воздухозаборников в XFoil От: DesertEagle - Mon, 07 September 2009 15:47
		Re: Инструкция как рассчитать оптимальное положение и размер воздухозаборников в XFoil От: kartuz - Mon, 07 September 2009 22:36
		Метод расчета рефлексного профиля с максимальным теор. качеством. От: Cruiser - Sat, 19 September 2009 20:14
		Re: Метод расчета рефлексного профиля с максимальным теор. качеством. От: Ali - Sat, 19 September 2009 22:41
		Re: Метод расчета рефлексного профиля с максимальным теор. качеством. От: Cruiser - Sun, 20 September 2009 10:09
		Re: Метод расчета рефлексного профиля с максимальным теор. качеством. От: Ali - Sun, 20 September 2009 12:55
		Re: Метод расчета рефлексного профиля с максимальным теор. качеством. От: Cruiser - Sun, 20 September 2009 13:22
		Re: Метод расчета рефлексного профиля с максимальным теор. качеством. От: Ali - Sun, 20 September 2009 15:10
		Re: Метод расчета рефлексного профиля с максимальным теор. качеством. От: Cruiser - Sun, 20 September 2009 15:17
		Re: Метод расчета рефлексного профиля с максимальным теор. качеством. От: ТИМА - Sun, 20 September 2009 19:38
		Re: Метод расчета рефлексного профиля с максимальным теор. качеством. От: Cruiser - Mon, 28 September 2009 14:53
		Re: Метод расчета рефлексного профиля с максимальным теор. качеством. От: Pass - Tue, 29 September 2009 11:11
		Re: Инструкция как рассчитать оптимальное положение и размер воздухозаборников в XFoil От: ПРАКТИК - Sat, 03 April 2010 21:56
		Re: Инструкция как рассчитать оптимальное положение и размер воздухозаборников в XFoil От: wing - Tue, 04 May 2010 15:11
		Re: Инструкция как рассчитать оптимальное положение и размер воздухозаборников в XFoil От: ТИМА - Tue, 04 May 2010 22:09
		Re: Инструкция как рассчитать оптимальное положение и размер воздухозаборников в XFoil От: игорь - Mon, 24 May 2010 09:55
		Re: Инструкция как рассчитать оптимальное положение и размер воздухозаборников в XFoil От: termit - Sun, 04 July 2010 04:16
		Re: Инструкция как рассчитать оптимальное положение и размер воздухозаборников в XFoil От: игорь - Sun, 04 July 2010 15:22
		Re: Инструкция как рассчитать оптимальное положение и размер воздухозаборников в XFoil От: игорь - Sun, 04 July 2010 15:36
		Re: Инструкция как рассчитать оптимальное положение и размер воздухозаборников в XFoil От: ПРАКТИК - Tue, 06 July 2010 17:21
		Re: Инструкция как рассчитать оптимальное положение и размер воздухозаборников в XFoil От: termit - Wed, 07 July 2010 23:06
		Re: Инструкция как рассчитать оптимальное положение и размер воздухозаборников в XFoil От: ПРАКТИК - Thu, 08 July 2010 07:22
		Re: Инструкция как рассчитать оптимальное положение и размер воздухозаборников в XFoil От: ТИМА - Tue, 02 November 2010 21:03

Предыдущая тема:	Самостабилизирующийся профиль
Следующая тема:	так сказать "с нуля" =)

Переход к форуму:

-=] Вернуться вверх [=-

[ Сформировать XML ] [

]

Текущее время: Mon Aug 04 12:04:37 EEST 2025