Аэродинамический профиль

Развитие профилей крыла с 1908 по 1944 годы

В аэродинамике профиль — 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. Профили для сверхзвуковых скоростей обтекания имеют острые кромки для снижения сопротивления крыла и малую относительную толщину (отношение толщины профиля к хорде, выражаемое в процентах). При дозвуковых скоростях обтекания основная часть подъемной силы создается за счет разрежения над профилем, а при сверхзвуковых скоростях обтекания — только за счет повышения давления под профилем (этим, в основном, обусловлено такое различие в формах профилей для до- и сверхзвуковых скоростей).

Классический профиль

Классический аэродинамический профиль крыла — это крыло, где верхняя сторона профиля будет выпуклая, а нижняя будет практически прямой.

Подъемную силу крыла можно посчитать по формуле

Примеры профилей крыла

[math]\displaystyle{ Y = C_y \frac{\rho V^2}{2} S }[/math]где:

[math]\displaystyle{ Y }[/math] — подъёмная сила (Н),

[math]\displaystyle{ C_y }[/math] — коэффициент подъёмной силы, зависящий от угла атаки (получается опытным путём для разных профилей крыла),

[math]\displaystyle{ \rho }[/math] — плотность воздуха на высоте полёта (кг/м³),

[math]\displaystyle{ V }[/math] — скорость набегающего потока (м/с),

[math]\displaystyle{ S }[/math] — характерная площадь (м²).

Формула для расчёта лобового сопротивления сходна с вышеприведённой, за исключением того, что используется коэффициент лобового сопротивления [math]\displaystyle{ C_x }[/math] вместо коэффициента подъёмной силы [math]\displaystyle{ C_y }[/math].

Подъемная сила крыла

Суперкритический (сверхкритический) профиль

Это особый вид профиля, когда его форма приближена к идеальному углу атаки .

Связанные определения

• Профиль, имеющий вытянутую форму вдоль потока, скруглённую к потоку переднюю и острую заднюю кромки, называется крыловым профилем.
• Хорда — отрезок прямой, соединяющей две наиболее удаленные друг от друга точки профиля.
• 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
• Справочник авиационных профилей