Що таке число Рейнольдса
При малої скрорсті руху тіла в рідині або повітрі обтікання тіла потоком відбувається ламінарно. При великій швидкості - турбулентному. Виявляється, що, якщо модель літака випробувати в воді зі швидкістю 7 км / год і в повітрі зі швидкістю 100 км / год, то результат буде однаковий. Тому модель літака можна відчувати в гідроканале. Можна модель зменшити в два рази, а швидкість обтікання збільшити в два рази і від цього теж нічого не зміниться. Поведінка тіла в середовищі характеризується безрозмірним коефіцієнтом - числом Рейнольдса. Воно дорівнює добутку характерного розміру тіла (діаметру труби, по якій тече рідина, хорді крила.) На швидкість руху поділене на в'язкість середовища.
Перехід від ламінарного до турбулентного руху відбувається при значенні числа Рейносльса, яке називають критичним. Для руху води по трубах критичне значення лежить в межах 1200 - 20 000. При перевищенні критичного значення опір значно зростає. Для авіаційних профілів, рухомих в повітрі або воді картина зворотна.
Як вважається число Рейнольдса? Формула дуже проста.
Для повітря Re = 68 500 * Vb, де V - швидкість набігання потоку на крило, b - хорда. Для води Re = 1 000 000 V * b.
Існує критичне значення числа Рейнольдса. Менше цього значення опір крила велике, а підйомна сила мала. Вище цього значення опір в кілька разів падає, а підйомна сила в кілька разів зростає. Для плоскої пластини це значення дорівнює 10 000, для звичайних крил (профілів) в районі 50 000 - 100 000, для товстих крил - до 150 000, для кулі - 410 000. Ці цифри наведені для плавно поточного (ламінарного) потоку. Якщо в повітрі присутні численні дрібні вихори (підвищена турбулентність повітря), то критичне значення числа Рейнольдса знижується. Може знизитися навіть в три рази. Комахи, що літають при малих числах Рейнольдса, мають жорсткі ворсинки на передній частині крила. Ці ворсинки створюють штучну турбулентність, і внаслідок цього підвищують підйомну силу. Ці щетинки одночасно збільшують лобове опір. Виграш для комах все ж є.
За впливом числа Re на Cy max профілі можна умовно розділити на чотири групи:
* До першої групи належать симетричні профілі та профілі з малою кривизною не більше 2-2,5% від хорди, тонкі профілі з середньою кривизною, максимальна ордината якої знаходиться в задній половині хорди профілю. Cy max профілів цієї групи зростає при збільшенні числа Re
* До другої групи профілів відносяться профілі з товщиною 12-16% із середньою кривизною 3-4% від хорди, максимальна ордината якої розташована на відстані (0,4-0,45) b від носка. Величина Cy max профілів цієї групи дуже слабо убуває при зростанні Re
* До третьої групи належать сильно увігнуті профілі з середньою кривизною близько 3-4%, але з ординатою максимальної кривизни, розташованої на відстані (0,2-0,25) b від носка і товсті профілі з середньою кривизною. Cy max цих профілів сильно убуває при зростанні Re
* До четвертої групи належать профілі з гострою або злегка закругленою передньою кромкою. Cy max цих профілів дуже малий (0,4-0,5). Збільшення Re злегка збільшує значення Cy max
Всі профілі можна розділити на кілька груп:
- профілі серій P-II, P-III, NACA 44, ЦАГІ-846, Go відносяться до класичних профілів, розробленим в 30-і роки. Ці профілі мають гарні несучими властивостями, плавної залежністю Cy (a) в області критичних кутів атаки, що не пред'являють особливих вимог до якості поверхні і точності виконання контуру профілю. Такі профілі можуть бути використані для крил з м'якою обшивкою, при цьому втрати в несучих властивостях і аеродинамічному опорі, в порівнянні з жорстким крилом, будуть не дуже значні. З цієї причини такі профілі можуть знайти широке застосування на легких літаках схематичних конструкцій
- до іншої групи профілів відносяться P-III, MS 16/209, Д-2, К-3, NACA 230, NACA 430, GA (W) -1. Вони володіють хорошими несучими властивостями і високим значенням відношення Cy max / Cxp min. Ці профілі предьявляют більш високі вимоги до дотримання форми контуру і можуть бути рекомендовані для застосування на легких літаках з жорстким крилом
- профілі серії С мають високі несучі властивості і різкою зміною залежності Cy (a) в області критичних кутів атаки. Вони пред'являють високі вимоги до чистоти поверхні і точності контура профілю і призначені для пілотажно-акробатичних літаків. Застосування таких профілів для крил аматорських літаків загального призначення небажано через підвищеної небезпеки до звалювання
- ламінарізірованние профілі серії FX. розроблені Вортманна, мають високі несучі властивості і аеродинамічним якістю, в тому числі на малих числах Re. Такі профілі можуть бути рекомендовані для планерів і легких рекордних літаків з жорстким крилом. Ці профілі предьявляют підвищені вимоги до якості поверхні і точності виконання контуру профілю при створенні літального апарату і в процесі експлуатації.
турбулентний потік це більший опір ніж ламинарное і в трубе.і для м'ячика гольфу в польоті. але турбулентний потік більш енергітічен (тут з терміном проблемка. я так його назвав. кому не подобається може назвати по іншому) за рахунок перемішування частинок потоку і він більш стійкий. його складніше "відірвати" від профілю (поверхні м'яча), а ламірнарний "відривається" раніше і зірваний ламінарний потік створює більший опір ніж притиснутий турбулентний.