.DOŚWIADCZALNE CHARAKTERYSTYKI AERODYNAMICZNE MODELU SAMOLOTU TU-154M W OPŁYWIE SYMETRYCZNYM I NIESYMETRYCZNYM

Podobne dokumenty
Doświadczalne charakterystyki aerodynamiczne modelu samolotu dalekiego zasięgu ze skrzydłem o ujemnym kącie skosu w opływie symetrycznym

Doświadczalne charakterystyki aerodynamiczne modelu samolotu F-16 w opływie symetrycznym

Mechanika lotu. TEMAT: Parametry aerodynamiczne skrzydła samolotu PZL Orlik. Anna Kaszczyszyn

Dobrą manewrowość samolotu, czyli zdolność

Projekt skrzydła. Dobór profilu

Numeryczna symulacja opływu wokół płata o zmodyfikowanej krawędzi natarcia. Michał Durka

J. Szantyr Wykład nr 18 Podstawy teorii płatów nośnych Płaty nośne są ważnymi elementami wielu wytworów współczesnej techniki.

PROFIL PRĘDKOŚCI W RURZE PROSTOLINIOWEJ

CHARAKTERYSTYKI AERODYNAMICZNE STATKU POWIETRZNEGO - LOT POZIOMY I ZAKRĘT

PROCES MODELOWANIA AERODYNAMICZNEGO SAMOLOTU TU-154M Z WYKORZYSTANIEM METOD NUMERYCZNEJ MECHANIKI PŁYNÓW.

OPŁYW PROFILU. Ciała opływane. profile lotnicze łopatki. Rys. 1. Podział ciał opływanych pod względem aerodynamicznym

Rys Przeciągniecie statyczne szybowca

Karta (sylabus) przedmiotu Transport Studia I stopnia. Podstawy budowy i lotu statków powietrznych. Język polski

Lot odwrócony samolotu o dużej manewrowości

PROJEKTOWANIE I BUDOWA

Funkcja liniowa - podsumowanie

ANALIZA WYBRANYCH WŁASNOŚCI LOTNYCH MINI-BSP O KLASYCZNYM UKŁADZIE AERODYNAMICZNYM

. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest porównanie na drodze obserwacji wizualnej przepływu laminarnego i turbulentnego, oraz wyznaczenie krytycznej licz

Pomiar rozkładu ciśnień na modelu samochodu

Wyboczenie ściskanego pręta

Kurs teoretyczny PPL (A) Dlaczego samolot lata?

WSTĘPNE STUDiUM WPŁYWU WiNGLETÓW i HAMULCA AERODYNAMiCZNEGO NA ZMiANY CHARAKTERYSTYK AERODYNAMiCZNYCH MODELU SAMOLOTU KLUBOWEGO AS-2

SPRĘŻ WENTYLATORA stosunek ciśnienia statycznego bezwzględnego w płaszczyźnie

BADANIA NAUKOWE WSPIERAJĄCE PROCES EKSPLOATACJI SAMOLOTÓW F-16 W SIŁACH ZBROJNYCH RP

ANALiZA AERODYNAMiCZNA WŁASNOŚCi ŚMiGŁOWCA Z UWZGLĘDNiENiEM NADMUCHU WiRNiKA NOŚNEGO

Księga Pierwsza. Aerodynamika

Podstawy niepewności pomiarowych Ćwiczenia

INSTYTUT INŻYNIERII ŚRODOWISKA ZAKŁAD GEOINŻYNIERII I REKULTYWACJI ĆWICZENIE NR 4 OKREŚLENIE WSPÓŁCZYNNIKA STRAT LOEKALNYCH

POPRAWKI TUNELOWE DO WYNIKÓW BADAŃ MODELI PROFILI W TUNELACH AERODYNAMICZNYCH

ALBUM ZDJĘĆ. Wypadek nr: 269/06 samolot Piper PA T Seneca III; D-GEPA 4 września 2006 r. Gałków Mały k. Koluszek

SYMULACJA OBLICZENIOWA OPŁYWU I OBCIĄŻEŃ BEZPRZEGUBOWEGO WIRNIKA OGONOWEGO WRAZ Z OCENĄ ICH ODDZIAŁYWANIA NA PRACĘ WIRNIKA

Obliczeniowo-Analityczny

AERODYNAMIKA I WYKŁAD 7 WYBRANE ZAGADNIENIA AERODYNAMIKI MAŁYCH PRĘDKOŚCI

7. WYZNACZANIE SIŁ WEWNĘTRZNYCH W BELKACH

Trajektoria rzuconego ukośnie granatu w układzie odniesienia skręcającego samolotu

ANALIZA PRZEPŁYWU W TUNELU AERODYNAMICZNYM PO MODERNIZACJI

Badania charakterystyki sprawności cieplnej kolektorów słonecznych płaskich o zmniejszonej średnicy kanałów roboczych

APARATURA BADAWCZA I DYDAKTYCZNA

J. Szantyr Wykład nr 21 Aerodynamika płatów nośnych Płaty nośne są ważnymi elementami wielu wytworów współczesnej techniki.

Obliczeniowo-Analityczny

ANALIZA CHARAKTERYSTYK AERODYNAMICZNYCH SAMOLOTÓW KLASY UAV Z WYKORZYSTANIEM PROGRAMU TORNADO

Funkcja liniowa -zadania. Funkcja liniowa jest to funkcja postaci y = ax + b dla x R gdzie a, b R oraz

Rys. 1Stanowisko pomiarowe

POLITECHNIKA LUBELSKA

Przykład 4.1. Ściag stalowy. L200x100x cm 10 cm I120. Obliczyć dopuszczalną siłę P rozciagającą ściąg stalowy o przekroju pokazanym na poniższym

BADANIE PROSTEGO ZJAWISKA PIEZOELEKTRYCZNEGO POMIAR NAPRĘŻEŃ

Laboratorium. Hydrostatyczne Układy Napędowe

J. Szantyr Wyklad nr 6 Przepływy laminarne i turbulentne

Projekt nr 2 Charakterystyki aerodynamiczne płata

Mgr inż. Wojciech Chajec Pracownia Kompozytów, CNT Mgr inż. Adam Dziubiński Pracownia Aerodynamiki Numerycznej i Mechaniki Lotu, CNT SMIL

Już niedługo na nasze lotniska przylecą zakupione

1) 2) 3) 5) 6) 7) 8) 9) 10) 11) 12) 13) 14) 15) 16) 17) 18) 19) 20) 21) 22) 23) 24) 25)

BADANIE SILNIKA SKOKOWEGO

Mechanika i Budowa Maszyn

Pytania przygotowujące do egzaminu z Wytrzymałości Materiałów sem. I studia niestacjonarne, rok ak. 2014/15

Statystyczne badanie zasięgu samolotów papierowych. Autor: Michał Maszkowski Rok szkolny wykonania: 2014/2015 Opiekun: p.

ĆWICZENIE 2 WYKRESY sił przekrojowych dla belek prostych

Zadanie 3 Oblicz jeżeli wiadomo, że liczby 8 2,, 1, , tworzą ciąg arytmetyczny. Wyznacz różnicę ciągu. Rozwiązanie:

PAŃSTWOWA KOMISJA BADANIA WYPADKÓW LOTNICZYCH RAPORT KOŃCOWY

Przykład 4.2. Sprawdzenie naprężeń normalnych

Badanie własności aerodynamicznych samochodu

Projekt 1 Wymiarowanie (sizing) analiza trendów, wyznaczenie konstrukcyjnej masy startowej.

ANALIZA ROZKŁADU CIŚNIEŃ I PRĘDKOŚCI W PRZEWODZIE O ZMIENNYM PRZEKROJU

A6: Wzmacniacze operacyjne w układach nieliniowych (diody)

Numeryczna symulacja rozpływu płynu w węźle

J. Szantyr Wykład nr 19 Warstwy przyścienne i ślady 1

POLITECHNIKA LUBELSKA

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Kaliszu

Siły wewnętrzne - związki różniczkowe

MECHANIKA 2. Zasady pracy i energii. Wykład Nr 12. Prowadzący: dr Krzysztof Polko

Numeryczne modelowanie procesów przepł ywowych

KURS FUNKCJE. LEKCJA 6 PODSTAWOWA Funkcje zadania maturalne ZADANIE DOMOWE. Strona 1

Państwowa Komisja Badania Wypadków Lotniczych Samolot Tecnam P2002-JF, SP-TWY; r., lotnisko Łódź-Lublinek [EPLL] ALBUM ILUSTRACJI

wiczenie 15 ZGINANIE UKO Wprowadzenie Zginanie płaskie Zginanie uko nie Cel wiczenia Okre lenia podstawowe

W NACZYNIU WIRUJĄCYM WOKÓŁ OSI PIONOWEJ

WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA Wydział Mechaniczny Katedra Pojazdów Mechanicznych i Transportu LABORATORIUM TERMODYNAMIKI TECHNICZNEJ

BADANIA WIZUALIZACYJNE OPŁYWU SAMOLOTU WIELOZADANIOWEGO F-16C BLOCK 52 ADVANCED

Ćwiczenie N 13 ROZKŁAD CIŚNIENIA WZDŁUś ZWĘśKI VENTURIEGO

AERODYNAMIKA I WYKŁAD 3 TEORIA CIENKIEGO PROFILU LOTNICZEGO

EKSPERYMENTALNE BADANIA WPŁYWU SPOILERA NA AERODYNAMICZNE OBCIĄŻENIE SKRZYDŁA SAMOLOTU

Otrzymaliśmy w ten sposób ograniczenie na wartości parametru m.

Zakład Mechaniki Płynów i Aerodynamiki

STATYCZNA PRÓBA SKRĘCANIA

MECHANIKA PŁYNÓW LABORATORIUM

MODELOWANIE NUMERYCZNE POLA PRZEPŁYWU WOKÓŁ BUDYNKÓW

FUNKCJE ELEMENTARNE I ICH WŁASNOŚCI

3) Naszkicuj wykres funkcji y=-xdo kwadratu+2x+1 i napisz równanie osi symetrii jej wykresu.

FUNKCJA LINIOWA - WYKRES. y = ax + b. a i b to współczynniki funkcji, które mają wartości liczbowe

Elementy i obwody nieliniowe

POLITECHNIKA WROCŁAWSKA, INSTYTUT INŻYNIERII BIOMEDYCZNEJ I POMIAROWEJ LABORATORIUM POMIARÓW WIELKOŚCI NIEELEKTRYCZNYCH I-21

SPIS TREŚCI WPROWADZENIE... 9

Instrukcja do ćwiczenia jednopłaszczyznowe wyważanie wirników

THE IMPACT OF PROPELLER ON AERODYNAMICS OF AIRCRAFT

Turbulizatory Aero-Service zostały opracowane z myślą o samolotach ultralekkich, LSA, oraz eksperymentalnych i specjalnych.

Funkcja liniowa i prosta podsumowanie

WYDZIAŁ OCEANOTECHNIKI I OKRĘTOWNICTWA. Katedra Hydromechaniki i Hydroakustyki

Mechanika teoretyczna

Badanie charakterystyk turbiny wiatrowej w funkcji prędkości wiatru

Analiza możliwości projektowania i symulacji opływu zewnętrznego z zastosowaniem technik CAD/CAM/CAE na przykładzie szybowca SZD-9bis Bocian 1E

BADANIE ELEKTRYCZNEGO OBWODU REZONANSOWEGO RLC

Transkrypt:

.DOŚWIADCZALNE CHARAKTERYSTYKI AERODYNAMICZNE MODELU SAMOLOTU TU-154M W OPŁYWIE SYMETRYCZNYM I NIESYMETRYCZNYM ALEKSANDER OLEJNIK MICHAŁ FRANT STANISŁAW KACHEL MACIEJ MAJCHER Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Mechatroniki i Lotnictwa -98 Warszawa, ul. Kaliskiego 2, aleksander.olejnik@wat.edu.pl Streszczenie. W pracy przedstawiono wyniki badań doświadczalnych charakterystyk aerodynamicznych modelu samolotu Tu-154M w opływie symetrycznym i niesymetrycznym. Badania wykonano dla modelu samolotu w konfiguracji gładkiej a także w konfiguracji do lądowania. Zbadano wpływ ucięcia fragmentu skrzydła na charakterystyki aerodynamiczne badanego modelu. SŁOWA KLUCZOWE: Aerodynamika, tunel aerodynamiczny, charakterystyki aerodynamiczne. SYMBOLE UKD: 533.6.13 1. Uwagi ogólne W Instytucie Techniki Lotniczej WAT w tunelu aerodynamicznym małych prędkości o średnicy przestrzeni pomiarowej D=1,1[m] wykonano badania charakterystyk aerodynamicznych modelu samolotu TU-154M w opływie symetrycznym i niesymetrycznym. Badany model wykonany był w skali 1:5. Fotografię modelu samolotu TU-154M do badań charakterystyk aerodynamicznych w opływie symetrycznym pokazano na fot. 1a, zaś do badań w opływie niesymetrycznym na fot. 1b. Badania przeprowadzono dla modelu w konfiguracji gładkiej (stery w położeniu neutralnym) a także w konfiguracji do lądowania (wysunięte klapy i podwozie) (fot.2) dla ciśnienia dynamicznego q=25[pa] co odpowiadało prędkości przepływu powietrza V 2[m/s] i liczbie

Doświadczalne charakterystyki aerodynamiczne modelu samolotu Tu-154M w opływie symetrycznym i niesymetrycznym 2 Reynoldsa Re 138. Dodatkowo, dla modelu w konfiguracji do lądowania wykonano badania wpływu obcięcia fragmentu jednego skrzydła na charakterystyki aerodynamiczne modelu samolotu (fot. 3) a) b) Fot. 1. Model samolotu TU-154M w konfiguracji gładkiej zawieszony w przestrzeni pomiarowej tunelu do badań charakterystyk aerodynamicznych w a) opływie symetrycznym b) niesymetrycznym a) b) Fot. 2. Model samolotu TU-154M w konfiguracji do lądowania zawieszony w przestrzeni pomiarowej tunelu do badań charakterystyk aerodynamicznych w a) opływie symetrycznym b) niesymetrycznym a) b) Fot. 3. Model samolotu TU-154M w konfiguracji do lądowania zawieszony w przestrzeni pomiarowej tunelu do badań charakterystyk aerodynamicznych z obciętą końcówką skrzydła w a) wariancie 1 b) wariancie 2

A. Olejnik, A. Krzyżanowski, M. Frant, M. Majcher 3 Rys. 1. Schemat stanowiska pomiarowego dla badań w opływie symetrycznym Metodykę i program obliczeń charakterystyk aerodynamicznych opracowano w oparciu o [1] i [2]. Badania dla modeli w opływie symetrycznym wykonano w zakresie kątów natarcia od α= 3 do α=3 co 2 o. ο ο Współczynniki aerodynamiczne dla wszystkich badanych przypadków w opływie symetrycznym odniesiono do powierzchni skrzydła modelu samolotu S=,72[m 2 ] i średniej cięciwy aerodynamicznej b A =,16[m]. Liczba Reynoldsa odniesiona jest do wartości średniej cięciwy aerodynamicznej. Model samolotu zawieszono w przestrzeni pomiarowej tunelu aerodynamicznego tak, aby oś momentów wagi aerodynamicznej przechodziła przez punkt odpowiadający środkowi masy samolotu (x śm =,497[m] od noska kadłuba modelu) a oś podłużna modelu pokrywała się z osią siły oporu wagi. Wyniki badań przedstawiono w postaci wykresów obrazujących przebiegi podstawowych charakterystyk aerodynamicznych i tak: a) C xa =f(α) współczynnik oporu czołowego modelu w funkcji kąta natarcia, b) C za =f(α) współczynnik siły nośnej modelu w funkcji kąta natarcia,

Doświadczalne charakterystyki aerodynamiczne modelu samolotu Tu-154M w opływie symetrycznym i niesymetrycznym 4 c) C m =f(α) współczynnik momentu pochylającego modelu w funkcji kąta natarcia d) K=f(α) doskonałość aerodynamiczna modelu samolotu w funkcji kąta natarcia, e) C za =f(c xa ) biegunowa modelu samolotu Badania aerodynamiczne modelu samolotu TU-154M w opływie niesymetrycznym wykonano także przy ciśnieniu prędkości 25[Pa] co odpowiadało Re 138. Badania te przeprowadzono w zakresie kątów ślizgu od β= 3[ o ] do β=3[ o ] co 2[ o ]. Współczynniki aerodynamiczne dla wszystkich badanych przypadków w opływie niesymetrycznym odniesiono do powierzchni skrzydła modelu samolotu S=,72 [m 2 ] i rozpiętości skrzydeł l=,751[m]. Wyniki badań przedstawiono w postaci wykresów obrazujących przebiegi podstawowych charakterystyk i tak: a) C xa =f(β) współczynnik oporu czołowego modelu w funkcji kąta ślizgu; b) C ya =f(β) - współczynnik siły bocznej modelu w funkcji kąta ślizgu; c) C n = f(β) - współczynnik momentu odchylającego modelu w funkcji kąta ślizgu. Siłę boczną P y przyjmuje się za dodatnią, gdy jest skierowana zgodnie z dodatnim zwrotem osi Oy. Moment odchylający N jest dodatni, gdy powoduje ruch prawego skrzydła do tyłu. Dodatkowo wykonane zostały badania charakterystyk aerodynamicznych modelu samolotu z uciętą końcówką lewego skrzydła w odległości 12 [mm] od końca skrzydła (wariant 1), co stanowi 9,5% powierzchni skrzydeł modelu oraz w odległości 24 [mm] od końca skrzydła (wariant 2), co stanowi ok 25,5% powierzchni skrzydeł modelu. 2. Charakterystyki aerodynamiczne modelu samolotu TU-154M w konfiguracji gładkiej w opływie symetrycznym i niesymetrycznym. Badania modelu w konfiguracji gładkiej w opływie symetrycznym wykonano dla warunków podanych w uwagach ogólnych i dla kątów natarcia od α= 3 do α=3 co 2. Na fot. 1 pokazano model samolotu w konfiguracji gładkiej a na rys. 2 6 przebiegi charakterystyk aerodynamicznych w kolejności: C xa =f(α) rys.2, C za =f(α) rys.3, C m =f(α) rys.4, K=f(α) rys. 5, C za =f(c xa ) rys.6

A. Olejnik, A. Krzyżanowski, M. Frant, M. Majcher 5 1 C xa,9 Cxa=f(alfa),8,7,6,5,4,3,2,1-3 -25-2 -15-1 -5 5 1 15 2 25 α 3 Rys.2. Charakterystyka C xa =f(α) modelu samolotu Tu-154M w konfiguracji gładkiej Współczynnik oporu czołowego C xa =f(α) rys.2. Krzywa współczynnika oporu czołowego C xa w funkcji kąta natarcia α ma kształt paraboliczny. Minimalna wartość współczynnika oporu czołowego występuje na kącie natarcia α 2 oraz α 2 i wynosi C xamin =,2887. W zakresie kątów natarcia od α 6 do α 1 współczynnik oporu nie przekracza wartości,1. Dla kątów natarcia większych co do wartości bezwzględnej od podanych powyżej, intensywność wzrostu C xa zwiększa się dochodząc przy α 3 do wartości C xa =,8758, zaś przy α 3 do wartości C xa =,6694 Cza=f(alfa) 1,5 C za 1,5-3 -25-2 -15-1 -5 5 1 15 2 25 α 3 -,5-1 -1,5-2 Rys.3. Charakterystyka C za =f(α) modelu samolotu Tu-154M w konfiguracji gładkiej

Doświadczalne charakterystyki aerodynamiczne modelu samolotu Tu-154M w opływie symetrycznym i niesymetrycznym 6 Współczynnik siły nośnej C za =f(α) rys.3. Charakter przebiegu współczynnika siły nośnej w funkcji kąta natarcia jest typowy dla tego typu samolotu. W badanym zakresie kątów natarcia nie obserwuje się zjawiska towarzyszącego krytycznemu kątowi natarcia - spadkowi siły nośnej. Maksymalna wartość współczynnika siły nośnej wynosi C zamax 1,27 na dodatnich kątach natarcia, zaś na ujemnych C zamin -1,476. Zerowa wartość współczynnika siły nośnej C za = występuje na kącie natarcia α 1. Cm,5,4,3 Cm=f(alfa) Wielom. (Cm=f(alfa)),2,1-3 -25-2 -15-1 -5 -,1 5 1 15 2 25 α 3 -,2 -,3 -,4 Rys.4. Charakterystyka C m =f(α) modelu samolotu Tu-154M w konfiguracji gładkiej Współczynnik momentu pochylającego C m =f(α) rys. 4. Przebieg współczynnika momentu pochylającego w funkcji kąta natarcia pokazano na rys. 4. Na kątach natarcia z przedziału zawartego między α= 16 a α=12, pochylenie krzywej współczynnika momentu pochylającego w funkcji kąta natarcia jest ujemne ( C m α<), co oznacza, że w tym zakresie kątów natarcia model samolotu jest stateczny statycznie, podłużnie. Utrata stateczności statycznej podłużnej ma miejsce na na kątach natarcia α< 16 i α>12, przy których C za α>.

A. Olejnik, A. Krzyżanowski, M. Frant, M. Majcher 7 12 K 1 K=f(alfa) 8 6 4 2-3 -25-2 -15-1 -5-2 5 1 15 2 25 α 3-4 -6-8 -1 Rys.5. Charakterystyka K=f(α) modelu samolotu Tu-154M w konfiguracji gładkiej Doskonałość aerodynamiczna K=f(α) rys. 5. Zmianę doskonałości aerodynamicznej w funkcji kąta natarcia pokazano na rys.5. Ekstremalne wartości doskonałości aerodynamicznej badanego modelu samolotu występują na kącie natarcia α= 2, przy którym K min 9,19 oraz na kącie α 8, przy którym K max 11,21, zaś K= uzyskano przy kącie natarcia α 1, przy którym C za =. 1,5 Cza 1 Cza=f(Cxa),5 -,5,2,4,6,8 1 Cxa -1-1,5-2 Rys.6. Charakterystyka C za =f(c xa ) modelu samolotu Tu-154M w konfiguracji gładkiej

Doświadczalne charakterystyki aerodynamiczne modelu samolotu Tu-154M w opływie symetrycznym i niesymetrycznym 8 Biegunowa modelu samolotu C za =f(c xa ) rys. 6. Przebieg biegunowej modelu samolotu przypomina kształtem parabolę względem osi współczynnika oporu czołowego. Jest to najbardziej uniwersalna charakterystyka aerodynamiczna, z której można określić charakterystyczne parametry aerodynamiczne badanego modelu samolotu, np. C zamin, C zamax, C xaopt, K max, K min i inne. Badania modelu w konfiguracji gładkiej w opływie niesymetrycznym wykonano dla warunków podanych w uwagach ogólnych i dla kątów ślizgu od β= 3 do β=3 co 2. Na fot. 1 pokazano model samolotu w konfiguracji gładkiej a na rys. 7 9 przebiegi charakterystyk aerodynamicznych w kolejności: C xa =f(β) rys.7, C ya =f(β) rys.8, C n =f(β) rys.9. C xa.3.25 Cxa=f(beta).2.15.1.5-3 -25-2 -15-1 -5 5 1 15 2 25 β 3 Rys.7. Charakterystyka C xa =f(β) modelu samolotu Tu-154M w przepływie niesymetrycznym w konfiguracji gładkiej Współczynnik oporu czołowego C xa =f(β) rys. 7. Krzywa współczynnika oporu czołowego C xa w funkcji kąta ślizgu β w całym badanym zakresie kątów ślizgu ma kształt paraboliczny. Dla β= 3 C xa =.246, dla β= C xa =.255, natomiast dla β=3 C xa =.22.

A. Olejnik, A. Krzyżanowski, M. Frant, M. Majcher 9,5 C ya,4 Cya=f(beta),3,2,1-3 -25-2 -15-1 -5 β 5 1 15 2 25 -,1 3 -,2 -,3 -,4 Rys.8. Charakterystyka C ya =f(β) modelu samolotu Tu-154M w przepływie niesymetrycznym w konfiguracji gładkiej Współczynnik siły bocznej C ya =f(β) rys. 8. Przebieg współczynnika siły bocznej C ya w funkcji kąta ślizgu β jest typowy dla samolotów. Pochylenie krzywej C ya =f(β) jest ujemne ( C ya / β<). Charakterystyczne jest to, że w całym zakresie badanych kątów ślizgu nachylenie krzywej C ya =f(β) jest stałe. Dla β= 3 C ya =.385, dla β= C ya =.255, natomiast dla β=3 C ya =-.355. Cn=f(beta) Wielom. (Cn=f(beta)),4 C n,3,2,1-3 -25-2 -15-1 -5 5 1 15 2 25 β 3 -,1 -,2 -,3 Rys.9. Charakterystyka C n =f(β) modelu samolotu Tu-154M w przepływie niesymetrycznym w konfiguracji gładkiej

Doświadczalne charakterystyki aerodynamiczne modelu samolotu Tu-154M w opływie symetrycznym i niesymetrycznym 1 Współczynnik momentu odchylającego C n =f(β) rys. 9. Krzywa współczynnika momentu odchylającego pokazana została na rys.9. Pochylenie krzywej C n =f(β) dla kątów ślizgu β z zakresu od -18 do 2 jest dodatnie ( C n / β>), co świadczy o stateczności statycznej kierunkowej badanego modelu. Na pozostałych kątach ślizgu model traci stateczność statyczną kierunkową ( C n / β<). 3. Charakterystyki aerodynamiczne modelu samolotu TU-154M w konfiguracji do lądowania w opływie symetrycznym i niesymetrycznym. Badania modelu w konfiguracji do lądowania (klapy wypuszczone, podwozie wysunięte) w opływie symetrycznym wykonano dla warunków podanych w uwagach ogólnych i dla kątów natarcia od α= 3 do α=3 co 2. Na fot. 2 pokazano model samolotu w konfiguracji do lądowania a na rys. 1 14 przebiegi charakterystyk aerodynamicznych w kolejności: C xa =f(α) rys.1, C za =f(α) rys.11, C m =f(α) rys.12, K=f(α) rys.13, C za =f(c xa ) rys.14. Na wykresach przedstawiono zbiorczo charakterystyki całego modelu i modelu z obciętą końcówką lewego skrzydła w dwóch wariantach: - w wariancie 1 - skrzydło obcięte w odległości 12[mm] od końcówki skrzydła; - w wariancie 2 - skrzydło obcięte w odległości 24[mm] od końcówki skrzydła.,9 Cxa,8,7 Cxa=f(alfa) Cxa=f(alfa) wariant 1 Cxa=f(alfa) wariant 2,6,5,4,3,2,1-3 -25-2 -15-1 -5 5 1 15 2 25 3 a Rys. 1. Charakterystyka C xa =f(α) modelu samolotu Tu-154M w konfiguracji do lądowania

A. Olejnik, A. Krzyżanowski, M. Frant, M. Majcher 11 Współczynnik oporu czołowego C xa =f(α) rys.1. Krzywe współczynników oporu czołowego C xa w funkcji kąta natarcia α mają kształt paraboliczny. Minimalne wartości współczynników oporu czołowego dla poszczególnych przypadków wynoszą odpowiednio dla całego samolotu C xamin =,119 na kącie natarcia α 2, dla wariantu 1 - C xamin =,122 na kącie natarcia α 2, dla wariantu 2 - C xamin =,1 na kącie natarcia α. Dla kąta natarcia α= 3 współczynniki oporu czołowego C xa wynoszą odpowiednio dla całego samolotu C xa =,812, dla wariantu 1 - C xa =,743 i dla wariantu 2 - C xa =,662. Przy kącie natarcia α=3 współczynniki oporu mają wartości: dla całego samolotu C xa =,755, dla wariantu 1 - C xa =,698, dla wariantu 2 - C xa =,58. Cza=f(alfa) Cza=f(alfa) wariant 1 Cza=f(alfa) wariant 2 2 Cza 1,5 1,5-3 -25-2 -15-1 -5 5 1 15 2 25 a 3 -,5-1 -1,5 Rys. 11. Charakterystyka C za =f(α) modelu samolotu Tu-154M w konfiguracji do lądowania Współczynnik siły nośnej C za =f(α) rys.11. Przebiegi charakterystyk współczynników siły nośnej w funkcji kąta natarcia dla trzech rozpatrywanych przypadków są podobne. Krzywa dla całego modelu samolotu charakteryzuje się największym nachyleniem. We wszystkich rozpatrywanych przypadkach zerowa wartość współczynnika siły nośnej C za = występuje na kącie

Doświadczalne charakterystyki aerodynamiczne modelu samolotu Tu-154M w opływie symetrycznym i niesymetrycznym 12 natarcia α -5. W przypadku charakterystyki dla modelu całego samolotu i modelu w wariancie 1 wyraźnie widać występowanie krytycznego kąta natarcia odpowiednio dla modelu całego samolotu α kr 16 i modelu w wariancie 1 α kr 18. Osiągane przy tych kątach wartości C zamax wynoszą odpowiednio dla modelu całego samolotu C zamax =1,646 zaś dla modelu w wariancie 1 - C zamax =1,5. W wariancie 2 następuje wypłaszczenie charakterystyki przy α 16 zaś C zamax =1,12 przy α 24..4 Cm.3.2 Cm=f(alfa) Cm=f(alfa) wariant 1 Cm=f(alfa) wariant 2 Wielom. (Cm=f(alfa)) Wielom. (Cm=f(alfa) wariant 1) Wielom. (Cm=f(alfa) wariant 2).1-3 -25-2 -15-1 -5 5 1 15 2 25 a 3 -.1 -.2 -.3 -.4 Rys.12. Charakterystyka C m =f(α) modelu samolotu Tu-154M w konfiguracji do lądowania Współczynnik momentu pochylającego C m =f(α) rys. 12. Przebieg współczynników momentu pochylającego w funkcji kąta natarcia dla poszczególnych przypadków pokazano na rys. 12. Badane modele są statyczne statycznie podłużnie ( C m α<), w następujących zakresach kątów natarcia: model całego samolotu od α 16 do α=12, model w wariancie 1 - od α 16 do α 9, model w wariancie 2 - od α 16 do α 12. Na pozostałych kątach zaobserwować można utratę stateczności statycznej podłużnej ( C za α>). Doskonałość aerodynamiczna K=f(α) rys. 13. Wykresy zmiany doskonałości aerodynamicznej w funkcji kąta natarcia pokazano na rys. 13. W zakresie ujemnych doskonałości dla α<-5 wykresy dla trzech

A. Olejnik, A. Krzyżanowski, M. Frant, M. Majcher 13 rozpatrywanych wariantów praktycznie się pokrywają. Zerową doskonałość K= uzyskano przy kącie natarcia α 5. Dla α= doskonałości wynoszą odpowiednio dla całego modelu K=4,21, dla modelu w wariancie 1 K=3,77, zaś dla modelu w wariancie 2 K=3,14. Ekstremalne wartości doskonałości aerodynamicznej dla rozpatrywanych wariantów badanego modelu samolotu wynoszą - dla całego modelu K=6,43 dla α=1, dla modelu w wariancie 1 Κ=5,69 dla α=8 oraz K=4,84 dla α=8 dla modelu w wariancie 2. K=f(alfa) K=f(alfa) wariant 1 K=f(alfa) wariant 2 7 K 6 5 4 3 2 1-3 -25-2 -15-1 -5-1 5 1 15 2 25 a 3-2 -3 Rys.13. Charakterystyka K=f(α) modelu samolotu Tu-154M w konfiguracji do lądowania Biegunowa modelu samolotu C za =f(c xa ) rys. 14. Przebieg biegunowej modelu samolotu dla badanych 3 przypadków w konfiguracji do lądowania pokazano na rys. 14. Wszystkie zaprezentowane przebiegi mają kształt paraboliczny względem osi współczynnika oporu czołowego, co jest typowe dla samolotów.

Doświadczalne charakterystyki aerodynamiczne modelu samolotu Tu-154M w opływie symetrycznym i niesymetrycznym 14 2 Cza 1,5 1,5 Cza=f(Cxa) Cza=f(Cxa) wariant 1 Cza=f(Cxa) wariant 2 -,5,1,2,3,4,5,6,7,8 Cxa,9-1 -1,5 Rys.14. Charakterystyka C za =f(c xa ) modelu samolotu Tu-154M w konfiguracji do lądowania Współczynnik oporu czołowego C xa =f(β) rys. 15. Krzywe współczynników oporu czołowego C xa w funkcji kąta ślizgu β dla trzech badanych przypadków pokazano na rys.15. Krzywe te w całym badanym zakresie kątów ślizgu mają kształt paraboliczny. Wykresy C xa =f(β) dla modelu całego samolotu i modelu samolotu w wariancie 1 praktycznie się pokrywają, zaś charakterystyka dla modelu w wariancie 2 przesunięta jest w dół. Dla poszczególnych przypadków uzyskano w trakcie badań tunelowych następujące wartości współczynników oporu czołowego: dla β= 3 C xa =.335 dla modelu całego samolotu, C xa =.322 dla modelu w wariancie 1 oraz C xa =.313 dla modelu w wariancie 2, dla β= C xa =.131 dla modelu całego samolotu, C xa =.131 dla modelu w wariancie 1 oraz C xa =.15 dla modelu w wariancie 2. Dla kąta ślizgu β=3 uzyskano następujące wartości współczynnika oporu czołowego: C xa =.31 dla modelu całego samolotu, C xa =.311 dla modelu w wariancie 1 oraz C xa =.33 dla modelu w wariancie 2.

A. Olejnik, A. Krzyżanowski, M. Frant, M. Majcher 15,4 Cxa,35 Cxa=f(beta) Cxa=f(beta) wariant 1 Cxa=f(beta) wariant 2,3,25,2,15,1,5-3 -25-2 -15-1 -5 5 1 15 2 25 b 3 Rys.15. Charakterystyka C xa =f(β) modelu samolotu Tu-154M w konfiguracji do lądowania Współczynnik siły bocznej C ya =f(β) rys. 16. Przebieg współczynnika siły bocznej C ya w funkcji kąta ślizgu β dla badanych przypadków pokazano na rys 16. Pochylenie krzywych C ya =f(β) jest ujemne ( C ya / β<) w całym badanym zakresie badanych kątów ślizgu. Dla poszczególnych kątów ślizgu uzyskano następujące wartości współczynnika siły bocznej dla badanych modeli: dla β= 3 C ya =.352 dla modelu całego samolotu, C ya =.351 dla modelu samolotu w wariancie 1 oraz C ya =.365 dla modelu w wariancie 2. Dla β= otrzymano odpowiednio C ya =.18 dla modelu całego samolotu, C ya =.1 dla modelu samolotu w wariancie 1 oraz C ya =.44 dla modelu w wariancie 2. Dla β=3 otrzymano odpowiednio C ya =-.332 dla modelu całego samolotu, C ya =-.34 dla modelu samolotu w wariancie 1 oraz C ya =-.334 dla modelu w wariancie 2.

Doświadczalne charakterystyki aerodynamiczne modelu samolotu Tu-154M w opływie symetrycznym i niesymetrycznym 16,5 Cya,4,3 Cya=f(beta) Cya=f(beta) wariant 1 Cya=f(beta) wariant 2,2,1-3 -25-2 -15-1 -5 5 1 15 2 25 b 3 -,1 -,2 -,3 -,4 Rys.16. Charakterystyka C ya =f(β) modelu samolotu Tu-154M w konfiguracji do lądowania Współczynnik momentu odchylającego C n =f(β) rys. 17. Krzywe współczynników momentu odchylającego dla badanych przypadków pokazane zostały na rys.17. Pochylenie krzywych C n =f(β) dla kątów ślizgu β z zakresu od -15 o do około 18 o jest dodatnie ( C n / β>), co świadczy o stateczności statycznej kierunkowej badanych modeli. W zakresie kątów ślizgu od -3 o do -15 o modele cały oraz w wariancie 1 wykazują statyczność obojętną ( C n / β ), zaś w wariancie 2 dla wymienionych wyżej kątów zaobserwować można utratę stateczności statycznej kierunkowej. Dla kątów ślizgu od 18 o do 3 o modele wszystkich badanych przypadków wykazują utratę stateczności statycznej kierunkowej ( C n / β<).

A. Olejnik, A. Krzyżanowski, M. Frant, M. Majcher 17 Cn=f(beta) Cn=f(beta) wariant 1 Cn=f(beta) wariant 2 Wielom. (Cn=f(beta)) Wielom. (Cn=f(beta) wariant 1) Wielom. (Cn=f(beta) wariant 2),6 Cn,5,4,3,2,1-3 -25-2 -15-1 -5 -,1 5 1 15 2 25 b 3 -,2 -,3 -,4 Rys.17. Charakterystyka C n =f(β) modelu samolotu Tu-154M w konfiguracji do lądowania 4. Podsumowanie i wnioski W pracy przedstawiono wyniki badań współczynników aerodynamicznych modelu samolotu Tu-154M wykonanego w skali 1:5 zarówno w opływie symetrycznym jak i niesymetrycznym. Zbadano dwie konfiguracje - konfigurację gładką oraz konfigurację do lądowania. Dodatkowo dla konfiguracji do lądowania zbadano wpływ obcięcia końcówki skrzydła modelu na charakterystyki aerodynamiczne. Uzyskane doświadczalne charakterystyki modelu samolotu Tu-154M mogą być podstawą do numerycznych obliczeń charakterystyk aerodynamicznych niezbędnych do obliczeń dynamiki ruchu takich samolotów. LITERATURA [1] J. Kaczmarczyk, J. Maruszkiewicz: Poradnik do ćwiczeń laboratoryjnych z mechaniki płynów, Warszawa, 197 [2] R. Penkchjerst, D. Cholder: Tiechnika eksperimienta w aerodynamiczeskich trubach, Moskwa, 1953

Doświadczalne charakterystyki aerodynamiczne modelu samolotu Tu-154M w opływie symetrycznym i niesymetrycznym 18 Experimental aerodynamic characteristics of Tu-154M aircraft model in symmetrical and nonsymmetrical flow. Summary: The results of experimental investigations of aerodynamic characteristics of Tu-154M aircraft model in symmetrical and nonsymmetrical flow have been presented. The investigations have been performed for aircraft model in clean configuration and in landing configuration. Influence of cut of the wing part for aerodynamic characteristics of model have been examinated. Keywords: Aerodynamics, wind tunnel, aerodynamic characteristics