Profil lotniczy
Skrzydło samolotu (płat nośny) – zespół płatowca, jeden z głównych elementów konstrukcyjnych stałopłatów (samolotów, szybowców) służący do wytwarzania siły nośnej. W przekroju skrzydło ma kształt profilu lotniczego. Na krawędzi skrzydła umieszczone są lotki i często urządzenia do zwiększenia siły nośnej (sloty, klapy). Skrzydło tworzy często zespół konstrukcyjny w skład którego mogą wchodzić gondole silnikowe, podwozie, zbiorniki paliwa oraz pomieszczenia na ładunek użytkowy.Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Lotnictwa – polski, państwowy instytut badawczy z siedzibą w Warszawie istniejący od 1926 roku.
Turbina (z łac. turbo, burza, trąba powietrzna) – silnik przepływowy wykorzystujący energię przepływającego płynu do wytwarzania energii mechanicznej. Elementem wirnika oddziałującym z płynem są specjalnie ukształtowane łopatki.
Profil lotniczy – obrys przekroju skrzydła samolotu, łopaty śmigła itp. w płaszczyźnie prostopadłej do osi biegnącej wzdłuż rozpiętości skrzydła (lub promienia śmigła czy wirnika). Cechą charakterystyczną profilu lotniczego jest zdolność do efektywnego wytwarzania siły nośnej pod wpływem powietrza opływającego profil (płat).
Profile lotnicze są przedmiotem badań w tunelach aerodynamicznych: dąży się do otrzymania jak największej siły nośnej (dla spodziewanej prędkości samolotu) oraz minimalizacji oporu profilu.
Zbiór profili lotniczych składa się na kształt płata (płat może mieć różne profile wzdłuż rozpiętości): skrzydła, łopaty śmigła lub łopaty wirnika śmigłowca. Kształt profilu lotniczego mają także łopatki turbin i sprężarek silników odrzutowych.
Rodzaje profili[ | edytuj kod]
Ze względu na symetrię wyróżnia się podział na dwie grupy:
W lotnictwie szeroko stosowane są profile rodziny NACA (ang. National Advisory Commitee for Aeronautic). Spotyka się także inne profile, np. RAE (Royal Aircraft Establishment), GAF, CAGI (Centralnyj Aerogidridynamiczeskij Institut), profile Clark, Epplera i Wortmana.
Polskie profile, zaprojektowane w Instytucie Lotnictwa w Warszawie, oznaczone są jako IL (np. ILHX4A1-12M, ILHX4A1-9 – profile łopat wirnika nośnego śmigłowca IS-2).
Klasyczne[ | edytuj kod]
Cechą wyróżniającą jest położenie maksymalnej grubości profilu w ok. 25% długości cięciwy. Za tym punktem następuje przejście warstwy laminarnej w turbulentną, co powoduje wzrost oporu tarcia. Stosowane w samolotach o niskich prędkościach przelotowych ze względu na duży współczynnik siły nośnej.
Laminarne[ | edytuj kod]
Maksymalna grubość znajduje się w zakresie 35-70% długości cięciwy, dzięki czemu na przeważającej długości profilu przepływ jest laminarny (ma mniejsze od turbulentnego opory tarcia). Utrzymanie laminarnej warstwy przyściennej jest możliwe tylko w niewielkim zakresie małych kątów natarcia i jest wrażliwe na odkształcenia i zabrudzenia opływanej powierzchni. Przykłady: NACA 66(1)-212, Wortmann FX 67-K-150/17.
Nadkrytyczne[ | edytuj kod]
Profile nadkrytyczne posiadają stosunkowo płaską górną powierzchnię, z dość mocno wybrzuszonym dołem profilu. Maksymalna strzałka ugięcia szkieletowej przesunięta jest mocno do tyłu. Opracowane dla samolotów latających w zakresie prędkości transonicznych. Cechy profili tego typu wpływają na zwiększenie krytycznej liczby Macha, opóźniają więc powstanie fal uderzeniowych związanych z lokalnym przekroczeniem prędkości dźwięku przez przyspieszający na profilu płyn. Przykładowe profile to: RAE 5214, NASA/Langley SC(2)-0714.
Naddźwiękowe[ | edytuj kod]
Charakteryzujące się ostrą krawędzią zarówno spływu, jak i natarcia; zaprojektowane dla samolotów poruszających z prędkościami naddźwiękowymi.
Opisywanie profilu lotniczego[ | edytuj kod]
Wielkości geometryczne[ | edytuj kod]
Mówiąc o profilu lotniczym używa się także określeń:
Patrząc na płat jako zbiór profili linię łączącą noski profili nazywa się krawędzią natarcia a linię łącząca ostrza – krawędzią spływu.
Wielkości aerodynamiczne[ | edytuj kod]
Profil lotniczy charakteryzuje się następującymi bezwymiarowymi wielkościami aerodynamicznymi:
Wykresy zależności tych współczynników od kąta natarcia tworzą tzw. charakterystykę profilu.
Oznaczenia profili NACA[ | edytuj kod]
Wyróżnia się profile NACA 5 i 4-cyfrowe oraz profile NACA laminarne. Do ich opisu używa się wielkości wyrażonych w procentach względem długości cięciwy.
typu NACA abcde
a – wielkość strzałki ugięcia
b, c – podwojone położenie strzałki ugięcia mierzone od noska profilu
d, e – grubość profilu
typu NACA abcd
a – wielkość strzałki ugięcia
b – położenie strzałki w dziesiątych częściach cięciwy
c, d – grubość względna profilu
typu NACA abcde
a – typ rozkładu opływu
b – położenie punktu największej wartości bezwzględnej podciśnienia
c – współczynnik siły nośnej dla opływu, dla którego oderwanie strug występuje na całym profilu
d, e – grubość względna