Аэродинамический профиль

У этого термина существуют и другие значения, см. Профиль.

В аэродинамике — форма поперечного сечения крыла, лопасти (пропеллера, ротора или турбины), паруса или другой гидроаэродинамической конструкции.

Развитие профилей крыла с 1908 по 1944 годы

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. Для сверхзвуковых скоростей обтекания профили обычно имеют острые кромки и малую относительную толщину (отношение толщины профиля к хорде, выражаемое в процентах). При дозвуковых скоростях обтекания основная часть подъёмной силы создаётся за счёт разрежения (подсоса) над профилем, а при сверхзвуковых скоростях обтекания — преимущественно за счёт повышения давления (подпора) под профилем. Такое различие в формах профилей обусловлено особенностями взаимодействия потока с поверхностью при разных скоростях.

Классический профиль

Классический аэродинамический профиль крыла характеризуется выпуклой верхней стороной и практически прямой нижней стороной.

Подъемная сила крыла рассчитывается по следующей формуле:

Примеры профилей крыла

${\displaystyle Y=C_{y}{\frac {\rho V^{2}}{2}}S}$, где:

${\displaystyle Y}$ — подъёмная сила (Н),

${\displaystyle C_{y}}$ — коэффициент подъёмной силы, зависящий от угла атаки (находится опытным путём для разных профилей крыла),

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

${\displaystyle V}$ — скорость набегающего потока (м/с),

${\displaystyle S}$ — характерная плошадь (м²).

Формула для расчёта лобового сопротивления сходна с вышеприведённой, за исключением того, что используется коэффициент лобового сопротивления ${\displaystyle C_{x}}$ вместо коэффициента подъёмной силы ${\displaystyle C_{y}}$.^[1]

Подъемная сила крыла

Суперкритический (сверхкритический) профиль

Суперкритический (сверхкритический) профиль предназначен прежде всего для задержки возникновения волнового сопротивления в трансзвуковом диапазоне скоростей.

Связанные определения

• Профиль, имеющий вытянутую вдоль потока форму, скруглённую к потоку переднюю кромку и острую заднюю кромку, называется крыловым профилем;
• Хорда — отрезок прямой, соединяющей две наиболее удаленные друг от друга точки профиля^[2];
• Длина профиля — длина хорды;
• Толщина профиля — максимальный размер в направлении, перпендикулярном хорде;
• Угол атаки — угол между направлением скорости набегающего потока и хордой;
• Относительная толщина профиля — отношение толщины профиля к его длине.

См. также

• Аэродинамическое сопротивление
• Аэродинамическое качество
• Аэродинамический профиль Кляйна-Фогельмана
• Справочник авиационных профилей