Аккорд (аэронавтика)

Воображаемая прямая линия, соединяющая переднюю и заднюю кромки аэродинамического профиля.

Номенклатура аэродинамических крыльев с указанием линии хорды

Хорда аэродинамической части турбины.

Аккорды на стреловидном крыле

В воздухоплавании хорда представляет собой воображаемую прямую линию, соединяющую переднюю и заднюю кромки аэродинамического профиля . Длина хорды — это расстояние между задней кромкой и точкой, где хорда пересекает переднюю кромку. ^{[1] [2]} Точка на передней кромке, используемая для определения хорды, может быть точкой поверхности минимального радиуса. ^[2] Для аэродинамического профиля турбины хорда может быть определена линией между точками, в которых передняя и задняя часть двухмерной секции лопасти будут касаться плоской поверхности, если положить ее выпуклой стороной вверх. ^[3]

Крыло , горизонтальный стабилизатор , вертикальный стабилизатор и лопасти пропеллера / несущего винта самолета основаны на секциях аэродинамического профиля, а термин « хорда » или «длина хорды» также используется для описания их ширины. Хорду крыла, стабилизатора и воздушного винта определяют путем измерения расстояния между передней и задней кромками по направлению воздушного потока. (Если крыло имеет прямоугольную форму в плане , а не сужающуюся или стреловидную, то хорда — это просто ширина крыла, измеренная в направлении воздушного потока.) Термин « хорда» также применяется к ширине закрылков , элеронов и рулей направления на самолет.

Этот термин также применяется к крыльям компрессора и турбины в газотурбинных двигателях, таких как турбореактивные , турбовинтовые или турбовентиляторные двигатели для силовой установки самолетов.

Многие крылья непрямоугольные, поэтому в разных положениях они имеют разные хорды. Обычно длина хорды максимальна там, где крыло соединяется с фюзеляжем самолета (так называемая корневая хорда ), и уменьшается вдоль крыла по направлению к законцовке крыла (концевая хорда ). Большинство реактивных самолетов используют коническую стреловидную конструкцию крыла . Чтобы получить характерную цифру, которую можно сравнить с крыльями различных форм, используется средняя аэродинамическая хорда (сокращенно MAC ), хотя ее сложно рассчитать. Средняя аэродинамическая хорда используется для расчета моментов тангажа. ^[4]

Стандартный средний аккорд

Стандартная средняя хорда (SMC) определяется как площадь крыла, деленная на размах крыла: ^[5]

${\displaystyle {\mbox{SMC}}={\frac {S}{b}},}$

где S — площадь крыла, а b — размах крыла. Таким образом, SMC представляет собой хорду прямоугольного крыла той же площади и размаха, что и данное крыло. Это чисто геометрическая фигура и в аэродинамике используется редко .

Средняя аэродинамическая хорда

Средняя аэродинамическая хорда (MAC) определяется как: ^[6]

${\displaystyle {\mbox{MAC}}={\frac {2}{S}}}$ ${\displaystyle \int _{0}^{\frac {b}{2}}c(y)^{2}dy,}$

где y — координата по размаху крыла, а c — хорда по координате y . Остальные условия такие же, как для SMC.

MAC представляет собой двухмерное представление всего крыла. Распределение давления по всему крылу можно свести к одной подъемной силе на и моменту вокруг аэродинамического центра МАК. Поэтому часто важна не только длина, но и положение MAC. В частности, положение центра тяжести (ЦТ) самолета обычно измеряется относительно МАК как процент расстояния от передней кромки МАК до ЦТ относительно самого МАК.

Обратите внимание, что на рисунке справа подразумевается, что MAC возникает в точке, где изменяется развертка переднего или заднего фронта. Это просто совпадение. В общем, это не так. Любая форма, кроме простой трапеции, требует вычисления вышеуказанного интеграла.

Отношение длины (или размаха ) крыла прямоугольной формы к его хорде известно как удлинение и является важным показателем сопротивления, вызванного подъемной силой, которое создает крыло. ^[7] (Для крыльев с формой в плане, отличной от прямоугольной, удлинение рассчитывается как квадрат размаха, разделенный на площадь формы крыла в плане.) Крылья с более высоким удлинением будут иметь меньшее индуцированное сопротивление, чем крылья с меньшим удлинением. Индуцированное сопротивление наиболее существенно на низких скоростях полета. Вот почему у планеров длинные тонкие крылья.

Коническое крыло

Зная площадь (S _w ), конусность ( ) и размах (b) крыла, хорду в любом положении размаха можно рассчитать по формуле: ^[8] ${\displaystyle \lambda }$

${\displaystyle c(y)={\frac {2\,S_{w}}{(1+\lambda )b}}\left[1-{\frac {1-\lambda }{b}}|2y|\right].}$

где

${\displaystyle \lambda ={\frac {C_{\rm {Tip}}}{C_{\rm {Root}}}}}$

Рекомендации

1. LJ Clancy (1975), Аэродинамика , Раздел 5.2, Pitman Publishing Limited, Лондон. ISBN  0-273-01120-0
2. Хоутон, Эл; Карпентер, PW (2003). Баттерворт Хейнманн (ред.). Аэродинамика для студентов-инженеров (5-е изд.). ISBN 0-7506-5111-3.стр.18
3. https://www.abbottaerospace.com/downloads/nasa-sp-290-turbine-design-and-application/, стр.66 ^{[ неработающая ссылка ]}
4. Дизайн самолета, Дэррол Стинтон 1984, ISBN 0 632 01877 1 , стр.26 
5. В., Кук, М. (2013). Принципы динамики полета: линейный системный подход к устойчивости и управлению самолетом (3-е изд.). Уолтем, Массачусетс: Баттерворт-Хайнеманн. ISBN 9780080982427. ОСЛК  818173505.{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
6. Эбботт, И.Х., и Фон Дёнхофф, А.Е. (1959), Теория секций крыла , раздел 1.4 (стр. 27), Dover Publications Inc., Нью-Йорк, стандартный номер книги 486-60586-8.
7. Кермод, AC (1972), Механика полета , Глава 3 (стр. 103, восьмое издание), Pitman Publishing Limited, Лондонский ISBN 0-273-31623-0 
8. Руджери, MC, (2009), Aerodinámica Teórica , Apuntes de la materia, UTN-FRH, Haedo, Буэнос-Айрес

Внешние ссылки

• Аэродинамика для студентов
  • обратная машина:[1]
• Нахождение средней аэродинамической хорды (MAC)
• Калькулятор средней аэродинамической хорды (MAC) на основе изображений