Идеалната форма на; крило - междупространства
Форма на крилото и аеродинамика
Нека първо разгледаме ролята на крилото, за да разберем напълно проблемите, свързани с неговото проектиране. Като цяло самолетът е подложен на четири основни сили (виж фигура 1 по-долу):
- тежестта, която го дърпа към земята;
- повдигане, силата, генерирана от крилата и срещу тежестта;
- тягата от двигателите, позволяваща на самолета да напредва;
- и влачене, силата на съпротивлението на въздушното спиране на устройството.
При крейсерството тези сили са перфектно балансирани, докато във фазата на маневриране (излитане, завиване и т.н.) именно дисбалансът на тези сили позволява на самолета да промени своя курс. Следователно ролята на крилата на самолета е да генерират достатъчно повдигане, за да компенсират теглото на самолета. Но в същото време крилото трябва да произвежда възможно най-малко съпротивление. Всъщност, колкото по-голяма е устойчивостта на въздуха, толкова по-голяма тяга е необходима на самолета, за да поддържа скоростта си и толкова повече енергия консумира, като изхвърля замърсяващите отпадъци. Следователно дизайнът на крилата с ниско съпротивление и висок лифт е важен въпрос за авиационната индустрия.
Фигура 1: Сили, упражнявани върху самолет.
Аеродинамични сили в синьо, движеща тяга в зелено, тегло в червено.
Симулирайте, за да анализирате
Увеличението на изчислителната мощност всъщност е позволило в продължение на няколко години да се доближи до решението на уравненията на Навие-Стокс по точен начин, като не е успял да определи точното решение. Прилагането на тази методология може да бъде сложно, но принципът е сравнително прост: започваме с разделяне на зоната около крилото на малки зони, наречени контролни клетки, като цялото се нарича мрежа. Обикновено мрежата може да има няколко милиона контролни клетки. Фигура 2 по-долу показва такава мрежа около профил (изглед на крилото във вертикален разрез). Забелязваме, че клетките са по-малки, колкото по-близо се доближаваме до крилото, защото физическите явления са по-интензивни и изискват по-фина разделителна способност.