Trong phần trước của loạt bài này (xem phần Tài nguyên bên dưới để biết liên kết), chúng ta đã xem qua các cuốn sách của Martin Simons liên quan đến máy bay mô hình và đặc biệt là cách chúng xử lý chủ đề trọng tâm. Tháng này, chúng tôi chuyển sang thảo luận của Simons về một chủ đề khác mà cộng đồng RC đang tăng vọt quan tâm: máy tạo sóng gió. Chúng tôi bắt đầu với nhận xét từ người phụ trách Peter Scott, sau đó tiếp theo là văn bản và hình ảnh từ các cuốn sách của Martin, trừ khi có ghi chú khác. — Biên tập.

Đây là tài liệu nhiều hơn từ những cuốn sách xuất sắc của Martin Simons, lần này là về chủ đề nhiễu loạn. Số Reynolds là trung tâm của dòng chất lỏng và luôn là một điều bí ẩn đối với tôi. Các nhà thiết kế máy bay sử dụng các mô hình tỷ lệ trong các thí nghiệm trong đường hầm gió của họ để kinh nghiệm của họ phù hợp với chúng tôi. Sẽ có thêm thông tin về Số Reynolds trong một bài báo trong tương lai nhưng như Martin đã đề cập đến nó, tôi đã trích dẫn một tài khoản ngắn gọn từ BYJU's (xem Tài nguyên , bên dưới):

“Số Reynolds là một đại lượng không thứ nguyên được sử dụng để xác định loại mô hình dòng chảy là tầng hoặc hỗn loạn khi chảy qua một đường ống. Số Reynolds được xác định bằng tỷ số giữa lực quán tính và lực nhớt.

“Nếu số Reynolds tính được cao (lớn hơn 2000) thì dòng chảy qua đường ống được cho là chảy rối. Nếu số Reynolds thấp (dưới 2000), dòng chảy được cho là chảy tầng.

“Số Reynolds được đặt theo tên của nhà vật lý người Anh Osborne Reynolds. Ông phát hiện ra điều này khi quan sát các đặc điểm dòng chất lỏng khác nhau như dòng chảy của chất lỏng qua một đường ống. Ông cũng quan sát thấy rằng loại dòng chảy có thể chuyển từ dạng tầng sang rối khá đột ngột.”

Từ đây trở đi, tất cả văn bản và hình ảnh đều lấy từ sách của Martin, trong trường hợp này chỉ có hai.

Chuyến bay mô hình

3.18 Dòng chảy tầng và chảy rối

Để tìm kiếm lực cản thấp hơn, trong thời gian gần đây, người ta đã chú ý nhiều đến luồng không khí bên trong lớp ranh giới, lớp không khí được kéo theo ma sát với lớp da của cánh chứ không chỉ đơn giản là chảy qua nó. Lớp ranh giới thường có vai trò quyết định trong việc quyết định khi nào một cánh bị dừng lại, vì sự phân tách bắt đầu đầu tiên trong lớp này. Trong lớp ranh giới, hai loại dòng chảy rất khác nhau xảy ra, tầng và rối (Hình 3.23).

Lớp ranh giới tầng là lớp trong đó dòng chảy gần bề mặt của cánh được sắp xếp thành các tấm hoặc phiến rất mỏng trượt trơn tru lên nhau với rất ít lực cản ma sát. Một lớp ranh giới tầng tạo ra ít lực cản da. Một lớp ranh giới hỗn loạn rất bị xáo trộn, các hạt di chuyển lên, xuống và đi ngang nhanh chóng. Điều này tạo ra lực cản ma sát nhiều hơn trên bề mặt cánh. Lớp ranh giới rối loạn cũng dày hơn lớp ranh giới, do đó, dòng chảy được sắp xếp hợp lý chung bên ngoài lớp ranh giới phải đi qua những gì, trên thực tế, có hình dạng dày hơn so với nếu lớp ranh giới hoàn toàn là lớp. Điều này làm tăng lực cản của hình thức.

Trên máy bay cỡ lớn, lớp ranh giới trên cánh thường bắt đầu có dạng tầng, nhưng sau một khoảng cách rất ngắn, dòng trượt trơn tru bị phá vỡ và lớp ranh giới trở nên rối (Hình 3.24).

Có thể thu được ấn tượng trực quan sơ bộ về những gì xảy ra bằng cách quan sát cách nước lan ra trên một bề mặt nhẵn, chẳng hạn như đáy bồn tắm hoặc bồn rửa, khi mở vòi nước. Lúc đầu, dòng chảy là tầng, nhưng ở một khoảng cách nào đó tính từ điểm mà tia chất lỏng đập vào, quá trình chuyển đổi bề mặt xảy ra và dòng chảy rối, với sự gia tăng độ sâu, chiếm ưu thế. Lớp ranh giới trên một cánh, mặc dù vô hình, gần giống với lớp này. Sau khi quá trình chuyển đổi diễn ra, quá trình này không thể bị đảo ngược, do đó, lực cản bề mặt cao sẽ tiếp tục ở cánh phía sau quá trình chuyển đổi, cho đến tận mép sau. (Các thí nghiệm đã được thực hiện với lực hút qua các lỗ nhỏ trên cánh, để loại bỏ lớp ranh giới rối loạn sau khi nó hình thành. Điều này có thể khôi phục dòng chảy tầng, nhưng nó sẽ sớm thay đổi trở lại thành rối loạn. Lực hút phải tiếp tục đến mép sau.)

Các khiếm khuyết khá nhỏ, chẳng hạn như đầu đinh tán và các vết lõm hầu như không thể phát hiện được trên da cánh, đốm bay và vụn sơn, có thể làm hỏng ngay cả một lượng nhỏ dòng chảy tầng tồn tại. Do đó, máy bay có kích thước đầy đủ thường bay với các lớp ranh giới hỗn loạn hoàn toàn.

3.19 Hiệu ứng tỷ lệ

Một vài cm phía sau mép trước của một chiếc máy bay lớn, lớp ranh giới thường trở nên hỗn loạn. Mặc dù lực cản của da cao nhưng ít nhất luồng không khí chính không bị đẩy ra khỏi bề mặt. Cánh người mẫu hoạt động khác với cánh có kích thước đầy đủ về mặt này. Trên cánh mô hình, dòng chảy tầng vài cm có thể kéo dài từ mép đầu đến một điểm nào đó khá xa phía sau cánh, khoảng cách tùy thuộc vào dây cung của cánh tại mỗi điểm và tốc độ bay. Điều này thoạt nghe có vẻ như một mô hình sẽ có lợi thế hơn về mặt kéo biên dạng.

Không may, không phải trường hợp này. Một lớp ranh giới tầng trên cánh mô hình, chỉ vì nó tạo ra lực cản da ít hơn và ít truyền năng lượng dòng chảy sang cánh hơn, có xu hướng tách hoàn toàn khỏi bề mặt ngay khi điểm áp suất tối thiểu (tốc độ dòng chảy tối đa) đi qua . Trong trường hợp xấu nhất, sự tách biệt này là hoàn toàn. Cánh gian hàng từ rất sớm. Các mô hình bay tự do chậm với đôi cánh dày và dây đàn nhỏ sẽ bị chết máy sớm như vậy và hoạt động kém. Với các mô hình điều khiển bằng sóng vô tuyến, nếu cánh không quá dày, điều thường xảy ra là sự hình thành các bong bóng phân tách (Hình 3.25).

Khi lớp ranh giới tầng rời khỏi da cánh, sau một thời gian ngắn, nó thường vỡ ra thành một lớp hỗn loạn, lớp này dày hơn. Sự gia tăng độ dày này cho phép nó gắn lại vào cánh. Bên dưới khu vực được ngăn cách là một 'bong bóng' không khí tù đọng không di chuyển xuôi dòng theo dòng chảy mà vẫn ở trên cánh với sự lưu thông của riêng nó. Bong bóng phân tách có thể dài vài cm theo hướng dây cung và trên một mô hình nhỏ có thể bao phủ hầu hết bề mặt cánh trên. Thường sẽ có một bong bóng bề mặt thấp hơn.

Cánh càng lớn và bay càng nhanh thì những bong bóng phân tách này càng trở nên ít quan trọng hơn. Chúng xảy ra trên những chiếc thủy phi cơ có kích thước đầy đủ, nhưng trên một chiếc cánh lớn ở tốc độ bay cao, một bong bóng phân tách nhỏ ít ảnh hưởng. Trên cánh mô hình, bay chậm với hợp âm nhỏ, bong bóng như vậy có thể gây ra sự suy giảm hiệu suất rất nghiêm trọng. Nó tạo ra sự xáo trộn hiệu quả đối với luồng không khí chính và điều này tạo ra lực cản hình thức bổ sung. Hiệu ứng của bong bóng phân tách có thể được ví như việc mở một phanh khí nhỏ, cao vài mm, từ đầu cánh này sang đầu cánh khác, trên mô hình. Do đó, cánh mô hình không bao giờ hiệu quả như cánh có kích thước đầy đủ.

3.20 Máy tạo sóng

Đôi khi nó cải thiện hiệu suất của một mô hình hợp âm nhỏ, bay chậm nếu có thể ngăn chặn sự hình thành bong bóng phân tách bằng cách kích hoạt quá trình chuyển đổi lớp ranh giới trước khi đạt đến điểm áp suất tối thiểu trên cánh. Điều này đôi khi có thể được thực hiện bằng cách sử dụng máy tạo sóng rối (Hình 3.26).

Đây là những dải băng hẹp rất mỏng, được dán trên cánh theo chiều ngang, một khoảng cách nhỏ phía trước điểm mà bong bóng phân tách dự kiến ​​sẽ phát triển. Bộ tạo nhiễu sóng không được quá dày, vì nếu như vậy, nó có thể ảnh hưởng xấu đến hiệu suất hơn so với bản thân bong bóng phân tách. Có một số bằng chứng cho thấy rằng việc dán băng dính theo kiểu răng cưa hoặc zig zag sẽ tạo ra hiệu ứng tốt hơn. Một số người mẫu cũng cho rằng việc sử dụng vật liệu che phủ cánh hơi thô, chẳng hạn như vải được pha tạp nhẹ, thay vì màng bóng hoặc sơn hoàn thiện, sẽ giúp tạo ra sự chuyển tiếp lớp ranh giới. Rất ít thông tin xác định có sẵn ở đây như một hướng dẫn, nhưng máy tạo sóng rất đáng để thử nếu có bất kỳ nghi ngờ nào về hiệu suất của một kiểu máy cụ thể.

Các dải băng có thể được đặt vào đúng vị trí và được gỡ bỏ khá dễ dàng, đồng thời quan sát thấy sự thay đổi trong hoạt động của mô hình. Ý tưởng sử dụng một số bộ tạo nhiễu sóng hoặc bộ tăng cường lớp ranh giới nối tiếp nhau cũng đáng để nghiên cứu. Mục đích không phải là thúc đẩy dòng chảy rối trên toàn bộ cánh, mà là để bảo tồn lớp ranh giới tầng trên phần phía trước của da ở mức an toàn để làm như vậy, sau đó gây ra sự chuyển tiếp ngay trước điểm phân tách tầng. Máy tạo sóng xoắn có thể có giá trị ở cả bề mặt cánh trên và dưới và hiện tại, thử nghiệm là phương tiện tốt nhất để tìm ra vị trí nên đặt chúng.

Vấn đề bong bóng phân tách chỉ là một khía cạnh của hiệu ứng quy mô. Một vấn đề khác là do độ nhớt vốn có của không khí. Di chuyển qua các chất lỏng nhớt, như mật đường, khó khăn hơn nhiều so với di chuyển qua các chất ít nhớt hơn như nước hoặc không khí. Mặc dù không khí không quá nhớt, nhưng nó vẫn có độ dính nhất định. Đối với một chiếc máy bay rất lớn, điều này tương đối không quan trọng, nhưng đối với những sinh vật nhỏ, chẳng hạn như muỗi và muỗi vằn, việc bay là vô cùng khó khăn. Đối với những đôi cánh nhỏ như vậy, không khí gần giống như mật đường. Để bù lại, những con côn trùng nhỏ đập cánh với tốc độ cực cao, do đó tốc độ luồng không khí trên bề mặt của chúng là khá cao. Máy bay mô hình nằm giữa hai thái cực này, không quá nhỏ như côn trùng, nhưng không quá nhanh như máy bay cỡ lớn. Liên quan đến kích thước của cánh và tốc độ, độ nhớt tương đối của không khí luôn làm tăng lực cản. Mô hình bay nhanh với hợp âm cánh lớn luôn có lợi thế hơn mô hình nhỏ, chậm với hợp âm hẹp vì lý do này, ngoài các hiệu ứng bong bóng tách biệt đã đề cập ở trên. Các hiệu ứng độ nhớt được cảm nhận mạnh mẽ hơn bởi các cánh dày, đó là một lý do khác để sử dụng các cánh mỏng trên các mô hình, khi cần có lực cản tối thiểu.

Hiệu ứng tỷ lệ thường được thể hiện dưới dạng số Reynolds hoặc Re . Máy bay hạng nhẹ chạy bằng năng lượng đầy đủ bay với số Re lớn hơn 1.000.000, thủy phi cơ và máy bay siêu nhẹ ít hơn số này ở tốc độ thấp hơn. Các mô hình xe đua Pylon và thủy phi cơ đa nhiệm đạt Re khoảng 500.000 ở tốc độ tối đa và hợp âm cánh rộng nhất. Hầu hết các mẫu thể thao bay ở Re khoảng 100.000 đến 300.000. Muỗi và côn trùng nhỏ khác giảm trong khoảng từ 5 đến 10.000 Re.

Máy bay mô hình Khí động lực học

8.4 Bán kính mép trước

Schmitz lập luận rằng lý do khiến Re tới hạn thấp của các cấu hình này là do sự kết hợp của chúng giữa bán kính mũi hoặc cạnh đầu rất nhỏ và độ cong bề mặt trên tương đối nhỏ. Điểm ngưng trệ của luồng không khí gần mép trước của cánh ở góc tấn công dương luôn thấp hơn một chút so với mép trước hình học. Lớp ranh giới bắt đầu hành trình của nó trên bề mặt phía trên bằng cách chảy xung quanh chính cạnh đầu. Ở các góc tấn cao, dòng chảy trong vùng lân cận này thậm chí còn hơi ngược dòng (Hình 8.7).

Từ trạng thái gần đình trệ, lớp ranh giới di chuyển về phía vùng áp suất thấp ở bề mặt phía trên và tăng tốc. Nếu cấu hình có cạnh trước được làm tròn trơn tru với bán kính lớn, như các cánh gió dày thường làm, thì lớp ranh giới có thể dễ dàng đi theo đường cong này và vẫn là lớp. Nếu bán kính cạnh đầu nhỏ, lớp ranh giới buộc phải chảy quanh một đường cong rất sắc nét hoặc thậm chí là một cạnh giống như lưỡi dao, thay đổi hướng rất mạnh trong khi tăng tốc nhanh chóng về phía điểm áp suất thấp, nằm trên các mặt cắt của loại sơ khai này. chỉ một khoảng cách nhỏ phía sau mép dẫn đầu. Quán tính của lớp ranh giới có thể được cho là sẽ vượt qua lực nhớt khi thay đổi hướng đột ngột này và tách khỏi bề mặt cánh. Nó gắn lại ngay lập tức góc được thông qua, nhưng một bong bóng phân tách rất nhỏ, cái mà Schmitz gọi là 'xoáy cuộn qua', hình thành trong lớp ranh giới. Do đó, bán kính cạnh đầu nhỏ tạo ra một số nhiễu loạn nhân tạo vào luồng không khí, khuyến khích quá trình chuyển đổi sớm. Việc gắn lại không phải là ngay lập tức. Một bong bóng phân tách hình thành và lớp ranh giới gắn lại một khoảng cách nào đó về phía sau của cạnh đầu.

8.5 Máy tạo sóng

Hiệu ứng của cạnh đầu sắc nét rất giống với tác dụng của dây tạo nhiễu trong dòng chính phía trước cạnh đầu. Một hiệu ứng tương tự đạt được bằng cách lắp, trên hoặc ngay phía sau mép đầu, một 'dải hành trình' hoặc bộ tạo nhiễu mép đầu được nâng lên, có thể có nhiều dạng và kích cỡ khác nhau. Trong mỗi trường hợp, những gì được yêu cầu là một bong bóng phân tách ngắn, sau đó là sự gắn kết lại hỗn loạn ở hạ lưu. Máy tạo sóng rối quá nhỏ sẽ không đạt được quá trình chuyển đổi sớm, nhưng máy quá lớn có thể tự gây ra sự phân tách dòng chảy.

Một khi lớp ranh giới đã bị ép vào trạng thái nhiễu loạn, điều quan trọng là nó không được tách khỏi bề mặt phía trên. Một cấu hình có bộ tạo sóng hoặc cạnh đầu sắc nét vẫn yêu cầu không khí chảy ngược với độ dốc áp suất bất lợi sau khi nó đã vượt qua điểm áp suất tối thiểu. Một cấu hình mỏng thể hiện một nhiệm vụ ít ghê gớm hơn đối với lớp ranh giới, do đó có thể tránh được sự phân tách ở bề mặt trên. Ở mặt dưới, ở các góc cao của sự phân tách dòng tấn công khó xảy ra vì một khi điểm đình trệ được vượt qua, dòng chảy có xu hướng bám sát bề mặt của một cấu hình mỏng. Ở các góc tấn công thấp, sự tách rời bên dưới rất có thể xảy ra sau mép trước, nhưng vẫn có thể xảy ra việc gắn lại trước mép sau.

8.6 Bong bóng tách

Schmitz đã không khảo sát chi tiết kích thước của các bong bóng phân tách trên cánh máy bay của mình, và như trong Hình 8.3, những bong bóng này có thể rất rộng. Cấu hình Go 801 do Kraemer thử nghiệm có độ dày nhỏ hơn so với N60 (10% so với 12,6%). Nó có bán kính mũi nhỏ hơn một chút, nhưng độ khum lớn hơn (7% ở mức 35% so với 4% ở mức 40%). Do đó, nó tiến gần hơn đến cấu hình tấm cong mỏng và Re quan trọng của nó thấp hơn một chút so với N60. Một số phép đo chi tiết do Charwat tại Đại học California thực hiện vào năm 1956–57 cho thấy rằng một mặt cắt có hình dạng như trong Hình 8.8, với bán kính mũi nhỏ là 0,7%, cũng thể hiện các bong bóng phân tách rất giống với mặt cắt của mặt cắt 801. Cánh máy bay trong trường hợp này, được thiết kế bởi Seredinsky theo một trong những gợi ý của Schmitz, dựa trên một dạng của loại chính thống, nhưng mặt dưới của mép đầu đã được cắt bỏ để tạo ra một mặt cắt có chỗ cho các thanh cánh, nhưng vẫn có ưu điểm là bán kính mép đầu nhỏ. Trong các thử nghiệm này, bong bóng phân tách hình thành trên khoảng 35 đến 40% hợp âm. Góc tấn công trên 7° bong bóng di chuyển về phía trước. Sự phân tách dòng chảy hỗn loạn xảy ra ở phía sau trước khi ngừng hoạt động, nhưng cấu hình hoạt động tốt.

Ảnh hưởng của sự hình thành và chuyển động của bong bóng tách có ý nghĩa đáng kể. Bong bóng đủ lớn để chuyển hướng luồng không khí chính qua bề mặt trên theo một đường dài hơn, giống như thể mặt cắt khum hơn. Người ta đã chứng minh rằng một biên dạng có điểm khum tối đa về phía trước phát triển hệ số nâng tối đa cao. Kết quả của sự gia tăng độ khum hiệu quả này cùng với chuyển động bong bóng về phía trướcở các góc tấn công cao, là tăng độ dốc của đường cong thang máy trên mức được dự đoán theo lý thuyết. Bằng chứng như vậy từ hoạt động của mô hình có xu hướng xác nhận rằng một số cánh máy bay trên các mô hình chuyến bay tự do nhỏ hoạt động thất thường. Điều này có thể là do sự dịch chuyển của bong bóng phân tách và hiệu ứng làm phẳng của nó đối với đường cong áp suất theo chiều dây cung, qua lại trên cánh khi góc tấn công thay đổi một chút. Áp suất dao động trên biên dạng gây ra những thay đổi rõ rệt của mômen nghiêng vốn đã lớn do độ khum cao của những cánh như vậy. Vòng lặp trễ được gây ra bởi sự vỡ và tái tạo của bong bóng phân tách. Một mô hình trong vùng Re quan trọng này, có khả năng bay ổn định trong không khí êm dịu, có thể trở nên mất kiểm soát trong điều kiện khắc nghiệt. Những yếu tố này kết hợp với đặc tính nhạy cảm với cao độ vốn có của cánh có tỷ lệ khung hình cao khiến cho những khó khăn của người điều khiển mô hình thủy phi cơ trở nên nghiêm trọng hơn. Nếu những vấn đề này có thể được khắc phục, thì chắc chắn rằng, đối với hiệu suất cao ở Re cánh rất thấp, các cấu hình bán kính cạnh đầu mỏng, nhỏ, khum thích hợp, là tuyệt vời.

Bằng cách thêm các bộ tạo sóng vào các cấu hình dày hơn, hiệu suất tốc độ thấp có thể được cải thiện. Các máy tạo sóng gió được sử dụng bởi Schmitz và những người khác thường là các dây được gắn phía trước mép trên của các bộ chống ánh sáng. Đối với các mô hình thực tế, dây có thể được thay thế bằng dây đàn hồi hoặc nhựa mỏng. Tuy nhiên, đây là một mối phiền toái trong hoạt động và 'dải hành trình' có lợi thế hàng đầu dễ quản lý hơn. Những dải như vậy có lợi thế là chúng có thể được ghim nhẹ hoặc 'dán keo' ở các vị trí khác nhau để dùng thử và di chuyển hoặc thay đổi kích thước để mang lại kết quả tốt nhất. Nếu Re tới hạn của cấu hình được chọn đã ở mức thấp thì máy tạo nhiễu loạn không thể có nhiều ảnh hưởng đến hiệu suất không khí tĩnh. Tuy nhiên, bằng cách kích hoạt sự phân tách tại một điểm cố định trên cánh, chúng có thể ổn định vị trí của bong bóng phân tách, làm giảm sự dao động của hệ số mô men.

8.7 Ảnh hưởng của cấu trúc và bề mặt

Trên thực tế, các mô hình được xây dựng trên các đường truyền thống có thể được tích hợp bộ tạo sóng. Phần vải hoặc lớp phủ mỏng khác phía sau thanh nẹp mép trước giữa các xương sườn tạo ra một vết lồi lõm trong mặt cắt. Điều này có thể có tác dụng có lợi trong quá trình chuyển đổi và hiệu suất tốt của một số mô hình nhỏ, nhẹ chỉ có thể được giải thích theo cách này. Trong số các thử nghiệm của anh ấy trên Go 801 Kraemer bao gồm các thử nghiệm của một mô hình phủ giấy cho thấy lưu lượng dưới tới hạn chiếm ưu thế xuống còn Re 42.000, có thể so sánh với cùng một cánh máy bay có dây máy tạo sóng. Kết quả đường hầm gió trên một số cánh bằng gỗ balsa và mô được bao phủ, được thực hiện tại Đại học Stuttgart và được báo cáo bởi Tiến sĩ D Althaus (Profilpolaren fur den Modelflug, Vol.2) đã cho thấy hiệu ứng tương tự ở kích thước và tốc độ cánh của mô hình chuyến bay tự do. Điều này cho thấy rằng những nỗ lực của các nhà tạo mô hình để bảo toàn các cấu hình rất chính xác trên phần trước của các cánh mô hình nhỏ thấp đôi khi bị nhầm lẫn. Cạnh đầu được phủ giấy hoặc phim đơn giản có thể tỏ ra hiệu quả hơn cạnh đầu có bề mặt hoàn hảo, đặc biệt nếu biên dạng cánh được sử dụng ở mặt dày với bán kính cạnh đầu lớn. Tuy nhiên, cần nhấn mạnh rằng khi mô hình đủ lớn hoặc đủ nhanh để tránh các vấn đề Re tới hạn phụ, các nhiễu loạn và bề mặt không đều ở cạnh đầu làm cho lực cản tăng lên và cl max [hệ số nâng] giảm xuống . Điều này có thể được xác nhận bằng nghiên cứu về nhiều kết quả thử nghiệm đường hầm gió khác hiện có.

Kiểu cánh Seredinsky (Hình 8.8) giống với kiểu cánh của một số loài chim bay vút lớn hơn. Mặc dù khó xây dựng nhưng nó có thể tỏ ra hiệu quả trên các mô hình nhỏ hơn hoặc các mô hình có tỷ lệ khung hình rất cao và các hợp âm nhỏ. Cạnh đầu tương tự như cạnh của một tấm cong đơn giản, nhưng độ dày của mặt cắt ở mặt dưới tạo khoảng trống cho thanh chính chắc chắn mà không ảnh hưởng nhiều đến dòng chảy ở mặt trên.

8.8 Bộ tăng cường lớp ranh giới

Nghiên cứu của Martyn Presnell trong một đường hầm gió ở Hatfield cho thấy rằng có thể đạt được những cải tiến về hiệu suất của mô hình thủy phi cơ bay tự do và máy bay điều khiển bằng cao su bằng cách sử dụng nhiều 'dải hành trình' hoặc theo thuật ngữ của Presnell là 'máy tiếp thêm sinh lực'.

Cánh thử nghiệm sử dụng Benedek 6356b được chế tạo từ vật liệu giống như vật liệu được sử dụng trong mẫu thủy phi cơ FI A (A2) điển hình. Các sườn và thanh cánh bằng gỗ balsa được sử dụng, khung được phủ bằng giấy lụa, đã được pha tạp chất. Trong một trường hợp, phần ba phía trước của cánh được bọc bằng balsa tấm mỏng. Không chỉ là thang máy và

đã đo lực kéo, nhưng một số thử nghiệm trực quan hóa dòng chảy đã được thực hiện. Chúng liên quan đến việc phủ cánh thử nghiệm bằng dầu hỏa có sắc tố để tiết lộ bản chất của lớp ranh giới. Khi lớp ranh giới hỗn loạn, dầu hỏa bay hơi nhanh chóng, để lại một màng sắc tố. Trong bong bóng phân tách tầng, sự bay hơi chậm hơn nên có thể nhìn thấy dòng không khí gần vỏ cánh nhất khi chất lỏng di chuyển ngược dòng {}. Trong các vùng dòng chảy tầng hoàn toàn, dầu hỏa ở dạng lỏng lâu hơn và chảy theo hướng hạ lưu thông thường. Sau đó, điểm phân tách dòng chảy và sự gắn lại ở hạ lưu của bong bóng có thể được phát hiện cho từng góc tấn công. (Các nhà lập mô hình đôi khi nhận thấy rằng, khi bay vào cuối buổi chiều hoặc đầu buổi tối khi sương rơi, sương đọng trên cánh trước khi bay đôi khi vẫn xuất hiện sau chuyến bay trên các cạnh đầu nơi dòng chảy thành lớp, nhưng bốc hơi từ các phần sau của cánh nơi dự kiến ​​có các lớp ranh giới hỗn loạn.) Trong các thử nghiệm của Presnell, việc bổ sung một lớp sương đơn lẻ bộ tạo sóng gió ở mức 5% của hợp âm cánh đã cải thiện các số liệu lực nâng và lực cản đo được, như mong đợi, ở số Reynolds dưới 40.000, mặc dù bong bóng phân tách vẫn còn. Máy tạo sóng bao gồm một dải băng nhựa dính mỏng dày 0,15mm và rộng 0,75mm, chạy theo chiều dọc. 000, mặc dù bong bóng phân tách vẫn còn. Máy tạo sóng bao gồm một dải băng nhựa dính mỏng dày 0,15mm và rộng 0,75mm, chạy theo chiều dọc. 000, mặc dù bong bóng phân tách vẫn còn. Máy tạo sóng bao gồm một dải băng nhựa dính mỏng dày 0,15mm và rộng 0,75mm, chạy theo chiều dọc.

Sau đó, người ta thấy rằng việc bổ sung thêm các dải của cùng một dải băng mỏng ở các vị trí khác nhau trên dây cung phía sau bộ tạo sóng dẫn đến những cải tiến hơn nữa về số liệu lực nâng và lực kéo. Các kết quả tốt nhất ở mức Re dưới 70.000 được tìm thấy với năm trong số các chất tiếp thêm sinh lực này ở các vị trí trong Hình 8.9. Bộ tạo sóng 5% ban đầu vẫn được giữ nguyên trong suốt quá trình.

Presnell lưu ý rằng việc đặt một chất tiếp thêm sinh lực trong bong bóng phân tách, như được tiết lộ bởi dầu hỏa, không tạo ra sự khác biệt có thể phát hiện được. Thiết bị tiếp thêm sinh lực đầu tiên phải được đặt ngay phía sau điểm gắn lại và các thiết bị khác được đặt cách nhau trên phần sau của cánh trong lớp ranh giới hỗn loạn. Hiện tại cơ chế chính xác của các chất tiếp thêm sinh lực vẫn chưa được hiểu đầy đủ. Có thể là chúng hỗ trợ lớp ranh giới vốn đã hỗn loạn vẫn được gắn vào cánh sau khi bong bóng đi qua. Presnell đã chỉ ra rằng một số người mẫu hàng đầu của cuộc thi đã sử dụng thành công những người tiếp thêm sinh lực.

©1978, 1988 Martin Simons

Tài nguyên

• Desktop Wind Tunnel của Mark Waller trên YouTube — “Tôi không chắc tại sao mình lại làm cái này. Chỉ là một chút niềm vui trong thời gian phong tỏa và để thỏa mãn trí tò mò tự nhiên của tôi! Đây là cơ hội để thử chụp một số hình ảnh thú vị về luồng không khí trong các tình huống khác nhau…”
• Số Reynolds là gì? của BYJU's. — “một đại lượng không có thứ nguyên được sử dụng để xác định kiểu dòng chảy là chảy tầng hoặc chảy rối khi chảy qua một đường ống. Số Reynolds được xác định bằng tỷ số của lực quán tính với lực nhớt…”

• Tái khám phá Martin Simons: Phần IV - Trọng tâm như đã thảo luận trong sách mô hình máy bay của tác giả nổi tiếng.

• Lướt Với ​​Điều Khiển Vô Tuyến
• Chuyến bay mô hình
• Máy bay mô hình Khí động lực học