¿Cambia el ángulo de ataque de pérdida en vuelo invertido debido a la inclinación de un perfil aerodinámico asimétrico?

Respuesta corta: los perfiles aerodinámicos asimétricos tienen diferentes ángulos de pérdida positivos y negativos, el valor absoluto más grande de los dos depende de factores como la forma de la nariz y la inclinación. Con camber positivo (avión normal y utilitario), el ángulo de entrada en pérdida negativo puede ser el más grande (en valores absolutos), pero la sustentación negativa máxima disponible antes de entrar en entrada en pérdida será menor que para la entrada en pérdida positiva. Los números de Reynolds más grandes empujan el puesto más lejos en ambas direcciones

Depende del perfil aerodinámico. Con perfiles aerodinámicos simétricos, el ángulo de pérdida es el mismo para pérdidas positivas y negativas. Los perfiles aerodinámicos con curvatura positiva (el tipo que se usa principalmente) tienen su entrada en pérdida negativa en un valor absoluto más pequeño del coeficiente de sustentación en comparación con su entrada en pérdida positiva, pero el ángulo de entrada en pérdida bien puede tener un valor absoluto más alto.

A continuación, puede ver un gráfico polar para un perfil aerodinámico supercrítico que utilicé para esta respuesta . El ángulo de ataque de entrada en pérdida positivo es de 8°, mientras que el negativo ronda los -10°.

Gráfico polar del perfil aerodinámico R2A a Mach 0,6 (trabajo propio)

El ángulo de pérdida depende de los detalles del contorno de la nariz y la inclinación: la inclinación positiva significa que el ángulo de sustentación cero se desplaza a valores negativos, por lo que existe cierta tendencia a valores negativos en la polar. Sin embargo, si la parte inferior de la nariz tiene una curvatura muy alta, creará un pico de succión alto que conduce a la separación del flujo justo detrás de la nariz ya con un pequeño ángulo de ataque negativo.

Un caso extremo sería el perfil aerodinámico Göttingen 417a . Desafortunadamente, Airfoiltools traza solo un rango de números de Reynolds adecuado para los entusiastas de los modelos de aviones, pero el gráfico a continuación debería transmitir el mensaje. El ángulo de pérdida positivo es de 12° en el número de Reynolds más alto, mientras que el ángulo de pérdida negativo es de solo alrededor de -8°.

Gö 417 elevación sobre ángulo de ataque. El número de Reynolds más bajo (línea azul) es 50 000 y el más alto es 1 000 000 (línea verde oliva). Tenga en cuenta que todas las curvas son predicciones XFOIL : los datos del mundo real pueden tener un aspecto diferente.

Básicamente estás comparando una situación con algo positivo.$\alpha$(arriba) con una situación con negativo$\alpha$(debajo).

Podrías obtener la misma situación cabeceando hacia abajo: observa cómo en la segunda imagen tu dirección de flujo llega desde arriba de la línea de cuerda (en el marco de referencia del ala).

Si su perfil aerodinámico hubiera sido simétrico, las críticas positivas y negativas$\alpha$tendría el mismo valor absoluto, solo el signo opuesto, pero muestra un perfil aerodinámico combado.

Actualmente no tengo a mano mi libro de aerodinámica, pero google nos ayuda :

Como puede ver en la imagen, agregar camber a un perfil aerodinámico cambia su$C_{L\alpha}$línea hacia valores negativos. Esto es deseable porque de esta manera puede tener sustentación incluso cuando el ángulo de ataque es 0 (y con poco o ningún aumento de arrastre). Otra consecuencia es que el máximo positivo$\alpha$será más pequeño que el caso sin cámara y el negativo será aún más negativo (pero con algunas limitaciones, la condición de Runge-Kutta en el borde posterior afectará la forma del negativo$C_{L\alpha}$curva)

Tenga en cuenta que el vuelo invertido es muy raro en las aves, que tienen alas muy combadas similares al GO 417.

Es importante recordar que invertir un ala asimétrica, en términos simples, es invertir todo lo bueno de la generación de sustentación "lado derecho hacia arriba". El resultado es una pérdida de sustentación a esa velocidad y ángulo de ataque. Además, existe una gran posibilidad de que el ángulo de ataque de pérdida del ala invertida sea menor.

En el caso de un ala con una gran parte inferior de la cámara, la inversión probablemente sería un desastre. El túnel de viento/humo mostraría fuertes turbulencias en la parte superior y muy poca sustentación por la presión debajo del ala. Nótese que se han invertido las dos grandes virtudes de las finas alas con cámara inferior.

En el otro extremo, las alas totalmente simétricas muestran poca diferencia cuando se invierten y son populares en los aviones acrobáticos.

El fondo plano se comportará mejor que el undercambered, pero cuando se invierte generará menos sustentación en un AOA dado y exhibirá características de pérdida de placa plana (pérdida en un AOA más bajo).

Increíble el interés que está generando la película. Tendremos que darle a Denzel un ala simétrica ya Sully un buen juego de flotadores.