¿Cuál es el valor típico del coeficiente de sustentación máximo para aviones acrobáticos?

Estoy trabajando en un proyecto de fase de diseño conceptual para aviones acrobáticos (para la universidad) y parece que no puedo encontrar ninguna estadística sobre las propiedades aerodinámicas clave (como en la pregunta), así que espero que alguien aquí sepa algo sobre este tema. ?

Relacionado pero no idéntico
Si es NACA 0012/0015, estará en Abbott & Von Doenhoff, Theory Of Wing Sections.
¿Suelen tener solapas? Entonces, ¿con o sin flaps extendidos?

Respuestas (2)

Primero, no tome el valor bidimensional de un gráfico aerodinámico y utilícelo para el avión completo. Reste 15-20% para el margen de la punta del ala y la influencia del fuselaje. El margen de la punta del ala significa que el ala está menos cargada hacia las puntas para mantener un margen de sustentación para el control de los alerones y para evitar una pérdida en la punta .

A continuación, los aviones acrobáticos tienen coeficientes de sustentación máxima más bajos que los aviones GA. Su carga alar es más baja, por lo que pueden permitírselo. Un perfil aerodinámico simétrico montado con incidencia cero ha demostrado ser la mejor opción, y aunque algunas aeronaves acrobáticas más antiguas utilizan perfiles aerodinámicos combados, la inclinación crea una clara desventaja en las transiciones de vuelo normal a invertido y viceversa.

Y por último, el coeficiente de sustentación máximo depende de una gran lista de parámetros. Si necesita un valor para el cálculo de las cargas estructurales, asegúrese de agregar suficiente fuerza para cubrir el aumento de elevación posible con velocidades de paso altas .

Si necesita una cifra para un avión acrobático de pistón monoplaza sin flaps para la estimación de la velocidad mínima, utilice un coeficiente de sustentación de 1,3.

En realidad, el ángulo de empuje del motor y el ángulo del fuselaje crean un cuerpo de sustentación, se suman al componente de sustentación y se considera que cancelan la sustentación del tramo asimétrico. Por lo tanto, usar un CL basado solo en el área del ala se acerca lo suficiente a los resultados del mundo real como para usarse comúnmente para cifras de rendimiento teóricas. El único ajuste que se suele hacer es aumentar la resistencia debido a los vértices de las puntas y la relación de aspecto. Un ala elíptica se considera 100 % eficiente, mientras que un ala rectangular tiene un 90 % aproximadamente. El uso del ancho de cuerda medio también niega los cambios en el número de Reynold para un ala cónica. en.wikipedia.org/wiki/Elliptical_wing
@jwzumwalt, ¿por qué hay un elevador de tramo asimétrico?
@jwzumwalt: ¿Puedo discrepar cortésmente? Lea esta respuesta para conocer mi opinión sobre la eficiencia de las alas elípticas.
Me parece que está intentando refutar las pruebas del túnel de viento del mundo real realizadas por la Nota técnica 2249 de la NASA (anteriormente NACA) y reproducida en la página 75 de "Aerodinámica para aviadores navales" con filosofía personal. Iré con las pruebas del túnel de viento...
@jwzumwalt, ¿podría aún iluminarme sobre el elevador de tramo asimétrico? ¿Eso se debe a propwash? (A) ¿Simétrica con respecto a qué?
Hay muchos factores, incluido el vórtice de la punta, el lavado de la hélice, la raíz del ala suele tener un perfil MUCHO MÁS GRUESO que la punta del ala para ruedas estructurales, de combustible y retráctiles y proporciona un número de Reynold y una sustentación más altos (un número de Reynold más alto puede hacer hasta un 10% de diferencia para exactamente el mismo perfil aerodinámico), lavado del ala que disminuye el ángulo de ataque y la sustentación hacia la punta, etc. Como mencioné a continuación, todos estos efectos se cancelan entre sí, por lo que los datos CL del túnel de viento funcionan correctamente cuando se usa toda el área del ala para calcular; es una regla general muy comprobada y confiable :)
Gracias. Comparé el ala izquierda con la derecha -en el sentido de la envergadura- y no tenía sentido para mí.

El libro de texto principal para muchas (posiblemente la mayoría) de las clases de aerodinámica universitaria es GRATIS (Aerodinámica para aviadores navales). Este libro explica todos los conocimientos teóricos y prácticos necesarios para tener una comprensión completa de la aerodinámica. Explica todas las fórmulas necesarias para diseñar un avión en el mundo real. No entra en la extraña academia fuera de contacto :)

La página 75 analiza la elevación del tramo. https://www.faa.gov/regulations_policies/handbooks_manuals/aviation/media/00-80T-80.pdf

Para responder directamente a sus preguntas sobre acrobacias CL. La mayoría de los aviones acrobáticos puramente refinados utilizarán un perfil aerodinámico simétrico o simétrico modificado. El coeficiente exacto de sustentación depende de la forma del borde de ataque, el ancho de la cuerda y el número de Reynold (~velocidad frente al ancho de la cuerda).

El 1.3 dado arriba estaría cerca de lo típico, quizás un poco bajo, pero depende de qué tan redondeado sea el borde de ataque y la velocidad de diseño de la aeronave. Los libros de perfiles aerodinámicos que tengo muestran perfiles aerodinámicos simétricos afilados muy delgados en 1.2 y muy gordos en 1.6. La mayoría son de 1,4 a 1,5. Pero recuerde, exactamente el mismo perfil aerodinámico mostrará diferencias menores debido a las peculiaridades del túnel de viento, ¡y ahora la mayoría de las "pruebas" utilizan simulación dinámica de fluidos por computadora!

Un ejemplo de un avión acrobático popular es Extra 300 (perfil aerodinámico simétrico) que se usa a menudo en Red Bull Competition https://en.wikipedia.org/wiki/Extra_EA-300

Puedes estudiar varios CL en

http://airfoiltools.com/

Otros buenos libros que uso

https://www.scribd.com/document/322901165/the-science-of-flight-wn-hubin-1992

https://www.scribd.com/document/322676208/design-for-flying-david-b-thurston-1978

https://www.scribd.com/document/24571577/aircraft-flight-testing-design

Una excelente serie básica de aviones de diseño how2 fue publicada en la revista EAA "Sport Aviation" desde febrero de 1990 hasta febrero de 1991 principalmente por John Roncz.

Los datos del perfil aerodinámico no son lo mismo que los datos del ala.
...aunque para esta ala sin lavado y perfil aerodinámico constante, los datos 3D serían bastante parecidos a los 2D. Solo hay que tener en cuenta las pérdidas de punta y la interferencia del ala/cuerpo. +1, me gusta el libro de la marina.
Excepto por el techo de servicio, generalmente estamos más preocupados por la entrada en pérdida y maxCL durante el aterrizaje. Resulta que todos los factores, incluido el efecto suelo, prácticamente se cancelan entre sí y un avión se detendrá mientras aterriza tan cerca de los datos proyectados del túnel de viento para una superficie aerodinámica que rara vez se necesita algún otro cálculo. La sección de prueba estándar del túnel de viento tiene 3 pies de largo y los datos resultantes se ajustan/predicen matemáticamente para aplicaciones a gran escala.
¿Cuál es el valor típico del coeficiente de sustentación máximo para aviones acrobáticos?
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