El efecto del momento de cabeceo en la estabilidad de la aeronave

Estoy diseñando un pequeño avión RC y actualmente estoy en la primera iteración de la selección del perfil aerodinámico. He convergido a Clark-Y, NACA-2412, NACA-2415 y S-8036.

Al comparar los cuatro, noté que todos tienen un Cm negativo hasta el ángulo crítico de ataque. Los valores de Cm de Clark-Y, sin embargo, son consistentemente más negativos para todos los ángulos de ataque, en comparación con los otros tres. Me preguntaba si esto puede considerarse una ventaja para Clark-Y, ya que se requeriría menos inclinación hacia abajo del estabilizador horizontal. ¿Podría ser esto una desventaja en el vuelo nivelado ya que puede hacer que el avión caiga en picada? Noté que en AoA = 0, Cl = 0.4, ¿lo que podría evitar que la nariz se incline hacia abajo?

He incluido una imagen de los gráficos aerodinámicos de Clark-Y para su referencia.

Gracias de antemano por su ayudaingrese la descripción de la imagen aquí

Tenga en cuenta que probablemente no tenga la capacidad de reproducir esa sección aerodinámica con el nivel de precisión requerido para hacer algo más que aproximar esos gráficos. Por lo tanto, es probable que se pierdan las pequeñas diferencias en las características de rendimiento.
Voto para cerrar esta pregunta porque pertenece a Drones.SE.
@RalphJ: aquí tenemos una etiqueta de "modelo de avión".
@quietflyer Cualquiera puede crear una etiqueta, y Drones.SE no siempre ha existido. Lo es ahora, y se ajusta mucho mejor a esta pregunta.
@RalphJ, pero ¿lo es realmente? ¿Las preguntas sobre el diseño del perfil aerodinámico, el momento de cabeceo y la estabilidad recibieron un buen tratamiento en Drone SE? Una búsqueda a través de ASE Meta sugiere que el problema de las publicaciones de modelos de aviones o drones no está resuelto: Aviation.meta.stackexchange.com/questions/4072 /... Apoyo esta respuesta: Aviation.meta.stackexchange.com/a/4085 /34686 -- podría ser hora de una nueva meta discusión --

Respuestas (1)

La comba en el perfil aerodinámico del ala principal significa que el centro de presión del ala se moverá hacia adelante al aumentar el ángulo de ataque (AoA). Dado que el punto de referencia para el coeficiente del momento de cabeceo c metro es el cuarto de punto del perfil aerodinámico , esto impulsa el c metro a valores negativos. Al elegir el cuarto de punto como punto de referencia, el valor de c metro Idealmente, se mantendrá constante en el rango de AoAs con un flujo totalmente adjunto.

Este movimiento del centro de presión desestabiliza ligeramente el avión y, en consecuencia, requiere una superficie de cola ligeramente más grande para ajustar el avión sobre su rango útil de AoA. Pero solo hará que el avión caiga en picada cuando falte la cola: el gran brazo de palanca de la cola horizontal le da un fuerte efecto estabilizador.

Ahora podría parecer que una c grande y negativa metro provoca más resistencia debido a la mayor superficie de la cola cuando se compara el mismo diseño con un perfil aerodinámico de ala sin curvatura, pero la curvatura también permitirá que el ala alcance un coeficiente de sustentación máximo más alto. Para la misma velocidad mínima, el ala combada se puede hacer más pequeña y liviana, por lo que la curvatura total reduce la resistencia general.

El Clark Y es popular porque tiene un lado inferior plano que simplifica la construcción del ala si utiliza métodos de construcción tradicionales. También es, junto con algunos otros perfiles aerodinámicos como el Göttingen 398 y el 449, la base de la distribución de espesores del rango de cuatro dígitos de NACA. Sin embargo, los perfiles aerodinámicos diseñados con una distribución de presión deseada en mente (a diferencia de la geometría pura) producirán mejores resultados. Tal vez debería considerar los perfiles aerodinámicos Eppler o Quabeck, que han sido diseñados teniendo en cuenta el uso en modelos de aviones.