How kan vi utforma en vinge för cruising med mycket låga hastigheter?

Vingar som skulle ge tillräcklig hiss vid den låga hastigheten skulle ha en enormt hög inducerad dragning. Så om du inte använder ett modellplan som väger nästan ingenting - jag tror inte att du kommer ha någon tur.

I teorin ...

Du skulle behöva en högvinklad vinge för att producera hiss med låg hastighet. Vingen ska ha en mycket jämn yta och max camber bör placeras längre tillbaka för att främja laminärt flöde vilket minskar luftmotståndet. Du kan också använda turbulatorer vid separationspunkten. I princip allt som hjälper till att minska vikt och dra är din vän.

För att minska risken för en båt bör du också titta på luckor så att en högre angreppsvinkel är möjlig.

För att uppnå en låg inducerad dragning borde du ha en elliptisk vingeform och ett mycket högt bildförhållande med vingar.

En sådan vinge kan utformas utan mycket av ett problem. Ditt flyg skulle dock inte kunna flyga utan en extremt kraftfull motor för att motverka den galen inducerade dragningen. En sådan motor skulle då väga mycket. Så du skulle behöva ännu mer hiss vilket resulterar i mer drag sålunda en ännu kraftfullare motor och så vidare.

Använd därför bara en helikopter;) Den långsammaste svänghjul jag någonsin har flugit hade en båthastighet på ca 60 km / h och det var ett extremt ljust träflygplan. Jag är säker på att du kan bli lite bättre än den med dagens teknik. Men det finns en anledning till att dagens segelflygplan flyger snabbare än långsammare än vad de gjorde för 60 år sedan.

Det första du behöver är en stor vingspets $ b $. Detta hjälper till att sprida hissen över mer luft och minska inducerad dra , som växer omvänt med kvadraten av flyghastighet $ v $: $$ D_i \ propto \ frac {1} {v ^ 2} \ text {and} D_i \ propto \ frac {1} {b ^ 2} $$

Stora vingar har ett högt rotböjningsmoment, vilket kräver en stark och tung struktur. Därefter borde du lägga till bracing, åtminstone på undersidan av vingen. För att det ska vara effektivt behöver du en hög krossning så att käften blir effektiv. Ja, de här kablarna kommer att lägga till drag, men med låg hastighet blir det mycket mindre än den extra lyftinducerade dragen från att lyfta en tyngre struktur.

DenenklatrådkabelnkanknappastsespådenhärbildenavDedalusmänskligaflygplan,mendetfinnsdärochspararmycketdramedlåghastighet(bildsource )

Nästa, välj de rätta flygbladen. Beroende på det lokala Reynolds-talet, använd tunna och högt cambered men försäkra dig om att tryckökningen på bakre övre ytan är långsam nog för att förhindra tidig separation. Ett exempel är DAE31 yttre vingfläkten av Dedalus-flygplanet (de inre och mellannivåerna är DAE11 och DAE21). Vid Reynolds antal 500.000 till en miljon, turbulatorer placerade 2-3% före separationslinjen kommer att tippa flödet och göra flygplattan tolerera brantare tryckgränser.

Välj vingechord så att vingeområdet ger en lyftkoefficient omkring 1, detaljer beroende på exakt Reynolds-numret. Lägre värden går med lägre Reynolds-tal.