Как определить угол установки крыла по результатам измерений Cx и Cy при различных скоростях потока

Будем предполагать, что фюзеляж практически не влияет на подъемную силу, а только добавляет сопротивление. Сделав серию измерений крыла и фюзеляжа при различных скоростях потока, можно нарисовать уже привычные зависимости коэффициентов сопротивления (вместе с сопротивлением фюзеляжа) и подъемной силы (рис. 1).

Рисунок 1. Зависимости коэффициентов подъемной силы и качества крыла, полученные для различных скоростей потока (NACA 63(2)-615).

Другим, не менее удобным, способом представления данных является поле величины в зависимости от двух переменных (рис. 2). Из него, в частности, хорошо видно, что оптимальной является скорость равная 5 м/с.

Рисунок 2. Поле качества крыла в зависимости от угла атаки и скорости потока.

Эти рисунки, однако, не дают ответа на вопрос «Как крепить крыло?». Кажется, что наилучшего результата (качество равно 7) можно добиться, закрепив крыло под углом 10° и запустив планер со скоростью 5 м/с. Однако, для достижения равномерного прямолинейного движения должен соблюдаться баланс сил

,

который можно переписать в следующем виде:

,

где ρ – плотность воздуха (примерно 1.3 кг/м³), S – площадь двух крыльев, c – хорда крыла, λ – удлинение крыла.

Из этого уравнения можно вычислить массу планера, который будет совершать равномерное прямолинейное движение при соответствующих аэродинамических характеристиках.

Эту величину также можно изобразить графически, как в виде линейных графиков, так и в виде полей.

Рисунок 3. Зависимость массы планера, который будет совершать равномерное прямолинейное движение, от угла атаки и скорости потока.

Наложив поле массы на поле качества крыла (рис. 4) можно определить оптимальный угол крепления. Так, хорошо видно, что максимальное качество 7 достигается при массе планера равной 90 грамм и угле крепления 10°. При ограничении массы в 30 грамм крыло необходимо крепить под углом от 2° до 7°, при этом достигается качество чуть больше 4.