Articles

Snížení vlnového odporu pomocí aerospiků na transsonických křídlech

Vlnový odpor a rázem vyvolaná separace mezní vrstvy jsou důležitými problémy proudění kolem transsonických křídel. Při transsonických rychlostech je režim nadzvukového proudění, který vzniká lokálně nad křídly, ukončen rázovou vlnou. K tomu dochází zejména za mimoprojektových letových podmínek a výsledkem je vlnový odpor. Kromě toho může interakce rázové vlny s mezní vrstvou způsobit oddělení mezní vrstvy, což může vést k dalším ztrátám a nakonec k buffetingu. Tyto jevy omezují maximální ekonomickou cestovní rychlost letadel. Negativní vliv transsonického režimu proudění lze zmírnit řízením rázu ukončujícího nadzvukovou oblast nad křídlem. V minulosti bylo prosazeno mnoho různých koncepcí založených například na pasivní ventilaci (perforované desky, štěrbiny, drážky), aktivním sání, obrysových nerovnostech nebo adaptivních stěnách . Většinou jsou tyto metody řízení založeny na dvourozměrném přístupu, tj. řídicí zařízení jsou aplikována jednotně podél celého rozpětí. V poslední době se ukázalo, že pozitivní vliv na vztlak a odpor mají i trojrozměrná regulační zařízení . Všechny tyto přístupy mají společné to, že opatření pro řízení rázů jsou aplikována přímo na povrchu křídla. Ovládání rázové vlny je však možné také umístěním vnějších zařízení nad povrch křídla do režimu nadzvukového proudění. Tato druhá koncepce, která souvisí s koncepcí aerospiků na tupých tělesech, je studována v tomto článku. Stejně jako v případě opatření pro regulaci proudění, která se aplikují přímo na povrch křídla, je základní myšlenkou aerospiků dosažení nárůstu tlaku přes systém šikmých a normálních rázů namísto přes jediný normální ráz, čímž se sníží vlnové ztráty. V tomto šetření byly šikmé rázy vyvolány narušením nadzvukového proudění nad křídlem. V sérii zkoušek byla v DNW-TWG v Göttingenu testována účinnost různých těles ve tvaru hrotů umístěných nad transsonickým křídlem. Kromě měření tlaku byl zřízen barevný schlierenový systém, který poskytuje informace o vlivu hrotů na pole proudění. V následujícím textu jsou vysvětleny první základy aerospiků na transsonických křídlech. Poté jsou popsány experimenty v aerodynamickém tunelu a uvedeny a diskutovány výsledky měření. Poté následuje závěr.