بررسی تجربی اثر زاویه پس‌گرایی لبه حمله وینگلت بر توزیع فشار یک بال هواپیما

با توجه به گسترش روزافزون حمل و نقل هوایی و نیاز گسترده به کاهش مصرف سوخت و همچنین عدم امکان تغییرات گسترده در پیکربندی هواپیماهای تجاری، نیاز به کنترل جریان با هدف بهبود عملکرد آیرودینامیکی ضروری است. این پژوهش بر کنترل جریان یک بال سه‌بعدی با هدف افزایش برآ و کاهش پسا متمرکز بوده است. در این مطالعه، تلاش شده تا گردابه‌های نوک بال با استفاده از وینگلت‌هایی با زاویه پس‌گرایی متفاوت کنترل شده تا به تبع آن بهبود عملکرد آیرودینامیکی حاصل گردد. در این پژوهش که به صورت تجربی در تونل باد انجام شده، سرعت جریان آزاد در محدوده 10 تا 30 متربرثانیه و زاویه حمله‌ در محدوده 6- تا 20 درجه تغییر کرده است. مدل‌های آزمایش، بال پایه و بال‌های مجهز به وینلگت‌هایی با زاویه پس‌گرایی 10، 15، 30، 45 و 60 بوده است. به منظور مطالعه فیزیک جریان و بررسی عملکرد آیرودینامیکی بال هواپیما، توزیع فشار سطح بال با استفاده از سنسورهای فشار اندازه‌گیری شده است. به طور کلی نتایج آزمایش‌های تونل باد نشان از این موضوع داشته که قرارگیری وینگلت ضرایب فشار را به میزان قابل توجهی بهبود می‌بخشد. هم‌چنین در سرعت‌ها و زوایای حمله پایین که جریان بر روی سطح چسبیده، پس‌گرایی 10 و 15 درجه در وینگلت، بهبود 20 درصدی عملکرد را نشان می‌دهند. با افزایش سرعت و ایجاد جدایش‌های موضعی بر روی سطح بال، اثرگذاری پس‌گرایی وینگلت متوسط شامل 30 و 45 درجه بیش‌تر شده به نحوی‌که در بهترین حالت 30 درصد بیشینه ضریب فشار سطح بالای بال را افزایش می‌دهد.