X Foil e Ncr.

[Ehstìkatzi]

Che significato ha il valore di Ncr impostabile in X Foil come descritto qui sotto ?

-- Transition criterion --

Transition in an XFOIL solution is triggered by one of two ways:

free transition: e^n criterion is met
forced transition: a trip or the trailing edge is encountered

The e^n method is always active, and free transition can occur
upstream of the trip. The e^n method has the user-specified
parameter "Ncrit", which is the log of the amplification factor
of the most-amplified frequency which triggers transition.
A suitable value of this parameter depends on the ambient
disturbance level in which the airfoil operates, and mimics
the effect of such disturbances on transition. Below are typical
values of Ncrit for various situations.

situation Ncrit
----------------- -----
sailplane 12-14
motorglider 11-13
clean wind tunnel 10-12
average wind tunnel 9 <= standard "e^9 method"
dirty wind tunnel 4-8

[devCad]

A quanto so io, oltre a tenere conto dello stato di quiete dell'aria prima del passaggio del profilo, Ncrit e' anche influenzato dal grado di rugosita' ed imperfezioni della superficie del profilo. Le eventuali piccole irregolarita' agiscono da micro turbolatori ed inducono un abbassamento ulteriore di Ncrit.

Quindi maggior turbolenza pregressa dell'aria e maggior rugosita' del profilo provocano entrambe un abbassamento del valore Ncrit.

Questo e' quanto ho capito io.

[Ehstìkatzi]

Confrontando le polari dello stesso profilo con valori di Ncrit, diversi si può notare come la differenza sia più marcata per Re bassi.
Notare anche come il fondo scala Cd sia basso in modo da rendere più facile la lettura del diagramma.

[Ehstìkatzi]

Altra differenza:
Il grafico Cl-Alfa si ferma a 10 gradi per Ncr=13 mentre continua fino al valore impostato, 15, per Ncr=9.

Il valore del Clmax è pressapoco uguale e così pure l'angolo di stallo del profilo.

[Ehstìkatzi]

Un nuovo grafico, in questo caso abbiamo il rapporto Cl/Cd in funzione di alfa.
Potremmo chiamare questa curva come " efficienza " e, in effetti, il rapporto tra coefficiente di portanza e quindi Portanza e quello di resistenza e quindi Resistenza rappresenta la capacità di sostenere il modello in rapporto allo spreco di energia che il sostentamento comporta.
Però c'è da chiedersi se effettivamente conviene cercare di far volare il modello nelle condizioni in cui, secondo questo grafico, l'efficienza è massima.
Prendiamo il caso del profilo in esame, notando prima che l'angolo che gli consente di ottimizzare il rapporto Cl/Cd è praticamente lo stesso per i diversi Ncr 9 e 13.
Tale angolo, come si vede è di circa 4 gradi, molto diverso è invece il valore del rapporto che aumenta all'aumentare di Re a favore del caso Ncr=13.
Il profilo è conosciutissimo e usatissimo sugli alianti in scala, ma, vi chiedo, avete mai sentito di modelli con un DL impostato a tale valore ?
Credo di no, quindi sembra chiaro che questo grafico va interpretato in modo diverso da quello che vorrebbe il concetto di massima efficienza.

[Personal Jesus]

Io non ho mai sentito di modelli che volano a quel DL per vari motivi.

Il primo e forse più "irritante" è che di fatto i modellisti sono anche molto conservatori nelle proprie scelte. Oserei dire pure quelle che fanno competizioni.
Semplicemente nessuno ci ha provato perchè "a orecchio" parlare di mettere un DL a quei valori sarebbe letteralmente come bestemmiare in chiesa.
Ricordo però che se ci si cimenta nel calcolo del DL con le formule che compaiono su uno dei libri di Pajno, e forse qualcuno ci ha anche provato sulla carta, non dico che saltano fuori quei valori, ma poco ci manca.
Ma mettiamo pure da parte questa prima speculazione molto poco ortodossa, che non ha caso ho scritto per prima.

Secondo motivo, più "umano", è che da quel poco che so, ragionare solo sulla polare di profilo sarebbe di poco interesse. La polare di profilo si riferisce di fatto ad un'ala di allungamento infinito.
Pratica vorrebbe che si ragionasse sulla polare, approssimata, del velivolo completo, ossia considerando anche tutte le resistente dovute a: allungamento finito, geometria dell'ala, fusoliera, piani di coda, eventuali gondole o motori, posizione del baricentro (anche se su quest'ultima si potrebbe aprire un dibattito, perchè in effetti la posizione di quest'ultimo cambia di poco l'efficienza del velivolo ma di "sicuro" cambia l'equilibrio a comandi "liberi") e riduzione del gradiente di portanza dell'ala a causa dell'allungamento finito.
A occhio e croce la resistenza totale del velivolo completo cambia. E cambia anche l'efficienza totale nonchè l'angolo d'incidenza relativo (relativo inteso come angolo a cui viene raggiunta l'efficienza massima). Quindi, sempre ad occhio e croce, dovrebbe cambiare anche il DL relativo.
Cambia di poco? Cambia di tanto? Speculazioni trascurabili si dirà? Secondo me no. Ma per saperlo basta armarsi di carta e penna o di XFLR con cui fare prove e calcoli.

Terzo motivo, stante alle "raccomandazioni" di Xfoil, quel Ncr è relativo alla situazione che si vuole simulare: condizioni similari a galleria del vento, similari all'aerodinamica di un aliante, motoaliante e così via.
Di primo acchito si sarebbe tentati di scegliere Ncr tra 11 e 14 se non ricordo male: condizioni "tipiche" di un aliante/motoaliante.
Se non che forse ci si riferisce ad un full size.
Se parliamo di modelli ha ancora senso?
O forse ha più senso lasciare il parametro a 9 che è quello di una galleria del vento "media e in buone condizioni di turbolenza del flusso con finiture del provino buone"?

Ultimo ma non per questo insignificante: ma poi uno come fa a capire/validare in pratica i valori che Xfoil genera?
O si arma a sua volta di galleria o telemetria (che poi bisogna entrambe saperle usare e interpretate), oppure si va sulla fiducia "dei numeri del lotto" che sputa fuori.
E a quel punto, IMHO, Ncr 9 oppure 14 cambiano poco il discorso (tanto è sempre come "spegnere i fari, di notte, sul passaggio a livello incustodito").

[Personal Jesus]

Ah, mi è sovvenuta anche un'altra riflessione postuma: forse a quel valore di DL, ci sarà pure la eta max ma, facile che poi per volare in quelle condizioni il baricentro "va sul bordo d'entrata" e, a quel punto, tutto il sistema non è che poi diventi un fulmine di risposta ai comandi.

[devCad]

Originalmente inviato da Ehstìkatzi

Un nuovo grafico, in questo caso abbiamo il rapporto Cl/Cd in funzione di alfa.
Potremmo chiamare questa curva come " efficienza " e, in effetti, il rapporto tra coefficiente di portanza e quindi Portanza e quello di resistenza e quindi Resistenza rappresenta la capacità di sostenere il modello in rapporto allo spreco di energia che il sostentamento comporta.
Però c'è da chiedersi se effettivamente conviene cercare di far volare il modello nelle condizioni in cui, secondo questo grafico, l'efficienza è massima.
Prendiamo il caso del profilo in esame, notando prima che l'angolo che gli consente di ottimizzare il rapporto Cl/Cd è praticamente lo stesso per i diversi Ncr 9 e 13.
Tale angolo, come si vede è di circa 4 gradi, molto diverso è invece il valore del rapporto che aumenta all'aumentare di Re a favore del caso Ncr=13.
Il profilo è conosciutissimo e usatissimo sugli alianti in scala, ma, vi chiedo, avete mai sentito di modelli con un DL impostato a tale valore ?
Credo di no, quindi sembra chiaro che questo grafico va interpretato in modo diverso da quello che vorrebbe il concetto di massima efficienza.

Sapevo che molti preferiscono affidarsi al concetto di Power Factor come stima dell'efficienza, piuttosto che al rapporto Cl/Cd.

[devCad]

The Best Glide Speed of an Aircraft is affected by several Factors

Section Power Factor - Assessing Airfoils for Minimum Sink Speed & Minimum Power

[Clabe]

In un articolo apparso su EcoModel dei primi anni 90' dove si parlava dei profili HQ, riportava che Quebec consigliava un DL pari al Camber. Quindi per un HQ 2.5/10 un DL di 2,5°. Considerando che nella realtà del volo in DL aumenta in base al vento relativo si avvicinerebbe sicuramente a quei 4°. Ora io credo che se noi settiamo un DL sui 4° di massima efficienza qualunque nostro comando sarebbe peggiorativo del volo. La buona abitudine di settare un DL più basso, ipotiziamo ad 1.5°, ci permette un volo più veloce e più reattivo e ci fà avvicinare a quei 4° di massima efficienza quando spiraliamo in termica dandoci così margine di cabrare il modello e farlo ripartire appena lasciamo il comando senza doverlo aiutare picchiando.
Detto questo non credo che il calcolo di profili sia lontano dalla realtà.
Claudio