|
Рис. 4. Скоростьпотока в пограничном слое:
Если газ (жидкость) в пограничном слое течет плавно, без завихрений, то такой слой называется ламинарным. Если в пограничном слое происходит интенсивное завихрение частицгаза (жидкости), тотакойслойназываетсятурбулентным.
Толщина пограничного слоя 6 весьма условна, так как торможение потока, вызванное вязкостью газа, распространяется на довольно большую область, окружающую тело. Тем
не менее интенсивное торможение частиц газа наблюдается только в очень тонком слое, непосредственноприлегающемкповерхноститела.
Толщина пограничного слоя нарастает по мере удаления от передней кромки (по мере увеличения координаты X), причем при одинаковых скоростях невозмущенного потока ламинарныйслойвсегдатоньше, чемтурбулентный (рис. 5).
Рис. 5. Толщина пограничного слоя
Это объясняется тем, что в турбулентном слое, вследствие интенсивного перемешиваниячастиц, большаямассагазавовлекаетсявпроцессторможениязасчетвязкости. Сходя с задней кромки обтекаемого тела, пограничный слой образует спутную струю, постепенноразмывающуюсяпомереудаленияоттела (рис. 6).
Рис. 6. Образование спутнойструи: 1 -ламинарный слой; 2 – турбулентный слой; 3 – зона перехода
Сжимаемость воздуха – это его способность изменять свой объем и плотность при изменении температуры или внешнего давления. Влияние сжимаемости в полете проявляетсянаскоростях, близкихкскоростизвука, ипоэтому мырассматриватьеенебудем.
Аэродинамические спектры обтекания тел потоком газа. При изучении сложных явлений, связанных с обтеканием тел потоком газа, очень помогает наблюдение за линиямитокаитраекториямичастиц.
Изучение аэродинамических спектров помогает правильно понять физическую сущность явлений обтекания. На рис. 7 хорошо видно, что наиболееплавный спектр обтекания с небольшим завихрением потока за телом имеет каплеобразное тело (рис. 7, в). Такие тела ваэродинамикеназываютсяудобообтекаемыми.
Рис. 7. Спектрыобтекания воздушным потоком телразличной формы: а – плоская пластина; б – шар; в – профилькрыла
Возникновение за телом области вихрей является одной из причин образования силы сопротивления, возникающей у тела в потоке воздуха. Чем больше и интенсивнее вихреобразование за телом, тем больше сила сопротивления такого тела. Вполне очевидно, что спектры обтекания зависят не только от формы и размеров тела, но и от их ориентации по отношениюкнабегающемупотоку.
Крыло в потоке несжимаемой жидкости. Свойства летательного аппарата в значительноймереопределяютсяаэродинамикойкрыла.
Величина аэродинамического качества крыла в первую очередь зависит от его геометрии, которая определяется формой профиля, формой в плане и поперечной стреловидностью.
Профилем крыла называется форма (контур) сечения крыла, получаемая от пересечениякрылаплоскостью, параллельнойплоскостисимметриисамолета (рис. 8).
Рис. 8. Формы профилей крыла (дозвуковые профили):
1 – симметричный профиль; 2 – плосковыпуклый профиль; 3 – профиль крыла, разработанный Н. Е. Жуковским; 4 – S-образный профиль; 5-двояко-выпуклый профиль; 6–профиль купола дельтаплана
Рис. 9. Параметрыпрофилякрыла
Рассмотримосновныепараметры, характеризующиеформу профилейкрыла (рис. 9). Относительная толщина профиля (C) -отношение максимальной толщины профиля Cmax кегохорде b, измеряемоевпроцентах: Cmax
C = 100% .
b До 4% ? тонкие профили, 4–12% ? профили средней толщины, более 12% ? толстые профили, такназываемыепрофилиЖуковского. Хордой b называетсяотрезок, соединяющийконцевыеточкипрофиля (см. рис. 9).
Координата Xc максимальной толщины профиля измеряется в процентах от хорды, считаяотноскапрофиля: Xc
XC = 100% .
b
Относительная кривизна (вогнутость) профиля (f)–отношение стрелы прогиба среднейлиниипрофиля fmax кегохорде, измеряемоепроцентах: f
f = max 100% .
b
Стрелой прогиба называется максимальное отклонение средней линии профиля от его
хорды, средней линией профиля – линия, проходящая через середины отрезков, соединяющихточкисодинаковойкоординатой Х наверхнеминижнемобводахпрофиля.
Группа профилей, имеющих одинаковый закон построения средней линии, но отличающихсяотносительнойтолщиной, называетсясериейилисемействомпрофилей.
Исходя из требований аэродинамики и из конструктивных соображений, крыло обычно набирают из профилей разных серий с разной относительной толщиной. Такие крылья называютаэродинамическизакрученными (рис.10).
Рис. 10. Аэродинамическая крутка крыла
|
