Impact de curgere în buclă de translație cu viteza corpului. teorema Zhukovsky
componentă de forță de ridicare a toată forța presiunii fluidului gazos sau lichid pe corp în mișcare direcționată perpendicular pe aceasta viteza corpului (centrul de greutate al vitezei organism dacă se mișcă nepostupatelno). Există un lift din cauza asimetria fluxului în jurul corpului. De exemplu, trecut aripa (Fig. 1), flux asimetric poate fi reprezentat ca o superpoziție pe flux simetric în circulație în jurul conturului aripii, ceea ce duce la o creștere a vitezei de pe o parte a aripii și să-l reducă la partea opusă.
Fluxul în jurul unui profil de aripă de avion
u n Viteză
presiune p H> p a;
Y - portanta aripii.
Apoi ridicați Y. va depinde de viteza de circulație și F, conform Zhukovskogo teorema. pentru porțiunea de lungime aripii L (de-a lungul deschiderii), ideal fluxului aerodinamic plan paralel a unui fluid incompresibil:
în care r - densitate medie;
u - viteza fluxului de intrare.
Deoarece T are dimensiunea [UCH l], forța de ridicare poate fi exprimată prin ecuația frecvent utilizat în aerodinamica:
unde S - valoarea caracteristică pentru zona corpului (de exemplu, în ceea ce privește zona aripii, egală cu L x b dacă b - lungimea corzii aripii.);
cu y - coeficientul de ridicare adimensională, care depinde, în general, forma corpului, orientarea în mediu și numere Reynolds, Re și Mach.
Valoarea este determinată din calcule teoretice sau experimental. Astfel, conform teoriei Zhukovskogo pentru aripa într-un flux plan paralel la unghiuri mici de atac:
în cazul în care un - unghi de atac (unghiul dintre direcția vitezei de curgere incidente și coarda aripii);
0 - unghiul de ridicare zero;
m - factor în funcție de forma profilului aripii, de exemplu o placă subțire ușor curbată m = p.
În cazul unei finite wingspan raport L m = p / (1 - 2 / l). unde l = L / b - Aripa alungire.
Într-un efect de vâscozitate a fluidului real, care rezultă în mai mică decât valoarea teoretică m, iar această diferență crește odată cu grosimea relativă a profilului; o valoare a unghiului 0 este, de asemenea, mai mic decât cel teoretic. Mai mult, odată cu creșterea unghiului a, cu dependență de la (Fig. 2) încetează să mai fie liniară iar valoarea scade monoton, devenind zero la un unghi de atac cr. care corespunde valorii maxime a coeficientului de ridicare - un y, max.
Dependența cu y dintr-un
Creșterea în continuare a unei conduce la o scădere ca urmare a separării stratului limită de pe suprafața superioară și presiunea pe acesta crește. Cantitatea cy, max este esențială, deoarece cu atât mai mare este, decolare mai mică și viteza de aterizare.
La viteze mari, dar subcritice, adică, cele pentru care M <М cr ( М cr - значение числа М набегающего потока, при котором вблизи поверхности профиля местные значения числа М= 1), становится существенной сжимаемость газа. Для слабо изогнутых и тонких профилей при малых углах атаки сжимаемость можно приближенно учесть, положив , .
La viteze supersonice natura fluxului variază semnificativ. Astfel, fluxul din jurul plăcii plate este formată la marginea frontală a undei de expansiune și pe partea de dedesubt pe suprafața superioară - unda de șoc. Ca rezultat, p n presiune pe suprafața inferioară a plachetei devine mai mare decât cea superioară (P in); ia naștere forța totală normală la suprafața wafer, componenta care este perpendicular pe viteza de curgere de intrare, și există forța de ridicare. Acesta poate fi calculat cu formula pentru mici M> 1 și o placă de ridicare mică:
Această formulă este valabilă pentru profile subțiri de formă arbitrară, cu o margine frontală ascuțită.
timpul de inițiere (log t o -9--6);
Durata de viață (log t c -6 la 9);
timpul degradării (log t d -9--6);
Timpul optim de manifestare (log t k la 0 la 6).
Realizarea tehnică a efectului
efect de implementare tehnică
Acesta este implementat în geometrie (fig. 3).
Geometria ascensorului de observare
Debitul de aer viteza V este incidență pe aripă fixă convex-concavă, care suspensie este prevăzută cu un dinamometru pentru măsurarea componentei normale a suportului de reacție (ridicare F).
Prin varierea debitului de aer, convins de debitul de ridicare de proporționalitate. Prin variația unghiului de incidență a (unghiul dintre coarda profilului aripii și a fluxului vectorului viteză incidente), vom vedea prezența forței de ridicare pentru profilul chiar și la un unghi de zero de atac, și în creșterea sa cu creșterea unghiului de atac.
Efectul de ridicare este utilizat pe scară largă în proiectarea și operarea aeronavelor (avioane, elicoptere, rachete de croazieră, precum și submarine) aripi submarine.
- de curgere a fluidului
- debitul de gaz
- corpul în mișcare
- fluid
- gaz
- lift aerodinamic
- circulație
- unda de șoc
- salt de diluție
Secțiunile de Științe ale Naturii: