┬шёыхэхт ┴.┬., ╩єч№ьхэъю ─.┬., 1939 - ╥хюЁш  ртшрЎшш■ (Висленев Б.В., Кузьменко Д.В., 1939 - Теория авиации), страница 10

Вторым важным прибором аэродинамической лаборатории являются аэрпдинамичесние весы, назначение которых измерять азрпдиРис,53. Схема охвоконпоиевтных наминесние силы, т. е. Й„Р и Я. аэродинамических весов. Первые аэродинамические весы были сконструированы Лилиенталем. Несмотря на то, что в настоящее время существует множество систем аэродинамических весов, весы Лилиенталя до,сих пор применяются в школьных лабораториях, вследствие их простоты и наглядности действия.

В весах Лилиенталя (рис. 53), как и в обычных весах, имеется коромысло а, но установленное вертикально, причем оно может вращаться вокруг горизонтальной оси Ь. Модель с помещается на удобообтекаемой стойке и зажимается в верхней части барашком е. Над осью вращения коромысла устроен лимб с градусными делениями У; при помощи которого можно вращать модель вокруг вертикальной оси и придавать ей углы атаки. Для того чтобы уравновесить вес модели и привести весы в положение раннонесия, существуют 52 подвижные противовесы И. Нижняя часть коромысла кончается центровым острием, которое при равновесии находится протин другого острия.

Около острия кренится шелковинка, переброшенная через блок, к концу которой привязана чашка весов, уравновешенная противовесом 44. В том положении, как изображены весы на рисунке, ось коромысла стоит перпендикулярно потоку, значит, качаться весы могут параллельно потоку, и измерить можно будет лишь силу, параллельную потоку, т. е. лобовое сопротивление.

Рис. 54. Учебные двухкомпонентные весы. Справа видна маааа аародииамнческаа труба. Под действием силы Я верхняя часть коромысла начнет склоняться вправо и нижний конец будет уходить от центра влево. Чтобы привести весы в равновесие, необходимо наложить на чашку гири. Если расстояние от центра модели до оси и расстояние от оси до места прикрепления шелковинки равны, то количество гирь прямо укажет величину лобового сопротивления модели.

По формуле С =— а — рчра находим коэфициент С„. Для определения подъемной силы, перпендикулярной потоку, нужно ось вращения коромысла поставить параллельно 53 ему так, чтобы весы могли качаться в плоскости, перпендикулярной потоку. Для этого весы поворачиваются на 90о.

Измерение производится также накладыванием гирь на чашку. Коэфициент С, находится по формуле Описанные выше аэродинамические весы называются одно- компонентными, так как они в процессе продувки позволяют измерять лишь одну силу — Р или Я. Существуют также двухкомпонентные весы, позволяющие одновременно определять силы Р и Я (рис. 54). Модель крыла, установленная на весы, подвергается дей. ствию потока и мржет одновременно вращаться вокруг оси у — у и х — х. Сила Р поднимает крыло и вращает вокруг осн у — у.

Для уравновешивания силы Р накладывается разновес на чашку Р. Рме. 55. Схеме микроменометра. Сила Я вращает модели вокруг вертикальной оси х — х. Для приведения модели в равновесие накладывается разновес на чашку Я. Сравните, сколько разновесов лежит на чашках Р и Я. Для измерения скорости потока, обдувающего модель, применяется известная трубка Пито в соединении с микроманометром.

Микроманометр служит для измерения малых давлений. Он отличается от обыкновенного жидкостного манометра только тем, что трубка, в которой поднимается жидкость, поставлена не вертикально, а наклонно, вследствие чего получшотся большие перемещения жидкости. Показания микроманометра пере. водятся на скорости по заранее составленной таблице. На рис. 55 показан микроманометр с наклонной трубкой, повышающий чувствительность в 5 раз. Справа дан обыкновенный мапо метр, который показывает разность давлений 12 мм, что по микроманометру соответствует 50 мм.

Кроме того, в аэродинамической лаборатории необходимы барометр, термометр и гигрометр для определения плотности воздуха и целый ряд различных приборов, описания которых мы касаться не будем. 54 Полученные в результате опытов зависимости между углами атаки и коэфициентами могут быть представлены в виде таблиц, пользование которыми, однако, не совсем удобно, и они недостаточно наглядны, поэтому принято эту зависимость выражать графическим путем, в виде кривых.

33. Кривая Лилиенталя Существуют различные способы построения графиков, но наибвлее удобный и часто применяемый график — это кривая Лилиенталя. Для построения кривой Лилиенталя проводятся две взаимно перпендикулярные координатные оси. Оси разбиваются на деления в определенною масштабе и по одной из них откладываются Если продувка велась при тех симост" от ' алп плоской пластинки Используя таблицу с даннылли продувки, наносим на график точки (рис.

56). Точка, соответствующая Оо, при которой С равен нулю, должна лежать на оси С„а так как С, равен 0,02, то точка по масштабу будет лежать от начала координат на 0,02. Ставим точку и сбоку отмечаем Оо в знак того, что' она соответствует углу атаки Оо. Наносим точку для угла атаки Зо. Для этого берем по масштабу С„и отрезок, равный коэфициенту подъемной силы, при угле атаки, равном Зо, С, = 0,1. Затем по масштабу С„берем равный коэфициенту лобового сопротивления отрезок 0,022, Из полученных точек на осях проведем перпендикуляры до их взаимного пересечения и точку пересечения поллетилл 3". Так же поступаем и с остальными точками графика и, построив их все, соединяем плавной кривой.

Полученная кривая и есть кривая Лилиентали, 55 углах атаки, которые обычно применяются на практике, т. е, от угла нулевой подъемной силы до посадочного, то масштаб делений на той оси, по которой откладывается С„, берется в 5 или 10 раз крупнее. Делается это для того, чтобы получить большую точность в отсчете С„который при летных углах атаки изменится сравнительно с С незначительно. Если же продувка велась от угла нулевой подъемной силы до 90о, то масштаб для обоих коэфициентов берут одинаковый. Рассмотрим построение кривой Лилиенталя для плоской пластинки в пределах от 0 до 90о.

оо Зо со 1Со 120 15о 20о зсо 45о зсо 90о о О,1О 0,22 о,зз 0,36 0,39 0,37 0,39 0,37 о,гз о 0,02 0,022 0,03 о,ов о,оз 0,10 0,15 0,23- 0,37 0,50 0,04 Имея готовую кривую Лилиенталя, можно по углу атаки определить величину коэфициентов С„и С„даже для тех углов атаки, при которых продувка не делалась. аг а йг Рт бл бб бб бб бг Ряс. 57.

Опрелеленпе С„ по кривой Лилиенталя. Рнс. 56. Кривая Лвлнентзля плоской пластннкн. Например, для того чтобы определить С„ и С„ плоской пластинки при угле атаки 8о, разбиваем отрезок кривой между точками, соответствующими углам атаки б и 10о, на две равные части. Посредине их лежит точка, приблизительно соответствующая углу атаки 8о. Из этой точки опускаем перпендикуляры на осз и по масштабу читаем коэфициенты. Гг Рнс. 59. Изменение угла Рнс. 55. Измерение угла ка- качества прн различных честна прн помопги трлнспор- углах атаки по кривой тира. Лплненталя, На кривой Лилиенталя, построенной в одинаковых масштабах для Сл и С„без труда можно отыскать величину коэфипиента С„, Допустим, что на кривой (рис, 57) необходимо найти С„для а=бе.

Найдем коэфициенты С и С„для этого угла атаки известным уже способом и обозйачиМ их. Полученный в резуль- вв л а а 6 а а а в йаг ввв ввв овв ао га Рис. 6ть Опрелеление критического угла атаки по кривой Лилиентали. Рис. 61. и точна касания укажет наивыгоднеиший угол. Если же из начала координат провести секущую к кривой, то точки пересечения дадут два угла атаки с одинаковым углом качества и с равным аэродинамическим качеством, но непременно один из них будет больше наивыгоднейшего, а друтой меньше (рис. 51).

57 тате построения параллелограм аналогичен параллелограму сил ), Я и Й„, но силы в нем заменены коэфициептами; поэтому, если из начала координат провести диагональ параллелограма, то ОНа и даСт иСКОМЫй Козфицивкт Ск Измерив по масштабу циркулем величину отрезка С„найдем его числовое значение. Угол, заключенный между С и С„, есть угол качества; он может быть измерен просто транспортиром (рис. 58) или найден по тапгенсу. При различных углах атаки, угол качества получается разный; кривая Лилиенталя дает возможность легко провести их сравнение (рис. 59). При а = 14с угол качества велик; если перейти к и = бе, то он становится зна- в и ° чительно меньше; при н =4с он вновь увеличивается и делается таким же, как при н = 14с; при н = 2п угол качества / еше больше, чем при н =4с, Чтобы найти на кривой Лилиенталяугол атаки, кото- ве РОМУ СООтевтетВУЕт НаиМЕНЬиеий УгОЛ Рис 66 Опрелел е качества 6ав„нужно из начала коорд"нат наименьшего угла каче- провести касательную к кривой; точка ства пп кривой Лнлиен.

касании укажет этот угол (рис. 50). тала. Чем лучше аэродинамическое качество, тем меньше угол качества; для нахождения на кривой наивыгоднейшего угла атаки необходимо провести касательную к ней, О,т Ответ: ~ С„(яых 0,024 Задача 3. Найти критический угол атаки и С„соответствуюш~а еиу. О т в е т.' Секущих можно провести бесчисленное множество, поэтому можно по числу секущих подобрать пары углов с одинаковым качеством, но расположенные по разным сторонам от наивыгоднейшего угла атаки. Прн изучении полета и планирования самолета это обстоятельство нам вновь встретится и будет иметь ряд интересных последствий. На кривой легко отыскать критический угол аг я атаки: он лежит на вершине l кривой, а также и угол нуле/ иь' вой подъемной силы: он ле- жит на самой оси С„(рис.

62). / к/ Итак, кривая Лилиенталя / дает возможность по задан- / ному углу атаки определить: йг ( а) коэ/(///циент С; б) ноэфи- ( ь" циент Сл( в) угол качества 0; йл г) найти наивыгоднейший угол атаки; д) найти два угла атаки с одинаковым аэродинамийв ческим качеством; е) найти / 4' угль/ ататг кршиический и йг нулевой подъел/ной силы, / Рис. 63 показывает кривую в/ )/ в Лилиенталя крыла самолета l (продутого в пределах от а = — 3 до а = 14,5'), по- ош вы аое всв в/о о, строенную при разных масРис.

ОЗ, Кривая Лилиенталя, построен. штабах Дла коэфипиентов С» нла в Разных масштаолх с н Соп и Сх. ПользоватьсЯ этой кРивой можно точно так же, как и построенной в одинаковых масштабах, но не следует забывать, что она оказывается искаженной, вытянутой вправо, и поэтому на ней непосредственно нельзя определить С„ и угол качества. Задача 1. Найти по втой кривой С и С„ для я =0".