┬шёыхэхт ┴.┬., ╩єч№ьхэъю ─.┬., 1939 - ╥хюЁш  ртшрЎшш■ (Висленев Б.В., Кузьменко Д.В., 1939 - Теория авиации), страница 9

Так как отрезок а, лежащий против угла качества, равен 9, то, взяв отношение этого отрезка к силе Р, получим тангенс (1ц) угла качества 8: а г, Тангенсом угла называется отношение катета, лежащего против острого угла, к катету, прилежащему к углу (рис. 48). В этом треугольнике тангенс угла 8 или а 18 8= ь Чем меньше катет а и чем больше катет Ь, тем меньше угол, и наоборот, чем больше а и чем меньше Ь, .тем больше тангенс и тем больше угол. б Рис.

48 Рис. 47 Иногда угол выражают не в градусах,.а тангенсом, например выражение уклона железнодорожного полотна: „уклон '/зоа", означает, что путь поднимается на 1 м, если заложение пути 200 м, ай='/ао„и угол при этих условиях приблизительно равен 18'. Отношение сил можно заменить отношением их коэфициентов. Тогда получаем: 188 = -~Ф- У (а*в~ глаз.ямт на*а' гл/са 4аат ав-аа' гтФл ьм Рис. ~9.

Измеиеиие угла качества З в зависимости от угла атаки. Иэ тригонометрии известно, что чем больше угол, т~'и больше с. тангенс, поэтому чем меньше отношение —, тем!меньше угол У качества. С увеличением этого отношения уволйчивается угол качества. Для использования крыла в полете оиень важно, чтобы угол качества был возможно меньше и.4тобы отношение— с, было также возможно меньшим. Рис.

чй показывает различные случаи работы крыла и соотношений — '. с„' 30. Аэродинамическое качество Подъемная сила, развиваемая крылом и потребная для полета самолета, представляет собой вполне определенную величину. Для того чтобы она была достаточна, необходимо соблюсти ряд условий. Крыло должно быть достаточно большим (Ямэ) и иметь соответствующую форму. Необходимо, чтобы крыло имело достаточный угол атаки, обеспечивающий наличие С„, при котором крыло могло бы развить необходимую подъемную силу. О придании нужного угла атаки должен позаботиться в полете летчик, действуя рулями высоты. Кроме того, крылу необходимо придать скорость, о чем также заботится в полете летчик, регулируя работу винтомоторной группы ьВМГ) и меняя угол атаки. Сочетая скорость и угол атаки, летчик может заставить работать крыло таким образом, что оно будет развивать одну и ту же потребную для полета подъемную силу, но при различных скоростях и углах атаки.

При малых углах потребуются большие скорости, а при больших углах скорости нужны будут малые. Возникает вопрос: одинаково ли выгодно будет использовано крыло при полете с различными углами атаки? Очевидно, нет. Малые углы невыгодны в том отношении, что слишком мал С, а слишком большие углы — тем, что велик С,. Крыло выгоднее всего будет работать при каких-то средних углах атаки. Чтобы оценить работу крыла, в теории авиации введено понятие о так называемом аэродинамическом качестве, которое представляет собой число, показывающее, во сколько раз подьемная сила >ьревышает силу лобового сопротивления.

Пример. Полъемная сила крыла 2 050 кг, его лобовое сопротивление ЗбО кг. Чему равно его аэродинамическое качество? Р 2000 — = — = 555. 350 То же самое получилось бы, если вместо самих сил взять отношение их коэфнциентов. В дальнейшем аэродинамическое качество будет обозначаться таким образом: :1 Чем и большее число раз подъемная сила превышает лобовое сопротивление, тем выгоднее работает крыло.

Аэродинамические испытания показывают, что малые углы атаки дают плохое качество", с увеличением угла атаки качество улучшается, и при некотором, вполне определенном для данного крыла, угле атаки оно достигает наибольшей величины. Дальнейшее увеличение угла атаки ухудшает качество, вследствие быстрого увеличения С,. Тот угол а>пани, которому соответствует наилучшее аэродинамическое качество, называется наивыгоднейшим углом атаки. Полет с этим углом атаки имеет ряд особенностей, которые будут разобраны в дальнейшем. У крыльев современных самолетов при наивыгоднейшем угле атаки качество может достигать 25. Плоская поверхность, поставленная также с наивыгоднейшим углом атаки, имеет качество всего б — 8, поэтому *г'>в' с > ст в -г=в с С» Ф вЂ” „=>в с.= С» > С -~ 4 с» 6 с» Рис. 50. Изменение аэролинамнческого качества крыла нрн различных а.

как несущая часть она в современных самолетах не применяется, а лищь ставится в хвостовом оперении. Иногда, наряду с аэродинамическим качеством, для характеристики работы крыла дают другое число, показывающее, какую часть от подъемной силы составляет лобовое сопротивление. Чтобы найти это число, надо взять отношение ББ Отношение это называется обратным качеством. Чем меньше величина обратного качества, тем выгоднее работает крыло, так как очевидно, что тем больше аэродинамическое качество. 1 Примеры.!.

Обратное качество 12, аэродинамическое качество 12. 1 2. Обратное качество —,, аэродинамическое качество 20. 2О т»авн» »»и»нчч Обратное качество, таким образом, находится в, простой арифметической зависимости от аэродинамического,,по в то же время отношение —" = ф 0; отсюда следует, что велй чина аэроди- У намического качества связана ' с углом качества: чем качество лучше, тем льекьше угол качества. На рис. 50 представлено одно и то же крыло, работающее с различными углами атаки при разных аэродинамических качествах. Скорости подобраны во всех случаях так, чтобы величина подъемной силы была неизменна 31. Аэродинамические испытания Аэродинамика принадлежит к числу наук, в которых теория теснейшим образом сочетается с опытом и в которых они дополняют и проверяют друг друга.

Теоретическая аэродинамика начинается с работ Ньютона и со времени открытия им основного закона сопротивления воздуха. Экспериментальная опытная аэродинамика имеет своим основателем инженера Отто Лилиенталя, по справедливости считаемого пионером авиации. Хотя в настоящее время материалы, полученные Лилиенталем, не представляют собой практического интереса и методика его сильно изменена и усовершенствована, но основная мысль и направление, данные им, до сих пор остаются правильными.

Лилиенталь считал, что невозможно построить самолет, не испытав его предварительно по частям, а потом построить планер. Лишь через планеризм считал он возможным завоевание воздуха. Его точка зрения вполне подтвердилась, когда братья Райт на один из своих планеров поставили мотор с воздушным винтом и получили первый летающий самолет. Сам Лилиенталь погиб задолго до этого, во время одного из планирующих полетов.

Несмотря на преждевременную смерть, Лилиенталь дал сильней-. ший сдвиг вперед и открыл правильный путь для завоевания воздуха. В настоящее время аэродинамические испытания имеют колоссальное значение. Весь расчет самолета основан на них. Каждая деталь самолета, затем и весь самолет в виде модели перед постройкой испытываются в аэродинамической лаборатории. Испытания делаются на определение коэфициентов и степени устойчивости самолета в воздухе. Во всех крупных государствах имеются аэродинамические лаборатории и институты, занятые, экспериментами, необходимыми для расчета самолетов.

В СССР крупнейшим учреждением такого рода является Центральный аэро-гидродинамический институт (ЦАГИ), работы которого известны далеко за пределами Советского Союза. 32. Основные аэродинамические приборы Главнейшим прибором аэродинамической лаборатории является аэродинамическая труба, служащая для создания искусственного потока воздуха.

Лилиенталь, пе имея аэродинамиче- 50 ской трубы, делал продувки на ветру, вследствие чего его результаты заметно отличаются от современных. Главнейшее требование, предъявляемое аэродинамической трубе, — это равномерность потока и одинаковая скорость во всех точках той его части, где производится испытание. Кроме этого, необходимо, чтобы скорости потока, даваемые трубой, были достаточны для сохранения аэродинамического подобия между моделью и самолетом; желателен также большой диаметр трубы, чтобы иметь возможность продувать крупные модели.

Рнс, 5П Размеры труб быва1от самые разнообразные, начиная от учебных, имеющих поперечник 0,25 — 0,5 лх и скорости потока 20 — 40 лт/сам, и кончая последними американскими, в которых можно продувать самолет в натуральную величину прн скоростях потока, приближающихся к скорости полета. Выдвимвав вввввл диффуввув Рнс 52. Схема аэродинамической трубы 11АГИ. Большая труба ЦАГИ имеет диаметр 3 м, максимальную скорость потока свыше 80 л1/сея в первой рабочей части и диаметр 6 лс при скорости потока 30 лт(сел во второй рабочей части. Трубы делятся по типам: на открытые и закрытые. Рис.

51 дает схематическое изображение открытой трубы. Вентилятор втягивает воздух в трубу, прогоняет его через решетку, слухсащу1о для спрямления струй вихрей, вызванных вв 61 его работой. Затем воздух проходит через рабочую часть, где помещается испытуемая модель, и через расширяющуюся часть выбрасывается наружу. Иногда вентилятор помещается за моделью, чем достигается большая равномерность потока. Открытые трубы хороши постоянством потока, но очень не экономичны, требуют сильных моторов и не дзют больших скоростей. Распространение их в настоящее время довольно ограничено. Закрытые трубы устроены таким с образом, что в них циркулирует все время один и тот же объем воздуха, а роль вентилятора сводится лишь к тому, чтобы поддерживать инерционное движение воздуха и преодолевать возникающие при движении потока сопротивления (рис. 52).

При работе закрытой трубы Ф поток не имеет обмена с внешним е воздухом или он крайне незначителен, поэтому масса воздуха, раз приведенная в движение, стремится сохранить его по инерции, и на сообщение потоку живой силы, как только движение установилось, мощности расходовать не нужно. Поэтому мощность, потребная для вращения вентилятора, будет во много раз меньше, чем в открытых трубах. Отсюда следует, что закрытая труба гораздо экономичнее.