книга (Аржаников Н.С., Мальцев В.Н., 1956 - Аэродинамика), страница 2

Аэродинамика е ХУИ вЂ” Х1Х ее первом случае. В результате сила сопротивления определялась сле. дующим образом: Коэффициент С сопротивления шара Робин получил равным 0,55. Метод Робина сыграл в исследовании сопротивления, а следовательно, и в истории аэродинамики большую роль как основной способ нахождения силы сопротивления до появления аэродинамических труб. В 1763 г. капитан французского флота, известный' ученый Борда, применяя метод Робина, провел многочисленные опыты по опре.

делению сопротивления различных тел (шара, пластинки, цилиндра) в воздухе и в воде. Борда подтвердил квадратический закон сопротивления Ньютона и одновременно, в чем его огромная заслуга, показал неверность ударной теории Ньютона, так как она противоречила всем его опытам, В этом отношении его исследования знаменуют новый этап в изучении теории сопротивления. Развитие мореходства выдвинуло задачу об определении сопротивления корабля, что заставило ученых еще более детально заняться вопросами сопротивления.

Парижская Академия наук в 70-х годах ХИ11 в. поставила в связи с проектом постройки целой сети узких каналов вопрос, в какой мере сопротивление зависит от соотношения поперечных сечений канала и корабля Была создана специальная комиссия под председательством знаменитого механика Даламбера в составе ученых Кондорсе и Боссю для изучения этого вопроса. В период 1775 †?7? гг. ими были проведены опыты по протаске моделей в прямоугольных сосудах, Этим было положено начало широкой постановке такого эксперимента, который ныне вылился в метод протаски моделей глиссеров, судов, гидросамолетов в специальных гидроканалах. Кондорсе и Боссю в !778 г.

провели специальные исследования для проверки ньютоновского закона пропорциональности силы сопротивления квадрату синуса угла атаки. Наблюдения, выведенные ими из 69 опытов, подтвердил~и результаты Борда о неверности теории Ньютона. Известный русский ученый Д. И, Менделеев по этому поводу говорит '. «в истории вопроса о сопротивлении такое заключение было главным поводом к падению ньютоновской теории и розысканию новых законов сопротивления», Следует упомянуть о работах английского ученого Бофуа. В Англии, где особенно сильно развивалось кораблестроение, естественно, огромный интерес проявлялся к изучению сопротивления ' «О сопротивлении жидкостей и вовдухопливании», Сочинения, т.

НП, иэл АН СССР, 1946. Глава д Исторический обвар корабля. В 1793 — 1798 гг. Бофуа проделал большое количество опытов по определению сопротивления тел как плавающих, так и погруженных в жидкость. Наибольшей известностью пользуются опыты, проведенные им после того„как организовалось специальное общество «5ос!е!у (ог !йе 1гпргочешеп! о1 Ыача! АгсЫ!ес(пге», давшее возможность Бофуа экспериментировать с большими моделями в обширном водоеме Гренландского дока вблизи Лондона. Особый интерес представляет следуюший результат, полученный Бофуа: определяя сопротивление шара, Бофуа нашел коэффициент его сопротивления равным С=0,36, в то время как все эксперимен таторы до него получали С=0,50 (Ньютон — 0,50; Борда — 0,56, Хуттон — 0,60). Причина этого расхождения заключается в том, что раньше эксперименты велись при таких скоростях, когда обтекание шара было ламинарным, между тем как Бофуа измерял сопротивление в условиях турбулентного режима, Згот результат был подробно изучен в середине Х1Х в.

известными учеными Пуазейлем и Рейнольдсом, открывшими наличие двух режимов движения жидкости — ламинарного и турбулентного. Большое значение в изучении теории сопротивления имеют исследования Кулона и Дюбуа. Заслуга Кулона заключается в постановке вопроса о сопротивлении трения. Если Ньютон и др, признавали величину трения малой, а Даламбер, Кондорсе и Боссю в своих исследованиях старались убедиться в ее малости, то Кулон считал, что сопротивление выражается суммой двух членов ао'+Ьо, где второй член зависит от трения Кулон предполагал, что при малых скоростях второй член играет решаюшую роль, а при больших скоростях — наоборот, им можно пренебречь.

Кулон проделал большое количество опытов по изучению крутильных колебаний дисков в жидкости. Он установил отличие трения в жидкости от трения твердых тел, а также указал метод для определения той величины, которую Стоке, Максвелл, Мейер и др. называли внутренним трением. Опыты Кулона дали возможность Стоксу обосновать основные дифференциальные уравнения движения вязкой жидкости (1850 г.). Французский ученый Дюбуа пытался установить новые начала в учении о сопротивлении.

В своей работе «Рг!пс!реэ бЪудгап!1- йпе» РаНз, !779' г. он дает описание ряда опытов и говорит: «мы считаем себя счастливыми уже тем, что нам удалось разложить сопротивление, испытываемое движущимся телом в жидкости, на два различных усилия: одно действующее как давление на переднюю часть тела, а другое как недостаток давления сзади. Первое постоянно, если величина и форма передней части тела сохраняются.

Второе изменяется с длиной тела и всегда уменьшается с возрастанием длины независимо от кормовой формы, которая также влияет на величину заднего недавления (поп ргезз1оп)». Эту мысль Дюбуа использовали англичане и стали также делить все сопротивление на кормовое и носовое, что особенно ясно выражено в упомя-. нутых выше исследованиях Бофуа. ,Ф !. д«род«нал ика в Ху!! — Х!Х вв. Ог Дюбуа ведет свое начало новое учение о сопротивлении, в корне отличающееся от ньютоновского. Характерной его особенностью является выяснение роли кормовой части тела.

Д. И. Менделеев указывает, что «Дюбуа первый ясно осознал, старался выразить и объяснить и влияние трения и влияние длины и много других подробностей учения о сопротивлении. Мне кажется, что этот исследователь и есть первый зачинатель правильного решения задач сопротивления». Если до Дюбуа сопротивление определялось преимущественно весовым способом (на непосредственном измерении силы были основаны и метод кругового вращения Робина и метод протаски), то Дюбуа впервые ввел метод дренажа для исследования распределения давления по поверхности тела, В качестве прием; ника давления им была применена трубка Пито, предложенная последни~м в 1753 г, для изме~рення скорости течения рек, В этом, несомненно, также огромная историческая заслуга Дюбуа Дюбуа также известен тем, что обнаружил известный теперь парадокс, носящий его имя и состоящий в том, что сопротивление неподвижной пластинки в движущейся жидкости больше сопротивления движущейся пластинки в неподвижной жидкости и находится в отношении 1,3: 1.

Этот парадокс, объясненный Н. Е. Жуковским, являлся следствием различных условий обтекания неподвижной и движущейся пластинок. С середины ХЧП1 в. в России развернулись теоретические иссле. дования по изучению движения жидкости, положившие начало теоретической гидродинамике. Честь ее создания принадлежит Российской Академии наук в лице двух ее академиков — Леонарда Эйлера (1707 — 1783) и Даниила Бернулли (1700 — 1783). В своем знаменитом труде «Общие принципы движения жидкостей» (1775) Л. Эйлер впервые вывел основные дифференциальные уравнения движения так называемой идеальной жидкости, положив начало важнейшей отрасли механики сплошной среды— гидроаэродннамике. Л. Эйлеру гидроаэродинамика обязана введением понятия давления и противопоставлением этого понятия ньютоновским «ударам» частиц жидкости о поверхность обтекаемого тела, Открытие фундаментального закона гидродинамикн, устанавливающего связь между давлением н скоростью в потоке несжимаемой жидкости и обобщенного ныне на случай сжимаемой жидкости, принадлежит Д, Бернулли, который опубликовал этот закон в своем труде «Гидродинамнка» Великий русский ученый М.

В. Ломоносов (1711 †!765) в работе «Размышления об упругой силе воздуха» изучал основные свойства воздуха, исходя нз его молекулярного строения. М. В. Ломоносов на базе своих исследований разработал проект вертолета, предназначавшегося для подъема на высоту созданных нм приборов для метеорологических исследований. Таким образом, 10 Глава д Исторический обзор М. В. Ломоносов впервые в мире сделал серьезную научно обоснованную попытку создания летательного аппарата тяжелее воздуха.

Дальнейшее развитие аналитические методы гидродинамики получили в трудах известного французского ученого Лагранжа, давшего новую форму дифференциальных уравнений гидродинамики и разработавшего теорию потенциального движения жидкости. Поставленная Даламбером задача о теоретическом определении силы сопротивления тела, обтекаемого потенциальным (безвихревым) потоком идеальной жидкости, привела к неожиданному результату: сила сопротивления оказалась равной нулю, Этот результат носит название парадокса Даламбера, Указанное обстоятельство сыграло роль своеобразного тупика, в котором очутилась теория идеальной жидкости при определении силы соп~ротивления.