Проф. Р.Джакомелли в сотрудничестве с проф. Е.Пистолези. Исторический обзор (1123883), страница 18

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 18)

Р. М. да 1 — 7, 1910. Гл. П1 с конца хлх Ввкл ло нмзпх дней не столько значение форма носовой части, каь форма задней части, так как главная причина сопротивления — в неи". „Это", продолжает он, „объясняет благоприятное влияние рыбообразнои формы и неблагоприятное влияние оперения воздущных кораблей, сопротивление которого в цеппелинах должно составлять ве менее одной трети сопротивления всего гладкого корпуса корабля". Что же касается обзора Прандтля, то часть, относящаяся к сопротивлению воздуха, начинается с краткого изложения основ теории, приводящей к отсутствию сопротивления. „Результат, который может показаться отраиныи на первый взгляд, но который объясним, если считать, что ра,бога, израсходованная на продвижение тела в жидкости, должна превратиться в какую-либо другую форму энергии, которую нам следует найти в жидкости.

Но так как изменение энергии не может иметь места в идеальной жидкости, находящейся в невихревои движении, то отсюда следует, что сопротивление должно быть равно нулю на основании этой гипотезы. Однако все тела испытывают сопротивление в денствительных жидкостях, из чего можно вывести', что явное расхождение между теорией и практикой вытекает из двух гипотез: невихревого течения и отсутствия трения". Отказ от этих двух гипотез, говорит Прандтль, приводит к принятию двух сопротивлений: отказу от гипотезы отсутствия трения отвечает „трение" или „новерхноотное сопротивление" и отказу от гипотезы отсутствия вихря отвечает „вихрь" или „профильное сопротивление".

Точное исследование этих 'двух сопротивлений и их взаимной зависимости и более подробное описание явления отрыва потока составляют главную часть этого обзора. Поверхностное сопротивление, говорит Прандтль, вызывается трением жидкости, движущейся вдоль тела, зависит главным образом от размера поверхности тела, профильное же сопротивление вызывается тем, что поток является невихревыи не по всему своему протяжению, так что в зависимости от формы тела возникают вихри, которые и образуют скучную струю„ следующую вдоль тела.

Поверхностное сопротивление неизбежно; наоборот, профильное сопротивление может быть значительно уменыпено соответствующей формой тела, допускающей близкое приблвжевие к невихревому течению. Эти два сопротивления тесно связаны друг с другом. Что же касается сопротивления трения, отмечает он, то очень точно поставленные опыты, в особенности вад течением в капиллярных трубках, показали, что жидкость прилипает к стенкам, приходя в состояние покоя при соприкосновении, так что следует полагать, что деиствие трения между .твердым телок н жидкостью вызывается относительным скольжением слоев жидкости.

Однако законы скольжения были неизвестны в то время, кзк отмечает Прандтль, за исключением того, что думали, что трение пропорционально поверхности тела, умноженной на некоторую степень скорости. Возможная при этом формула для сопротивления трения имеет вид: 11 =-. КИ" истогическ!ш Оээог 1'эвл. 0 где К вЂ” коэфициент, зависящий от плотности и вязкосги среды, а таьже от шероховатости поверхности: Ь вЂ” ширина и 1 — длина поверхности, У' — скорость и п — показатель в пределах от О,о до 1 и зависимости от рода течения.

,'!ля обычных гладких поверхностей и больших скоростей оказалось, что можно взять и = О,м0 — 0,8б. Что же касается профильного сопротивления, то Прандтль начинает с указания, что это сопротивление также зависит главным образом от трения, которое, замедляя течение в пограничном слое, вызывает образование вихрей, являющихся его непосредственной причиной. Прандтль говорит: ,,Тщагельпо наблюдая за движением оьоло пограничного слоя, мы увидим, что частицы пограничного слоя будут ускоряться тач, где имеются причины, ускоряющие течение жидкости вдоль поверхности тела.

Наоборот, в тех местах, где существтют условия для замедления, как, например, повыигепие давления вдоль поверхности тела, частицы иограничногэ слоя возвращаются оэратно к частицам свободного течения, так как потеряли часть своей энергии вследствяе трения. Это вышэвает обратное течение в пограничном слое, в результате чего частицы' скопляются в определенных точках пограничного слоя и образуют вихрь, входящий в свободную жядкосп,, '1огда вихрь стекает по течению н оставляет разделяющую поверхпосп между телом и потоком, которая остается постоянною. Сзади разделяя>щей поверхности (Тггвгягсядзвсйвс)п) жидкость находится обычиг в беспорядочном вихревом движении, в то время как иа большом расстоянии от тела стр)я распадается па отдельные вихри". Еак мы видим; исходное соображение Прандтля здестэ так же, как и в предыдущей статье, в том, по отрыв потока ог поверхности теле происходит в тех точках, где повышается давление.

Про это явление Прандтль говорит следующее: „Теория этого от рыва пока еще мало разработана. Единственно, что моя;но опреде лепно установить, — это зо, что отрыв происходит всегда в таких точках, где жидкость течет вдоль степки с замедлением, т. е. гд давление повышается". Для определения особенностей этого сопротивления, завпсяшег от формы тела, Прандтль предлагает затем поместить тело, например пластинку, в поток жкдкости перпендикулярно к направления~ течения, чтобы выяснить, что произойдет. „Мы твидим", говорит оп, „что в первый момент установится невихревое движение, которо~ вызовет максимальное давление в центре передней поверхности пластинки (критическая точка), где скорость равна нулю, в то время как давление уменьшится по направлению к краям, вследствие чего здесь не произоидет явления отрыва.

На задней же поверхности пластиикн увидим совершенно' ино Невихревое движение даст здесь какже центральную критическ1 точкт, в точности соответствтющтю первой на передней поверхносв~ с соответствующим максиюзльиыю давлением. Но невихревое движение пе может здесь иметь места, так как возникают вихри вследствие повышения давления с краев пластинки к центрт, которые меняют весь характер течения, уничтожая маьсимум давления сзади пластинки".

Из этого следует,.что „профильное сопротивление есть результат различного состояния течения спереди и сзади тела", Гя. 1П 391 с концх х1Х веко ло вящих дней Описав опыты Эйфеля (Ег))с!) в Париже ' над сопротивлением воздуха, опыты Франка (!"гпвя) в Ганновере'-' и опыты Р. Еноллера (г!. Кяо!!сг) в Вене, указанные в статье „'Заковы сопротивления воздуха" з, а также опыты О. Лилиенталя, Прап;[тль заканчивает свой обзор следующим заключением: „Гидродпнамнческая теория сопротивления воз,[уха дол'ьна вполне ооьяснять особенности законов сопротивления воздуха, открытые в последних исследованиях.

Следует обратить особое внимание на то, что источником сопротивления являются ие те явления, которые происходяг спереди тела, по сопротивпекне вызывается вихрями, образугощпмися сзади тела. Поэтому форма задней части тела во многих случаях важнее Лля сопротивления, чем форма передней его части. Соответствующим подбором формы можно, таигм образом, умепыпить сопротивление корпуса воздушных кораблей настолько, чтобы приблиищь его сопротивление к теоретическому значению сопротивления, равного нулю.

Все теории, обосновывающие сопротивление на тех явлениях, которые происходят спереди тела, дают поэтому неправильные результаты и должны быть исключены. Далее, степень ттрбулентпости воздгха имеет первостепенное значение для величины сойротивления". Этн практические заключения относительно корпусов воздушных кораблей, которые мы находим в этом обзоре Прандтля, а также и в лекции Фиксгервальдера, характерны таьчье и лля истории техники строительства воздушных кораблей и показывают влияние аэродинамических исследований того времени на эволюцию этих конструкции.' Исследования Прандтля и его сотрудников в Геттингене относительно образовапкя вихрей сзади движущихся тел пе были одиночны, так как, кроме опытных исследований, производцвгпихся в. Германии Ф.

Альборном (У". ЛИЬогв), начиная с 1902 г., было произведено много интересных исследований но этому вопросу в Англии и во Франции. Так например, бы. а опубликована в 1907 г. статья А. л!аллока (А. Луп!!ос)с) под названием „О сопротивлении воздуха" ', в которой Л!аллоя предлагает исследовать состояние воздтха при больших и палых ~корос7ях )больше и меныпе скорости звука), чтобы определ)ггь выражение полного сопротивления. Он говорит, что: „сопротивление, испытываемое телом, вызывается только треииен, кргда задняя часть тела суживается постепенно, вследствие чего лпним тока следтют за контуром тела", и .то елипив тока оставляют поверхность тела и образуют са телом струю, состоящую пз системы вихрей, образование которых требует постоянного расхода энергии, когда задняя часть тела плосаои формы и быстро сужнвается", и указывает, что есопротивления, рассматриваемые в эгон статье, представляют сопротивление', тел, дающих струю".

Характеристики

Список файлов учебной работы