Проф. Р.Джакомелли в сотрудничестве с проф. Е.Пистолези. Исторический обзор (1123883), страница 20
Текст из файла (страница 20)
От этой формулы Карман перешел ь форхгу.ге для функции тока и вычислил посредством последней линии тока, нз которых некоторые замыкались вокр).г вихрей, в то время нак некоторые проходили между ними. С,!!г)той стороны, при помощи соответнтвующих оиытов, произведенных в сотрудничестве с Губатом, он выявил действительное состоннме потока свата движущихся в воде плоских пластинок и цилиндров по снимкам, которые показали характерную зять загообрааную форму, уже иол) ченнтю Бенаром, которая была обнаружена в то времн сзади моделей и!аров в Англии ' н сзади преинтствий в Германии Г. фон дер-Борн (6. г.
г(. Лог ггг'), !доклад на сьезте представителей воздухоплавания в Геттингене (ноябрь 1011 г.) э.1 Кзк видно из изложенного, периодический характер движения в так называемой евихревой струе" был обнаружен до 1(аркана и одновременно с нпм другими исследователями, но это явление не могло быть объяснено до исследовании ) стойчнвости )ьарманохг, показавший, что иериодические изменения являютсн следствием неустойчивости симметричного потока.
В связи с этим интересно проследггть за рассуждениями Ыариана, определившими устойчивую форму этогс нвленпя: е Еогда тела приводятся в движение нз состонияя иокоя (или, наоборот, !готов направлен к тедт), образуется сперва некоторая разновидность „разделяющего слоя' (уггггггггггуэзс)ггсЫ). которая посте.- пенно свергываетсн, сиерва сиихгетрично с обеих сторон тела, до тех пор пока какое-то малое возмтщеиие не разругпит снмметрин, после чего начинается периодическое движение. Колебательное движение тогда поддерживаетя в соответствии с регтлярным образованиеч вихрей, вращающихся соответственно направо и палево" г Тесйгйсе! Керог! еХ гЬс Льг.)вегу Союппжее гог Легопанмгэ, 1010 — '1911.
э Оьег 8!гогоппйеогэсЬе)пноиеп ап Нгггйегп!вэеп, Х егЬапй1ппьсп бег т егеаппп!шг гоп\'ег!ге!еггг бег1г)п к)эеепэсЬэйь ноябрь 1))11г. Геттннген. э Следует отметить, что нв выпгеуггпмянутом собрании в Геттпнгене (ноябрь 1911 г.) К. Рунге (Йу Впгг„е) предлагал обьяснить это явление путем перподшгеского отделения от обтекаемого тела вихрей, пссзедованных 1бармэном посредством звуков, издаваемых быстро колеблющнмся в воэдт"хе стержнем, и что этот вопрос был рзэработян в 1914 г.
Ф, Еругерой (Р, Кгп„ег) н д, Лггутогг (Л. !.вп!) в сггйтьеь в котогой пэучклся свнстящнй звук, выэывасмый быг трым колебанием стержня в воздухе я ветром прк обтекавнн препятствий [.Теория тонов, воэнггквыпгггх прп ударе" (ТЬссме бег Н)еььогге), дггггв)еп бег )гиувгс, т. 44, 1014 г.. стр. 80Ц.. 396 Разя. О исчогнчнсний ОБ30Р Затем, перейдя к определеннао сопротивлення воздуха, являющемуся основной целью этих исследований, Карман составил следующую формулу для сопротивления воздуха, обозначив в ней через й коэфициент, зависящий от формы тела: )р = )врбррц где коэфициент сопротивления ф был выражен, как функция толых отношений 7,'Ы н и/Уу (величин, определенных опытным путем в форме: и ф ~ 0,779 — — 0,323 ~ — ~ Карман закончил свое исследование указанием, что нужно продолжить его изыскания в двух направлениях: с одной стороны, важно перейтн нт случая плоскости к случаю пространства гнеразрешиман задача по его мнению) и, с другой стороны, от опытного определения отношений 1,,'Н и и)'У~необходимых для вычисления сопротивления) к их теоретическому определению.
Вторая задача была по его мнению значительно сложнее первой, вследствие чего ее „нельзя решить без исследования процесса образования вихрей. Видимое противоречие в том, что мы пользовались только теоремами, вь1веденными для идеальных жидкостей, в то время как в такой жичкости (не имеющей трения) нэ может образоваться вихрей. Зто противоречие обънсняется тем, что мы можем пренебречь везде трением, кроме как на поверхности тела. зуожцо показать, что силы трения приближаются к нулю, когда уменипается козфициент трения, но при атом напряженность вихрей остается конечной величиной.
Если рассматривать таким образом идеальную жидкость как предельный случай вязких жидкостей, то закон образования вихрей доллвен быть ограничен )словием, что только те частицы жидкости могут притти во вращение, которые соприкасаются с поверхностью тела. Эта идея появляется впервые соверп|енно ясне в теории Прандтля о жидкостях с малым трением. Теория 11рандтля исследует те явления, которые происходят в слое на поверхности тела, в способ отделения потока от поверхности тела.
„Если бы нам удалось связать эти исследования о способе отделения потока от стенки с вычислением устойчивой формы вихревых дорожек, возникающих, как было объяснено выше, то очевидно, что был бы достигнут болнпой прогресс. Независимо от возможности ее разрешения это вызвало бы такие трудности, которые в настоящее время невозможно учесть".
Решение первой ич этих двух задач, которые стремился разрешить Карман, было рано Жуковским, который, рассмотрев теорию сопротивления Кармана в статье под названием „Вихревая теория лобового сопротивления, данная профессором Карманом"', опублнко- ~Доложена н ноябре 1913 г. я опублнконана н Трудах Физического отделения Общества любнаелеа естествознания, антропологнн н географии, т.
Ху".1. 1914. 1'л. 111 с копцА х!х Века до ИАн!их дней вал в 1919 г. вторую статью, представляющую продолжение предыдущей статьи, 'под названием „Вихревая теория лобового сопротивления для движения жидкости в трех измерениях"'. Что же касается второй задачи, то опа до спх пор еще не решена. Дойдя до этого места, следует несколько остановиться, чтобы подытожить изложенное в этой главе. Начав паш обзор с трудов Ланчестера о подъемной силе, мы проследили за развитием идей по этому вопросу, высказанных Кутта, Жуковским и Чаплыгиным с 1902 до 1911 г. О 1911 г., как было отмечено выше, началось опубликование трудов Прандтля по этому вопросу.
Но перед тем как к нпм перейти, мы продолжили рассмотрение теоретической задачи сопротивления, оставленной нами со вреченн трудов Кпрхгофа илордаРэйли 11876 г.), начав с исследований, пронзводив1пихся по методу Кирхгофа, и упомянув последовательно о трудах Бобылева, Жуковского, Лава, Мичеля, Рэти, Леви-Чпвпта, Чнзотти и Вилла за период времени с 1881 до 1911 г. Затеи, рассмотрев классический курс Жуковского, мы познакомились с теорией пограничного слон Прапдтля (1904) и с работами его первых сотрудников в Геттингене, среди которых был Блазиус ~1908), и с опытными и теоретическими исследованиями вихрей, симметричных попеременно некоторому направлению, Маллока (1907), Бенара 11908) и Кармана 11911).
Обратимся теперь к Прандтлю и его теории крыла. Первые две работы, в которых упоминается об псследованинх Прапдтля по этому вопросу,— это примечание к статье О. Фбппля (О. Уворуй) о воздушных силах на плоских и искривленных пластинкахз и Геттингенский отчет О. Фйппляо подъемной силе и лобовом сопротивлении рулн высоты, располояьенного сзади крыльев з. В первой из этих работ Фоппль сообщает о методе Прандтля, основанном на результатах наблюдений, произведенных над крыльями переменного удлинения, по с постоянным углом атаки в условиях перехода от некоторого конечного удлинения к удлипению, равному бесконечности.
Это было первое решение задачи перехода от условий одного удлинения к условиям другого удлинения. Хотя дальнеишее изучение похавало, что предпочтительнее исследовать эту задачу посредством измерений ряха дужек при постоянном коэфициенте подъемной силы, чем при постоянноч угле атаки, следует отметить здесь эту работу как первое удачное решение этой важной задачи. Вторая же работа была посвящена списанию серии опытов, произведенных для исследования возмущений вблизи самолетов, вызываемых течением воздуха вокруг его крыльев. Фбппль,сообщив о результатах своих опытов, говорит, что „опи хоряпо совпадают с теоретическими 1 Труды Центрального гидро-аэроднначнчсского института, № 1, 1919.