Проф. Р.Джакомелли в сотрудничестве с проф. Е.Пистолези. Исторический обзор (1123883), страница 22
Текст из файла (страница 22)
По этомт вопросу следует отметить две статыи первую, написанную Прандтлем в 1909 г. о плане этих опытов под названием „Важность опытов над моделями для техники воздушных кораблей и саМОлетов и установки для этих опытов в Геттингене"з, и вторую— Фурмана 1912 г. о результатах этих опытов под названием „Теоретззческие и опытные исследования над моделями шаровзз, Результат этих опытов заключается в том, что удалось значительно уменыпить профильное сопротивление, вызываемое отсутствием крихнческой точки сзади тела, вследствие отрыва потока надлежащим подбором формы тела, а также в том, гто удалось выяснить, что и в случае наиболее подходящьзй формы (рыбообразные тела) всегда происходзгг отрыв потока на заднем конце тел.
зРыбообразные тела с заостренным задним концом в особенносыз подходят для получения неболыпого сопротивления. В этих телах очень малого сопротивления определенное на опыте распределение давления очень близко совпадает с вычисленным для потенциального движения за исключением заднего конца, где происходит отрыв". Вихрь, вызываемый этпм отрывом у заднего конца крыла, захватывается потоком согласно Прандтлю и устанавливает на крыле рава).ю и противоположную циркуляцию, создающую подъемную силу. Отрывок, в котором Прандтль описывает образование этого"значального вихря, следует непосредственно за предыдущим, по набран мелвнм шрифтом.
з дева, 1913, 0оз1ат рчесЬег. з Взз Веуеитипу иозз .1йдоое11теззизйзп уииг Же 1,иутззЫууайзт ипй йуидтезйпзй ипн аззе Еттззйтиидем риз зо1зйе Геыазйе зп пдзыпУзгп дй Н. 1; Л.,Д 1909. (доклад иа ежегодном собраяии общества.) з уйзотезимйе ипН екреззипезззз11е у)пзеззисйипуззз ап Ва11оззтойеИезй Хайтйисй дег йуозоз1йззсйзуз-язиз1зепуазе1ззйпуз, т. 5, 1911 — 1912, Верлин, 1я2. с концз х1х Вккл до Бхшях дней Гл.
1П ЛО1 „Поток с циркуляцией вознпкаег ие обычного погепцяальпого потока вследсгвие отделения вихря в начале движения: эгог вихрь постепенно удаляется в потоке и создает вокруг тела циркуляцию, равиую и противоположную циркуляции вихря". В следующем параграфе, озаглавленном „Гидродипамические соо5- ражепия, касающиеся сопротивления жидкости", Прапдтль, объяснив, почему в идеальной жидкости пе существует сопротивления движению вследствие огсутствия трения, по может возникнуть подъемная сила, переходит опять к изучению самолета с крылом конечного размаха, упомянув о работах Ланчесгера .в этой о5ласти, и объяспяет, почему в действительности подъемиан сила для размаха крыла 1 имеет песколько меньшую величину, чем вычисленная по формуле 1(утга — Жуковекогэ й =рГ1Г для цилиндрического тела очень большой длины 1 при поступательной скорости У' и циркуляции Г.
Объяснение этого явления заключается, по его мнению, в двух боковых вихрях, о5разовапие которых из поверхности разрыва у задиеге конца крыла оя вкратце излагает в примечании в ско5ках. Этот отрывок, который цгыируем ниже полностью, заканчивается ггверждемиеч наличия сопротивления в крыле конечного размаха: „Циркуляциоппое движение, известное также под пазвапиеи периптероитальпого движения (Лапчестер), приносит с соэой в крыло, погруженное в жидкость, вихри, сбегающие с концов крыла (вихри возникают из разделяющего слоя, который сверывается по спирали и ооразуетсн у заднего конца крыла вследствие разности давлении: жидкость течет внутрь па засасывающую поверхность крыла и наружу па поверхность крыла, находящуюся под давлением). Пара вихрей и.иеет в качестве единицы длины момент рГЫ (Ы вЂ” это расстояние между самими вихрями).
Так как пара вихрей образует каждгю секунду вовую часть длины у; то поэгомг момент, приравпиваечый к подъемной силе, будет рИ)г. Из сравнения этого значения с значением, даваемым предыдущей формулой Жуковского, в которой 1 предсгавляет „подьемпую длину крыла", имеем 0=В Пара вихрей воздействуег па форму потока, текущего вдоль крыла, создавая нисходящий поток, вследствие чего возникшая подъеипая сила умепыпается сравпительио с выведенной из формулы Кутта— Жуковского для крыла бесконечного размаха.
Вычислении, произведеппые по этому методу для монопланов и бипланов, впохпе подтвердились иа опытах. Это движение связано также с сопротивлением, которое соответствует энергии, оставшейся в вихревой системе". Лойдя до этого места, считаем целесоо5разпым вернуться па время к Ланчестеру, на которого ссылался, как мы видели, Фбппль в первой своей печатной работе (1911 г.), в которой упоминается о теории крыла Праидтля, и сам Праидтль во вторичном изложении своей теории крыла (1918 г.) Эгог возврат даст пам возможность яснее и легче вылепить основные точки соприкосповейия и расхождения у Лаичестера и Прапдтля в создапии теории крыла конечного размаха. Вспомним, что Лапчестер товормл в первых параграфах (107 — 118) гл.
1г' (Периптероидальпое Раэд. 1! я(,тсгпчк! ы!и ОБ3ОР 402 движение) своей „Аэродинамики", как указывалось выше, что должны образоваться две вихревые нити иа концах крыла в невязкой жидкости при переходе от крыла бесконечного размаха к крь!лу конечного размаха и, далее, что обрэзованйе этих вихрей несовместимо с представлением об идеальной жидкости (117). 11 этому он, однако, добавил: „...следтет отметить, что этот не вполне точный способ рассуждений оказался в дальнейшем особенно пригодным с качественной точки эрсин~ для исследования поведения действительных жидкостей, хотя иногда сп приводил и к количественным результатам.
Мы рассмотрим опять эту задачу в пространстве, пересмотрев предварительно этот вопрос иа более твердом основании." Действительно, эта задача была вновь рассмотрена !уанчестерэм в конце той же главы (б 12б — 127) на основании следующего: И гипотезе крыла конечного размаха мы имеем дело с сдносвязной областью, вследствие чего циркуляциоппое движение, характерное для крыла бесконечного размаха, не может более существовать. Поэтому нельзя решить задачу, ве прибегая к помощи вихревых потоков, или, иначе говор», полет невозможен в идеальной жидкости, в которой не могут в.вникнуть вихри. )Ьзьмен теперь „случай вязкой жидгссп! и предположим, что вязкость постепенно уменьшается, приближая жидкость к условиям невязкой жидкости".
Тогда образование двтх вихрей нз концах крыла не будет представлять теоретических затртднений„ так как стержень вихревых нитей м,жег быть теперь образован массой вращающейся жи:1кости. Эти вихри, вращаясь в противоположные ст ропы, перемещаются в жидк.сти благодаря своему взаимодействию параллельно друг „!ругу в направлении движения жидкости, находящейся между ними, наклоняясь вниз по иере своего образования.
Если вязкость жядкостя мала, то ослабление вихревого движения происходит медленно, и оба вихря могут существ>вать. От идеальной жидкости, рассматриваемой как предельный случай жидкости очень малой вязкости, !)анчестер переходит к действител!- кой жидкости, в которой, он думал, не существуют более те же жесткие условия связности области и в которую можно поэтому ввести вихри с такой легкостью, которая невозможна, когда жидкость пе имеет вязкости. Можно рассматривать эти вихри, если мы будем их создавать непрерывно на правом и левом концах крыла, кйк наруп!ающяе связность области вместе с самим крылом. Хотя эп! вихри исчезают через некоторое время, как любой вихрь, можно, однако, ползгап, что они существуют столько времеви, сколько это необходимо для установления и поддержания системы циркуляционного движения.
В этом месте Ланчестер отмечает, что эти конечные вихри не состоят, вероятно, в действительности из одного вихря, но скорее из многократной системы меньших вихрей, образование которых он описывает в следующих выражениях, совер!пенно аналогичных применяемым Прандтлем для того же шесть лет спустя. „Можно предполагать, что воздух, обтекающий верхнюю поверхность крыла, имеет компонент движения, направленный по оси крыла; и что воздух обтекает нижнюю поверхность в противоположном направлении, так что цосле прохода крыла здесь существует вихревая поверхвость- Гл. 1Н 4оа С КОНЦА Х1Х ВЕКА ДО НАШНХ ДНЕЙ Гельмгольца.
Эта поверхность распадается вследствие вязкости на несколько вяхревых витей, нли вихрей, как показано" 1. Глава 11 „Аэродинамики" Ланчестера заканчввается овисавием, как циркуляцнонное движение боковых вихрей (перпендикулярное к поступательному движению), налагансь ва циркуляционное движение вокруг крыла (параллельное поступательному движению), препнтствует параллельному расположению вихревых нитей к оси полета и вызывает их расхождение. Одновременно с этим слагаемые вихревые нити скручиваются друг с другом, ьак жилы каната, образуя два вихревых цилиндра с вращевием в противоположные стороны, наклоняющиеся вниз вследствие их взаимодействия.
Дальнейшие подробности об образовании поверхности разрыва у задней кромки крыла были укаааны Лапчестером в его статье 1915 г. еЛетающая машннн. Крыло с точки зрения теории н опыта", о которой узнал 11рандтль н его сотрудники, как было отмечено выше, тольао в 1926 г. В своих рассуждениях Ланчестер начинает с опытного факта, что разность давлений на крыле наибольшая в центре и что она уменьшается к концам.
отмечая, что это имеет место как для положительного давления под крылом, так и отрицательного давления нли подсасыванпя иад крылом. Он временно не учитывает взаимодействия этих давлений, раосматрнвая в отдельности распределение давления на каждой поверхности, В результате такого распределения каждан малая единица массы ноздуха, протекающан под крылом, получает компонент ускорения, направленный к концам крыла.
Аналогично, воздух, протекающий нзд крылом, получает ускорение, направленное внутрь к его середине. Когда оба прилегающвх слоя воздуха — один с верхней поверхности и второй' с нижней поверхности, соединяются у задней кромки крыла, они обладают указанным относительным движением. Это и является обязательным условием образования поверхности разрыва. Не продолжая дальнейших рассуждений Лавчестера об образовании шнх вихревых нитей и их связи с общей системой вихрей, образуемой разностью давлений на обеих поверхностях крыла, в которой должен участвовать весь воздух, находящийся вблизи крыла, ограннчимсядоказательствон существования главной циркуляции вокруг крыла, выведеннон нз существования двух боковых вихревых нитей, как это установлено на опыте.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
