Авиационные приборы и системы

Например, манометрический метод может быть достоверно использован при Н ? 30000 метров над уровнем моря, при скоростях, соответствующих числу Re = 102…107.

При большом разряжении воздуха и при несоблюдении критерия Кнудсена воздушную среду нельзя считать сплошной. В этих условиях нельзя считать применяемым и принцип непрерывно-сти течения потока воздуха. В этих условиях иными становятся законы образования силы сопро-тивления движению и подъемной силы. В свободномолекулярном потоке газа единственными си-лами воздействия газовой среды на движущееся тело являются силы ударов молекул газа о по-верхность тела. Величину аэродинамических сил можно оценить по ударной теории Ньютона.

2.3. Принцип обращенного движения

Принцип обращенного движения говорит о том, что аэродинамические силы не зависят от то-го, какое из двух взаимодействующих тел (газ или летательный аппарат) покоится, а какое нахо-дится в прямолинейном равномерном движении [19, 20]. При этом происходит замена системы: «Неподвижный воздух – движется объект» системой «Неподвижный объект – подвижный воз-дух». На этом основании считаются справедливыми результаты исследований в аэродинамических трубах. Это справедливо и в случае обтекания тела жидкостью.

Утверждается и обосновывается, что если одно и то же плоское крыло, например, (и сам само-лет), обтекается потоком воздуха (жидкости) с одной и той же скоростью и одним и тем же углом атаки, но в противоположном направлении, то подъемная сила Y в обоих случаях будет одной и той же (равной друг другу).

Рис. 2.3. Две схемы об-текания тела потоком воздуха:

1 – прямой поток;

2 – обратный поток

Математически принцип обосновывается следующим образом.

, (2.9)

где , , – коэффициент давления.

При :

, (2.10)

или

Y1 = Y2 (2.11)

На практике могут встретиться многие сложности при применении принципа обращенного движения.

Точно принцип выглядит только теоретически, так как сложно учесть такие факторы как:

– точное достижение равномерности потока по сечению аэродинамической трубы, реки, бас-сейна;

– влияние стенок трубы, берегов и дна бассейна (реки);

– факт искажения потока испытуемым телом. В связи с последним сечение тела должно со-ставлять 3 % и менее по отношению к сечению трубы (бассейна).

Первые опыты по определению сопротивления при движении проводились в натуральных ус-ловиях. Например, Галилей наблюдал падение тел в воздухе с большой высоты. Сопротивление определялось по результатам измерения высоты и времени падения тела. Эйлер (1905 г.) исследо-вал падение тела, скользящего по вертикально натянутой проволоке. Для этого использовалась Эйфелева башня. Тело падало с высоты 115 метров со скоростью 40 м/с. Применялся так назы-ваемый способ протаскивания, буксировки. Это использовалось для выбора оптимальных форм морского корабля при горизонтальном движении его в воде. Были попытки применения этого ме-тода и при исследовании воздушных моделей, когда модель устанавливалась на движущуюся по рельсам тележку.

Страницы: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84