Эжекционная теория О.Г. Войцеха
Объяснения аэродинамической подъемной силы, что касается различий длин дорожки, неправильны - воздушные потоки, которые являются смежными перед разделением в носке аэродинамического профиля, не встречаются снова после схода с хвостовой части профиля. Это объяснение ошибочно. Большая скорость воздушной струи в верхней поверхности аэродинамического профиля – не причина более низкого давления. Это – неверное утверждение, как будет показано ниже. Фактически более высокая скорость струи – последствие более низкого давления в верхней поверхности крыла.
Автор предложил новую эжекционную теорию подъёмной силы, не использующую уравнение Бернулли и циркуляцию Жуковского. Теория подтверждена на практике, созданы новые крылья для ЛА, проведены продувки и испытан самолёт с этими крыльями. Получены характеристики, недостижимые для классических конструкций:
• Су=2,5 при угле атаки 260 без срыва (!) и до углов атаки 400 без механизации, а с выпущеной механизацией - до Су=12;
• Скорость взлёта и посадки - менее 40 км/час, Ка > 50 при удлинении 10;
• Получена возможность создания высоконадёжных ЛА для полётов в горах и в турбулентных потоках.
В результате проведения работы автор сделал:
• выбор имитационной модели, соответствующей физике реальных процессов с учётом динамически изменчивых схем реальности;
• создал соответствующая ей математическую модель и провел машинное моделирование нескольких тысяч задач;
• продувки и экспериментальное подтверждение параметров имитационных и математических моделей;
• это позволило увидеть и исследовать процессы, происходящие за короткое время (сотые доли секунды), что нельзя зарегистрировать в экспериментах в аэродинамической трубе, и что скрыто от глаз исследователя в натурном эксперименте несовершенством 
измерительной аппаратуры;
• конечно, без главной составляющей этой работы – гения Олега Григорьевича Войцеха – вскрыть заблуждения века «уравнений Бернулли и ошибочно признанного гения Н.Е. Жуковского» было бы невозможно; это позволило выявить физику (природу) образования подъёмной силы на крыле ЛА.
|
|
|
Предлагаемая автором теория в корне отличается от общепринятой «вихревой теории подъёмной силы», предложенной Н.Е. Жуковским,
простым и понятным принципом работы, хорошо изученным за прошедшее столетие.
Физика процессов аэродинамики
Рассмотрим крыло, находящееся под небольшим углом атаки:
1. В результате взаимодействия крыла и потока создаются зоны:
a. Повышенное давление снизу (наветренной стороне крыла) из-за частичного торможения и изменения направления набегающего потока;
b. Пониженного давления сверху из-за эжекции газа из затенённой зоны проходящим рядом с ним;
|
|
|
2. Затем следует подсасывание проходящего сверху потока к хвостовой поверхности крыла в результате «эффекта Коандэ» и перетекание газа из зоны повышенного давления газа (снизу) в зону более низкого (наверх);
3. В результате перетекания зона повышенного давления локализуется под крылом, а пониженное давление смещается вперёд на носок крыла и перетекание становится устойчивым и интенсивным.
Перпендикулярный крылу поток движущийся снизу вверх поджимается набегающим потоком к носку крыла, что увеличивает его скорость и эжектирующую способность.
Моделирование показывает, что физически вокруг крыла не существует никаких циркуляционных процессов, кроме паразитных вихрей неудачной геометрии профиля крыла.
Модель струйного течения
Суммарная масса движущихся в струе частиц растёт, а их средняя скорость уменьшается. В окружающем струю пространстве создаётся зона с пониженным давлением. Она заполняется молекулами из более удалённых районов с нормальным давлением. Струя, находящаяся между зонами нормального и пониженного давления, под действием давления в окружающей среде будет отклоняться в область низкого давления, и прижиматься к обтекаемой поверхности. Это и есть эффект Анри Коанде, описавшем его в 1910 году. Этот эффект влияет на безотрывность обтекания потоком крыла, пока его скорость не станет равной нулю.
|
|
|
При безотрывном обтекании выпуклой поверхности крыла она испытывает действие подсасывающей силы со стороны потока.
Вертикальное струйное течение эжектирует набегающий поток. При этом происходит сложение скоростей взаимодействующих потоков одновременно с поджатием струйного течения набегающим и уменьшения его динамического давления на носок аэродинамического профиля.
Эжектирующий поток не только сносит набегающий поток, что уменьшает суммарное давление на носок и верхнюю поверхность крыла, но и сам поджимается к поверхности крыла набегающим потоком и давлением окружающей среды. Таким образом причиной появления подъёмной силы является эффект эжекции при обтекании выпуклой поверхности крыла.
Эжектирующий поток, вынужденный двигаться по кривой определенной формой поверхности, испытывает воздействие силы инерции (центробежной силы), пытающийся оторвать поток от поверхности крыла. Центробежная сила, действующая на обтекающий поток, через подсасывание в результате эжекции, передаётся поверхности крыла. Этот фактор вносит значительный вклад в уменьшение сопротивления крыла набегающему потоку и появления подъёмной силы на верхней поверхности крыла, которая на верхней поверхности крыла может в несколько раз превышать подъёмную силу, образуемую на нижней поверхности крыла.
|
|
|
К срыву может привести большой угол атаки крыла, что приводит к повышению давления под крылом, увеличения скорости потока и, как следствие – увеличение центробежной силы.
Возможность срыва с верхней, хвостовой, поверхности крыла возникает при потере скорости обтекающего потока и, как следствие, чрезмерном увеличении толщины пограничного слоя, что способствует вихреобразованию и срыву потока. Моделирование показало осуществимость бессрывного обтекания крыла специального профиля в широком диапазоне рабочих улов атаки.
Щелевое крыло
Продувки макета щелевого крыла показали увеличение подъёмной силы Су до 2.2 при углах атаки до 260. Катастрофического срыва не происходит при увеличении угла атаки до 350.
Таким образом, физическими причинами появления подъёмной силы на крыла ЛА являются:
1. Повышение давления под крылом при наличии угла атаки;
2. Возникновение перетекающего потока перед носком крыла;
3. Эффект эжекции перетекающим потоком, взаимодействием перетекающего потока и давления окружающей среды (эффект Коанде);
4. Центробежные силы, действующие на обтекающие потоки и передающиеся на крыло через «эффект Коанде».
Дата добавления: 2021-07-19; просмотров: 200; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!