 |
Лобовое сопротивление и его коэффициенты
|
|
|
|
Так же как и подъемная сила Y, сила лобового сопротивления Q имеет свой коэффициент Cх, образуемый рядом составляющих, зависящих от различных факторов
Cх = Cx трен + Cx(y) + Cx инд + Cx волн
Где: Cx трен -коэффициент трения, зависящий от шероховатости и неровности обтекаемой поверхности.
Cx(y) –коэффициент лобового сопротивления, зависящий от величины подъемной силы крыла, которая через угол атаки вызывает поворот набегающего потока, что в свою очередь обуславливает образование спутного следа (Рис.24).
 |
Рис.24
(Для любознательных)
Самолет, выполняя полет, своим весом оказывает давление на находящуюся под ним воздушную массу и тем самым отбрасывает ее вниз. Отбрасываемая масса воздуха, в свою очередь, сопротивляясь, создает реактивную силу, направленную против действия силы веса самолета, которая и удерживает самолет на заданной высоте. Чем больше вессамолета, тем больше величина силы давящей на воздушную массу и отклоняющей поток, тем интенсивнее поток отбрасывается вниз, тем больше происходит его возмущение (перемешивание и закручивание). Аналогичное явление с отклонением воздушного потока и его возмущением происходит при увеличении угла атаки для создании больших нормальных перегрузок. Для отклонения набегающего потока на больший угол требуется приложить большее количество энергии, которую развивают силовые установки ВС. У тяжелых самолетов жгуты спутного следа понижаются на 300-500 метров и простирается до 8–10 и более километров. Львиную долю в создании спутного следа играют крылья, фюзеляж и горизонтальное оперение самолета, в меньшей мере – его двигатели. Направления вращения воздуха в жгутах, образованных левым и правым крылом противоположны (снизу из - под крыла, вверх через законцовку крыла и далее в направлении фюзеляжа).
|
|
|
Cx инд –коэффициент индуктивного лобового сопротивления, зависящий от степени перемешивания струек воздуха в обтекающем ВС воздушном потоке. (Рис.25)Степень и интенсивность перемешивания воздушного потока зависят от компоновочных особенностей планера самолета и нормальной перегрузки.
 |
Рис.25
Cx волн –коэффициент лобового сопротивления, обусловленный возникновением на крыле скачков уплотнения и сверхзвуковых зон (Рис.26). Скачки уплотнения, при их возникновении на крыле, не только уменьшают подъемную силу, но и создают дополнительное сопротивление, а так, же нарушают картину обтекания, отрывая пограничный слой и перемешивая поток и
 |
Рис.26.
Рассмотрим случай, когда скольжение и боковая сила отсутствуют.
С увеличением угла атаки α0 силы Y и Q будут возрастать, причем до некоторого значения угла атаки (α наивыгоднейший ) прирост подъемной силы будет превалировать над приростом силы лобового сопротивления, а после превышения некоторого значения α0 произойдет резкое падение подъемной силы и резко возрастет сила лобового сопротивления. Угол атаки, превышение значения которого сопровождается резким падением подъемной силы и неограниченным ростом лобового сопротивления называется критическим углом атаки – α0кр.
Для наивыгоднейшего угла атаки αнв характерно то, что соотношение величины подъемной силы к величине силы лобового сопротивления максимально, т. е величине подъемной силы при αнв соответствует наименьшее лобовое сопротивление.
Аэродинамическое качество
Под аэродинамическим качеством крыла понимается безразмерная величина, определяющая соотношение несущих свойств крыла к его лобовому сопротивлению. Поскольку показателем несущих свойств крыла является коэффициент его подъемной силы- Cy, а показателем лобового сопротивления - коэффициент Cx, то аэродинамическое качество определится как их соотношение.
|
|
|
K= Cy/Cx
Аэродинамическое качество достигает своего максимального значения при наивыгоднейшем угле атаки крыла. Величина аэродинамического качества самолета зависит от его геометрических форм его поверхности, числа М полета, а также сжимаемости воздуха на высоте полета.
Графически, аэродинамическое качество изображается в виде кривой, которая называется полярой (Рис.27).
Существуют понятия: поляра крыла и поляра самолета. При прочих равных условиях аэродинамическое качество крыла выше, чем аэродинамическое качество самолета. Наилучшим качеством обладают крылья без выпущенной механизации- (закрылки, предкрылки, отклоняющиеся носки и т.д.) - “ чистые крылья”
 |
Рис. 27
Практически, знание величины аэродинамического качества и высоты полета позволяют определить расстояние, которое сможет, планируя пролететь самолет в случае отказа двигателей. При этом планирование должно выполняться на скорости соответствующей наивыгоднейшему углу атаки. (Рис.28) Дальность планирования определяется по формуле:
Lпл = К х Н.пол (км)
 |
Рис. 28
ГЛАВА II
|
|
|
