|
Очень большое значение для развития А. летательных аппаратов и самолётостроения
в целом имела постройка больших (натурных) аэродинамических труб. Создание
таких чрезвычайно сложных в инженерном отношении и дорогих экспериментальных
сооружений, в которых испытаниям подвергаются уже не модели, а самолёты целиком
или их крупномасштабные макеты, было по силам только крупнейшим развитым
государствам. В СССР во второй половине 30х гг. был организован новый
аэродинамический центр (Новый ЦАГИ), оснащённый крупнейшими для того времени
натурными аэродинамическими трубами. Подобные экспериментальные установки
позволяли проводить уникальные исследования, которые в принципе не могли быть
выполнены на малых моделях.
Экспериментальные и теоретические исследования А. летательных аппаратов
показали, что для самолётов с хорошо обтекаемыми формами основным источником
сопротивления является трение воздуха об обтекаемую поверхность, обусловленное
его вязкостью. Самый естественный способ снижения сопротивления трения
заключался в уменьшении площади трения (прежде всего площади крыльев). Это
привело к отказу от бипланной схемы и переходу к свободнонесущему моноплану с
повышенной удельной нагрузкой на крыло. С целью дальнейшего уменьшения
сопротивления трения начались работы по созданию ламинарных профилей крыла,
обладавших пониженным профильным сопротивлением. В конце 30х гг. в СССР были
разработаны первые ламинаризированные профили и компоновки крыльев на их основе.
Стремление не допускать сильного увеличения взлётно-посадочных скоростей и
дистанций самолётов, отличавшихся повышенной нагрузкой на крыло, привело к
ускорению исследований по механизации крыла и поиску методов борьбы со
сваливанием. В 30— 40х гг. объём научных исследований и экспериментальных
работ в этих направлениях значительно возрос. Практически все скоростные
самолёты второй мировой войны оснащались тем или иным видом механизации крыла.
В самом начале 40х гг. выполнены первые практические работы (СССР, Германия)
по непосредственному управлению пограничным слоем (отсос пограничного слоя, его
сдув), которое осуществлялось на элементах механизации крыла (закрылках,
зависающих элеронах). В 30е гг. значительное развитие получила теория
воздушного винта. Были созданы винты изменяемого шага, что способствовало
улучшению лётных данных самолётов, Было выявлено существенное влияние
сжимаемости воздуха на аэродинамические характеристики винтов, что позволило
сформулировать специальные требования к проектированию винтов для самолётов
различных типов.
Непрерывный рост мощностей двигателей был связан со значительным увеличением
потерь на их охлаждение. Разработкой рациональных туннельных, крыльевых
радиаторов и капотов для двигателей воздушного охлаждения был завершён к началу
40х гг. комплекс аэродинамических исследований и конструктивных мероприятий,
направленных на радикальное уменьшение лобового сопротивления самолётов с
поршневыми двигателями.
Ещё Жуковским были заложены основы аэродинамического расчёта самолётов, задачей
которого является определение основных лётных данных. В 20х гг. были
разработаны основные методы расчёта летных характеристик, в 30-е гг. они
получили дальнейшее развитие. Были созданы инженерные методы определения
основных лётных данных летательного аппарата на различных этапах проектирования
самолёта и в различных приближениях. Установлены приближённые связи наиболее
существенных конструктивных параметров самолета с его основными лётными данными.
В это время берёт своё начало новое направление А. летательных аппаратов,
связанное с проблемой рационального выбора параметров самолёта, которые
обеспечивали бы выполнение предъявляемых к конкретному летательному аппарату
требований, а также с оценкой перспектив развития авиации.
Последующие этапы совершенствования А. летательных аппаратов связаны с широким
использованием в авиации реактивного двигателя и выходом на околозвуковую и
сверхзвуковую скорости полёта. Хотя некоторые аспекты А. больших скоростей были
разработаны ещё до Второй мировой войны (главным образом в теоретическом плане),
основные работы в этом направлении развернулись уже после её окончания.
Учет сжимаемости воздуха привел к необходимости пересмотра и уточнения многих
основных положений и выводов А. летательных аппаратов. Потребовалось создать
новые около-, транс- и сверхзвуковые аэродинамические трубы. Аэродинамический
эксперимент всегда играл существенную роль, но в этот период развития А.
летательных аппаратов его роль возросла ещё больше.
В связи с интенсивным ростом скоростей полёта возникла проблема разработки
специальных крыловых профилей. На основе теоретических и расчётных методов,
опиравшихся на специально проведённые экспериментальные исследования и их
обобщения, был создан метод аэродинамического проектирования профилей,
позволивший рассчитывать их геометрию под заданные конкретные условия. Во
второй половине 40х гг. для околозвуковых самолётов были разработаны принципы
аэродинамической компоновки прямых, крыльев, удовлетворяющей всем требованиям
на основных режимах полёта. Однако наибольшее влияние на дальнейшее развитие
авиации оказало создание стреловидных крыльев и тонких крыльев малого удлинения,
использование которых не только повышало критическое число Маха, но и
значительно уменьшало интенсивность кризисных явлений и аэродинамическое
сопротивление крыла в трансзвуковом диапазоне скоростей. Создание в конце
40х гг. самолётов со стреловидными крыльями, способных развивать околозвуковые
скорости, потребовало глубоких и разносторонних теоретических и
экспериментальных исследований.
В теоретической области А. летательных аппаратов продолжалось интенсивное
развитие теории крыла конечного размаха к теории пограничного слоя, где были
|
|