| |
параллельных первым, что является следствием теоремы гидродинамики о сохранении
циркуляции скорости по замкнутому контуру в жидкости в любой момент времени. На
рис. 2 показана схема образования системы В. с. при разгоне пластины —
сворачивание пелены в вихревую спираль (начальный вихрь) за профилем.
Нестационарные В. с. образуются, например, при поперечном обтекании пластины
(рис. 3), когда места их схода фиксированы (верхней и нижней кромки). В. с.
сходят по касательной к пластине, движутся вместе со средой и на начальном
участке образуют гладкую вихревую пелену, которая далее теряет устойчивость,
распадается и вновь концентрируется в вихревые комки, напоминающие протуберанцы,
расположенные в шахматном порядке (см. статью Вихревая дорожка и рисунок к
ней).
Нестационарные В. с. возникают и при отрыве пограничного слоя от гладкой
поверхности тела, что проявляется в следе аэродинамическом за круговыми или
эллиптическими цилиндрами, за шаром, а также за крылом при больших углах атаки.
На рис. 4 изображён вихревой след за профилем при большом угле атаки. Он
состоит из В. с., сходящих с профиля как с его задней кромки, так и в точке R
отрыва пограничного слон.
Лит.: см. при статье Крыла теория.
С. М. Белоцерковский.
Рис. 1. Визуализация носовых свободных вихрей тонкого треугольного крыла в
гидроканале.
Рис. 2. Развитие нестационарного свободного вихря (начального вихря Прандтля),
образующегося за пластиной в начале движения: V0 —скорость набегающего потока.
Расчёт на ЭВМ.
Рис. 3. Нестационарные свободные вихри при отрывном обтекании пластины; V0 —
скорость набегающего потока. Расчёт на ЭВМ.
Рис. 4. Нестационарные свободные вихри при обтекании профиля с отрывом
пограничного слоя; V0 — скорость набегающего потока. Расчёт на ЭВМ.
вихря разрушение —наблюдается в вихревых течениях, обусловленных срывом потока
с передней кромки тонких крыльев при больших углах атаки (см. рис.), а также в
закрученных потоках в соплах, диффузорах и камерах сгорания. В. р. происходит
внезапно при некоторых значениях определяющих параметров — градиента давления
вдоль оси вихря и интенсивности закрутки на внешней границе вихря. При
обтекании крыльев В. р. приводит к резкому уменьшению подъёмной силы с ростом
угла атаки, что связано с прекращением подсасывающего действия вихрей,
создающих разрежение на верхней стороне поверхности крыла. Теоретические
исследования ведутся в рамках моделей идеальной жидкости и на основании
численных решений полных Навье — Стокса уравнений. Явление В. р. чрезвычайно
чувствительно к внешним возмущениям, поэтому проведение измерений с помощью
датчиков вблизи места разрушения может полностью изменить характер течения.
В экспериментах по изучению В. р. используют лазерно-доплеровские измерители
скорости, что позволяет обойти эти трудности.
Разрушение вихрей в воде (две полоски краски располагаются вдоль осей
интенсивных вихрей, сходящих с кромок треугольного крыла): 1 — крыло; 2 —
подкрученная жидкость в набегающем потоке; 3 — вихрь; 4 — точка разрушения
вихря; 5 — область возвратного течения.
ВК —марка авиационных двигателей, созданных под руководством В. Я. Климова.
Двигатели, созданные под руководством его преемников (С. П. Изотова и других) в
Ленинградском научно-производственном объединении имени В. Я. Климова, имеют
другие марки. Основные данные некоторых двигателей приведены в табл. 1 и 2.
Опытное конструкторское бюро под руководством Климова было организовано в
августе 1935 в Рыбинске на авиамоторном заводе №26. Образованию
опытно-конструкторского бюро предшествовала поездка комиссии, в которую входил
Климов, во Францию осенью 1933 с целью приобретения лицензии на производство
поршневых двигателей фирмы «Испано-Сюиза» модели 12. Высотный четырёхтактный
12-цилиндровый V-образный двигатель жидкостного охлаждения предназначался для
нового скоростного бомбардировщика СБ и в конце 1935 был запущен в серийное
производство под обозначением М-100. За 4 месяца его мощность была доведена до
уровня, соответствующего французскому аналогу. Эта модификация получила
обозначение М-100А. Двигатели М-100 и М-100А устанавливались также на
скоростном самолёте «Сталь-7», тяжёлом бомбардировщике АНТ-42 (в качестве
пятого двигателя для наддува двигателей АМ-34), на некоторых другие самолётах.
Следующие модификация — M-103. Двигатель отличался ещё большей мощностью, имел
трёхлопастный воздушный винт изменяемого шага ВИШ-22, а также туннельный
радиатор (на М-100 и М-100А было лобовое расположение радиаторов, что
увеличивало габариты и аэродинамическое сопротивление мотогондолы).
В 1938 на базе М-103 началось создание V-образного двигателя М-120 с третьим
дополнительным блоком цилиндров для дальних бомбардировщиков. Его лётные
испытания состоялись в 1942 на самолёте ДВБ-102 конструкции В. М. Мясищева.
М-120ТК (с турбокомпрессором ТК-3) имел мощность 1340 кВт, серийно не строился.
В 1940 создан новый поршневой двигатель М-105, который значительно отличался от
М-103: имел больший рабочий объём, увеличенную степень сжатия, двухскоростной
центробежный нагнетатель, два выпускных клапана на цилиндр. Двигатель
выпускался в модификациях М-105Р, M-105PA, М-105П, М-105ПА. У двух последних
двигателей, которые предназначались для истребителей, в развале цилиндров
устанавливалась пушка, стреляющая через полый выходной вал редуктора. Поршневые
двигатели с жидкостным охлаждением имеют меньшие габариты по сравнению с
поршневыми двигателями воздушного охлаждения, что позволяет получить лучшие
лётные характеристики самолёта. Поэтому, несмотря на меньшую живучесть, они
широко применялись на боевых самолётах. Двигатель М-105 и его модификации
|
|