| |
уравнения и вычисляются все аэродинамические характеристики Ж. п.: коэффициент
подъёмной силы, центр давления и т. д.
Построение профиля Жуковского.
Жуковского теорема устанавливает связь между вектором аэродинамической силы,
приложенной к профилю, и циркуляцией скорости ? вокруг него и формулируется
так: при безотрывном обтекании произвольного профиля однородным установившимся
потенциальным потоком идеальной несжимаемой жидкости его сила сопротивления X
= 0, а подъёмная сила вычисляется по формуле
Y = -{{?}}|V{{?}}|?
где {{?}} — плотность, V{{?}} — вектор скорости набегающего потока. Была
доказана Н. Е. Жуковским (1904) путём применения импульсов теоремы к
контрольному контуру, охватывающему профиль.
Значение Ж. т. состоит в том, что она связывает создание подъёмной силы с
образованием вихрей в потоке. Но она не даёт ответа на вопросы: как образуются
вихри в потоке идеальной жидкости и чему равно значение ? (неединственность
решения задачи). Эти вопросы взаимосвязаны, и ответы на них следует искать в
проявлении свойств (неидеальности среды — в проявлении сил трения.
Пусть профиль с острой задней кромкой, который обычно применяется в прикладной
аэродинамике, начал мгновенно двигаться с постоянной скоростью из состояния
покоя (согласно Ж. т. значение подъёмной силы на установившемся режиме не
зависит от предыстории движения). В начальный момент движения около профиля
устанавливается поле течения, соответствующее потенциальному бесциркуляционному
течению идеальной жидкости; при этом положение задней критической точки A в
общем случае не совпадает с острой кромкой профиля (см. рис. а). Одновременно
под действием сил трения на обтекаемой поверхности начинает развиваться тонкий
пограничный слой, который в окрестности задней кромки в области течения с
положительным градиентом давления отрывается; в результате с поверхности сходит
вихревая пелена, которая сворачивается в вихрь (рис. б), а вихрь сносится
набегающим потоком. Сбегающие вихри воздействуют на поле невязкого течения и в
конечном счёте видоизменяют его таким образом, что задняя критическая точка
смещается на острую кромку. Поскольку движение жидкости в глобальном масштабе
является бесциркуляционным, то сход вихрей с острой кромки приводит к
образованию циркуляции скорости ? вокруг профиля, интенсивность которой равна
по абсолютному значению и противоположна по знаку интенсивности снесённых на
бесконечность вихрей (рис. в). На этом режиме обтекания профиля сводятся к
минимуму область отрывного течения и влияние области вязкого течения на внешний
невязкий поток. Следовательно, при применении Ж. т. значение ? должно
выбираться из условия равенства нулю (или конечному значению) скорости на
острой задней кромке профиля, которое называют Чаплыгина — Жуковского условием.
Результаты расчётов подъёмной силы по Ж. т. для таких профилей хорошо
согласуются с экспериментальными данными, и с этим связано фундаментальное
значение Ж. т. в аэрогидродинамике: на ней базируются теория крыла конечного
размаха, теория гребного винта и т. п. Ж. т. была обобщена на случай обтекания
решётки профилей.
Из Ж. т. следует справедливость Д’Аламбера — Эйлера парадокса о равенстве нулю
аэродинамического сопротивления произвольного профиля, помещённого в однородный
поток идеальной жидкости. В реальных условиях все тела обладают конечным
сопротивлением, но идеализированный вывод указывает на возможность создания
профилей с большими значениями аэродинамического качества K. У применяемых в
авиации дозвуковых профилей значения K могут достигать 50 и более.
В. А. Башкин.
Схемы обтекания задних кромок профиля потенциальным потоком (а), потоком при
наличии области завихренности (б) и обтекания профиля с оторвавшимся вихрем
(в): 1 — граница профиля; 2 — линии тока невязкого течения; 3 — область
завихрённого течения.
Жуковского условие — см. Чаплыгина — Жуковского условие.
Журавченко Александр Николаевич (1884—1964) — советский учёный в области
динамики полёта, аэронавигации и прицельного бомбометания, профессор (1925),
доктор технических наук (1934), заслуженный деятель науки и техники РСФСР
(1940). Окончил Петроградскую артиллерийскую академию (1918). Участник Первой
мировой войны. Во время Гражданской войны военный лётчик, окончил полевую
лётную школу, командир самолёта «Илья Муромец». Работал в Центральном
аэрогидродинамическом институте (1919—1964), преподавал в ряде вузов Москвы и
Ленинграда. Создал прицельные приборы для бомбометания с самолётов (1915).
Основные труды по теории штопора самолёта, разработке и практическому
осуществлению мер, обеспечивающих безопасность для лётчика и самолёта на этом
режиме полёта; руководил созданием так называем штопорной аэродинамической
трубы Центрального аэрогидродинамического института. Государственная премия
СССР (1943, 1950). Награждён орденом Ленина, 2 орденами Трудового Красного
Знамени, Красной Звезды, медалями.
Соч.: Артиллерийские вопросы в авиации. СПБ., 1917; Методы решения задач
штопора и устойчивости, управляемости самолета при потере скорости, М.—Л.,
1934; Полет в закритичной области. Штопор, в кн.: Справочник авиаконструктора,
т. I, М.—Л., 1937—39.
А. Н. Журавченко.
заброс по перегрузке — характеристика устойчивости летательного аппарата и его
управляемости. Термин «З. По п.» обычно используют при рассмотрении
короткопериодического продольного движения, описываемого характеристическим
уравнением вида p2 + 2{{?}}p + {{?02}} = 0 ({{?}} — декремент затухания
колебаний, {{?}}0 — недемпфированная частота колебаний летательного аппарата).
|
|