Про завихрения
Давненько я не брал в руки шашек не писал про вихревую аэродинамику.
Но вот появился хороший повод - удачная фотография от уважаемой fotografersha
( http://fotografersha.livejournal.com/397682.html)
Повторять ранее сказанное не буду - кто первый раз соприкасается с темой, смотрите в блоге по тегу " вихревая аэродинамика".
В этом посте я предлагаю заострить внимание на той туманной пелене, которая срывается с передней кромки крыла - удачный кадр подтверждает эффективную работу корневого вихря в качестве средства, препятствующего перетеканию потока вдоль размаха.
Вспоминая историю развития аэродинамических концепций, мы должны вспомнить, что стреловидное крыло, позволившее прорваться через звуковой барьер, на заре своего применения доставляло колоссальную проблему тогдашним аэродинамикам - поток неизбежно скашивался в сторону законцовки, что приводило к раннему срыву на концах крыла и потере устойчивости самолёта. Кроме того, скошенный поток уносил значительную часть энергии, не создавая полезного эффекта (подъёмной силы).
Потому основные усилия аэродинамиков были направлены на поиск средств, препятствующих перетеканию. Отечественная аэродинамическая школа сделала ставку на аэродинамические гребни - вспомним МиГ-15, МиГ-17, прототипы МиГ-21 и все другие машины 50-х годов.
Зарубежная школа - американская, западноевропейская - нашла более изящное (хотя может и не более эффективное) решение - "зуб"-вихрегенератор на середине размаха передней кромки стреловидного крыла.
И вот мы видим, как эффективен корневой вихрь - он отсасывает поток с верхней поверхности и не только ликвидирует скос относительно вектора полёта, но и вовсе перекашивает его, делая перпендикулярным хорде крыла (достаточно сравнить направленность жгутиков пелены на обоих плоскостях).
Кроме того, этот кадр демонстрирует эффективное влияние аэродинамической крутки - круткой крыла называют конструктивный винтообразный изгиб плоскости крыла, в результате которого эффективный угол атаки в районе центроплана выше, чем в районе законцовки. Туманная пелена (конденсация атмосферной влаги) появляется в областях с высокой степенью разрежения - и на снимке отлично видно, что концевые части крыла создают меньший уровень разрежения, а значит дальше от срыва, чем центральные части. Это значительно улучшает устойчивость на закритических углах атаки (процесс остаётся симметричным на обоих крыльях) и, кроме того, уменьшает потери энергии на индуктивных вихрях, срывающихся с концов крыльев.
А уменьшение потерь энергии означает повышение аэродинамического качества.
Вот ещё один снимок, отлично иллюстрирующий сказанное - на нём уровень разрежения выше и потому пелена более интенсивна и позволяет детально разобраться в потоках воздуха, обтекающих машину с совершенной вихревой аэродинамикой:
UPD: Вот тут интересно понаблюдать за вихрями в динамике
Но вот появился хороший повод - удачная фотография от уважаемой fotografersha
( http://fotografersha.livejournal.com/397682.html)
Повторять ранее сказанное не буду - кто первый раз соприкасается с темой, смотрите в блоге по тегу " вихревая аэродинамика".
В этом посте я предлагаю заострить внимание на той туманной пелене, которая срывается с передней кромки крыла - удачный кадр подтверждает эффективную работу корневого вихря в качестве средства, препятствующего перетеканию потока вдоль размаха.
Вспоминая историю развития аэродинамических концепций, мы должны вспомнить, что стреловидное крыло, позволившее прорваться через звуковой барьер, на заре своего применения доставляло колоссальную проблему тогдашним аэродинамикам - поток неизбежно скашивался в сторону законцовки, что приводило к раннему срыву на концах крыла и потере устойчивости самолёта. Кроме того, скошенный поток уносил значительную часть энергии, не создавая полезного эффекта (подъёмной силы).
Потому основные усилия аэродинамиков были направлены на поиск средств, препятствующих перетеканию. Отечественная аэродинамическая школа сделала ставку на аэродинамические гребни - вспомним МиГ-15, МиГ-17, прототипы МиГ-21 и все другие машины 50-х годов.
Зарубежная школа - американская, западноевропейская - нашла более изящное (хотя может и не более эффективное) решение - "зуб"-вихрегенератор на середине размаха передней кромки стреловидного крыла.
И вот мы видим, как эффективен корневой вихрь - он отсасывает поток с верхней поверхности и не только ликвидирует скос относительно вектора полёта, но и вовсе перекашивает его, делая перпендикулярным хорде крыла (достаточно сравнить направленность жгутиков пелены на обоих плоскостях).
Кроме того, этот кадр демонстрирует эффективное влияние аэродинамической крутки - круткой крыла называют конструктивный винтообразный изгиб плоскости крыла, в результате которого эффективный угол атаки в районе центроплана выше, чем в районе законцовки. Туманная пелена (конденсация атмосферной влаги) появляется в областях с высокой степенью разрежения - и на снимке отлично видно, что концевые части крыла создают меньший уровень разрежения, а значит дальше от срыва, чем центральные части. Это значительно улучшает устойчивость на закритических углах атаки (процесс остаётся симметричным на обоих крыльях) и, кроме того, уменьшает потери энергии на индуктивных вихрях, срывающихся с концов крыльев.
А уменьшение потерь энергии означает повышение аэродинамического качества.
Вот ещё один снимок, отлично иллюстрирующий сказанное - на нём уровень разрежения выше и потому пелена более интенсивна и позволяет детально разобраться в потоках воздуха, обтекающих машину с совершенной вихревой аэродинамикой:
UPD: Вот тут интересно понаблюдать за вихрями в динамике
Click to view