ПРЕССА ВОЙНЫ 1941-1945
Россия
18.5.2023
Москва
Борьба за скорость самолёта
В кабинетах и лабораториях научных институтов, в конструкторских бюро и на серийных заводах непрерывно изыскивают средства к повышению скорости полёта. Мощность моторов возросла за короткий срок во иного раз. Вместе с тем, громадную роль в деле развития скоростной авиации сыграли мероприятия го снижению аэродинамического сопротивления самолётов. Даже неопытным глазом легко оценить, насколько аэродинамические формы современного самолёта более совершенны, чем формы самолётов, появившихся на заре авиации. Плохо обтекаемые формы старых самолётов, наличие различных выступающих частей, угловатые формы конструкции приводили к большому сопротивлению самолёта. Современный самолёт поражает глаз плавными, «зализанными» формами, блестящей отделкой поверхности и почти полным отсутствием выступающих частей.

Наряду с кропотливой работой по усовершенствованию отдельных форм само, лёта в истории развития самолета известны мероприятия, давшие резкое снижение сопротивления и скачок в скорости самолётов. Ярким примером такого рода является уборка шасси в полете.

Формы самолёта с каждым днем все более и более совершенствуются. В настоящее время они настолько «зализаны», что кажется почти невозможным идти дальше по пути снижения сопротивления. Однако глубокое изучение физических явлений, происходящих в потоке воздуха вблизи поверхности самолета, открывает в этой области все новые и новые возможности.

Современная аэродинамика открыла основные законы движения воздуха вблизи поверхности тела и объяснила природу возникновения сопротивления. Если тело плохо обтекаемо, струи воздуха срываются с него, и за телом образуется застойная зона, где скорости потока весьма малы. Такую картину можно наблюдать, например, за мостовыми быками. При этом поток как бы ударяется о тело и давит на него. Эта сила давления и будет сопротивлением. Природа сопротивления частей современного самолёта совсем иная. Струи потока воздуха, встречаемого самолётом, плавно облегают поверхность различных его частей — крыла, фюзеляжа, оперения. Основной частью сопротивления является трение струй о поверхность самолёта. Частицы воздуха, непосредственно примыкающие к поверхности самолёта, задерживаются на ней. Они имеют по отношению к самолёту нулевую скорость. Но слой захватываемого самолётом воздуха весьма тонок, и у поверхности самолёта частицы воздуха проносятся мимо машины с большими скоростями, близкими к скорости полёта. Толщина слоя, в котором скорость нарастает от нуля на поверхности до величин порядка скорости полёта, — шестисот, семисот километров в час и выше, — измеряется миллиметрами. Этот слой называется пограничным слоем. Быстрое нарастание скорости в столь тонком слое и является причиной возникновения больших сил трения частей самолёта о воздух.

Чем лучше отделана поверхность самолета, тем меньше сопротивление трения. В настоящее время в самолетостроении предъявляются весьма высокие требования к обработке поверхности. Шероховатость ее измеряется микронами.

Но величина трения определяется не только отделкой поверхности, но и характером течения воздуха в пограничном слое. Если вблизи поверхности поток имеет спокойную слоистую (ламинарную) структуру, трение весьма незначительно. Если же течение имеет беспорядочную (турбулентную) структуру, трение увеличивается во много раз. Чтобы уменьшить сопротивление самолета, необходимо но возможности устранять турбулентность потока в пограничном слое.

Л. Г. Лойцянский и А. А. Дородницын — крупнейшие в СССР специалисты в области теории пограничного слоя. Благодаря их исследованиям важнейшие проблемы теории пограничного слоя разрешены у нас в такой степени, что конструктор, проектируя аэродинамические формы самолета, может полностью рассчитать сопротивление основных его элементов. Работы тт. Лойцянского и Дородницына создали глубокую теоретическую базу для изыскания новых, наиболее совершенных форм самолета.

Авторы разработали весьма точные способы расчета ламинарного и турбулентного пограничного слоя, впервые дали теоретический метод определения места перехода ламинарного пограничного слоя в турбулентный, связали эту проблему с характером возмущений в потоке, набегающем на обтекаемое тело.

Для исследования различных аэродинамических свойств самолета, в том числе и его сопротивления, в аэродинамических лабораториях создаются искусственные воздушные потоки в специальных трубах. Потоки, создаваемые в трубах, имеют собственные возмущения, — турбулентность — различные в разных трубах. Эти возмущения вносят искажения в результаты опыта. Для получения точных данных, близких к естественным условиям полета, необходимо вносить поправки, зависящие от степени и характера турбулентности трубы. Работы тт. Лойцянского и Дородницына дают метод для пересчета данных опыта в аэродинамической трубе на естественные условия.

Теоретические работы тт. Лойцянского и Дородницына принадлежат к числу наиболее блестящих завоеваний аэродинамики за последние годы. Работы эти создают глубокую теоретическую основу для завоевания нашей авиацией новых скоростей. Уже теперь они оказывают большую помощь советским специалистам, проектирующим новые крыловые профили и крылья самолетов.

Поле применения работ тт. Лойцянского и Дородницына не ограничивается областью самолетостроения. Решенные ими вопросы получат широкое применение в самых различных областях техники, связанных с движением тел в жидкостях и газах. Велико также значение этих работ для развития общей науки о движении жидкостей и газов.

Подготовил Олег Рубецкий, источник текста: Пресса войны