 | Эта статья включает в себя список общих ссылок , но он остается в значительной степени непроверенным, поскольку в нем отсутствует достаточное количество соответствующих встроенных ссылок . ( Сентябрь 2008 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) |
В морской архитектуре и аэрокосмической технике коэффициент тонкости - это отношение длины корпуса к его максимальной ширине. Короткие и широкие формы имеют низкий коэффициент тонкости, длинные и узкие - высокие. Самолеты, которые проводят время на сверхзвуковой скорости, например « Конкорд» , обычно имеют высокий коэффициент тонкости.
На скоростях ниже критической скорости одной из основных форм сопротивления является поверхностное трение . Как следует из названия, это сопротивление, вызванное взаимодействием воздушного потока с обшивкой самолета. Чтобы свести к минимуму это сопротивление, самолет должен быть спроектирован таким образом, чтобы минимизировать открытую площадь кожи или «влажную поверхность». Одним из решений этой проблемы является конструкция фюзеляжа «яйцевидной формы», например, используемого на самодельном Questair Venture .
Теоретические идеальные тонины фюзеляжей дозвуковых самолетов обычно составляют примерно 6: 1, однако это может быть скомпрометировано другими конструктивными соображениями, такими как требования к посадочным местам или размерам груза. Поскольку фюзеляж с более высокой тонкостью может иметь уменьшенную площадь оперения, это идеальное соотношение практически может быть увеличено до 8: 1. [1]
Однако у большинства самолетов коэффициент крупности значительно выше этого. Это часто происходит из-за конкурирующей необходимости разместить рулевые поверхности хвоста на конце более длинного плеча, чтобы повысить их эффективность. Уменьшение длины фюзеляжа потребовало бы более крупных органов управления, что компенсировало бы снижение лобового сопротивления за счет использования идеального коэффициента тонкости. Примером высокоэффективной конструкции с несовершенным коэффициентом измельчения является Lancair . В других случаях проектировщик вынужден использовать неидеальную конструкцию из-за внешних факторов, таких как расположение сидений или размеры грузовых поддонов. Современные авиалайнерычасто имеют коэффициент тонкости намного выше идеального, что является побочным эффектом их цилиндрического поперечного сечения, которое выбирается из соображений прочности, а также обеспечения единой ширины для упрощения расположения сидений и обработки грузовых авиаперевозок .
Когда самолет приближается к скорости звука , на участках большей кривизны образуются ударные волны . Эти ударные волны излучают энергию, которую должны подавать двигатели, энергию, которая не идет на ускорение полета самолета. Похоже, это новая форма сопротивления, называемая волновым сопротивлением, которая достигает пика примерно в три раза больше сопротивления при скоростях, даже немного ниже критических значений Мах . Чтобы свести к минимуму волновое сопротивление, кривизну самолета следует сводить к минимуму, что подразумевает гораздо более высокие коэффициенты тонкости. Вот почему у высокоскоростных самолетов длинные заостренные носы и хвосты, а фонарь кабины примыкает к линии фюзеляжа.
С технической точки зрения, наилучшие возможные характеристики для сверхзвуковой конструкции типичны для двух «идеальных форм»: корпуса Sears-Haack , заостренного с обоих концов, или огива фон Кармана с тупым хвостом. Примеры последней конструкции включают Concorde , F-104 Starfighter и XB-70 Valkyrie , хотя в некоторой степени практически все самолеты-перехватчики после Второй мировой войны имели такую конструкцию. Конструкторы ракет еще меньше заинтересованы в характеристиках на малых скоростях, а ракеты, как правило, имеют более высокий коэффициент тонкости, чем большинство самолетов.
Появление самолетов с более высоким коэффициентом тонкости также представило новую форму нестабильности - инерционную связь . По мере того, как двигатели и кабина отодвигались от центра масс самолета , инерция крена этих масс росла и позволяла преодолеть силу аэродинамических поверхностей. Для борьбы с этим эффектом используются различные методы, в том числе слишком большие средства управления и системы повышения устойчивости .
Ссылки [ править ]
- ^ Roskam Ян (2003). Конструкция самолета, часть 3 . ISBN 9781884885563. Проверено 14 июня +2016 .
