Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Североамериканский P-51 Mustang делает значительное использование эффекта Meredith в его конструкции живота радиатора.

Эффект Мередита - это явление, при котором аэродинамическое сопротивление, создаваемое охлаждающим радиатором, может быть компенсировано тщательной конструкцией охлаждающего канала, так что полезная тяга создается за счет расширения горячего воздуха в канале. Эффект был обнаружен в 1930-х годах и стал более важным по мере увеличения скорости самолетов с поршневыми двигателями в течение следующего десятилетия.

Эффект Мередита возникает, когда воздух, проходящий через канал, нагревается теплообменником или радиатором, содержащим горячую рабочую жидкость, такую ​​как этиленгликоль . Обычно текучая среда представляет собой хладагент, переносящий отходящее тепло от двигателя внутреннего сгорания. [1]

Чтобы эффект имел место, канал должен двигаться со значительной скоростью по отношению к воздуху. Воздух, поступающий в воздуховод, встречает сопротивление сопротивления поверхности радиатора и сжимается за счет эффекта набегающего воздуха . По мере того, как воздух проходит через радиатор, он нагревается , немного повышая его температуру и увеличивая объем. Затем горячий сжатый воздух выходит через выхлопной канал, имеющий сужающуюся форму, то есть сужающийся к задней части. Это ускоряет воздух в обратном направлении, и реакция этого ускорения на установку обеспечивает небольшую тягу вперед. [2] Воздух расширяется и понижает температуру по мере прохождения по воздуховоду, прежде чем выйти, чтобы присоединиться к внешнему воздушному потоку. Таким образом, три процесса открытогоДостигнуты цикл Брайтона : сжатие, подвод тепла при постоянном давлении и расширение. Достигаемая тяга зависит от соотношения давлений внутри и снаружи воздуховода и температуры хладагента. [1] Более высокая температура кипения этиленгликоля по сравнению с водой позволяет воздуху достигать более высокой температуры, увеличивая удельную тягу.

Если создаваемая тяга меньше аэродинамического сопротивления воздуховода и радиатора, то такая конструкция служит для уменьшения чистого аэродинамического сопротивления радиаторной установки. Если создаваемая тяга превышает аэродинамическое сопротивление установки, тогда вся сборка вносит в транспортное средство чистую прямую тягу.

Североамериканский P-51 Mustang , который первым полетел в 1940 году, используется принцип Meredith в его конструкции живота радиатора. [3]

Примерно в это же время эффект Мередита также вдохновил ранние американцы на работу над аэротермодинамическим воздуховодом или прямоточным воздушно-реактивным двигателем из-за сходства их принципов работы. [1]

История [ править ]

Ф.В. Мередит был британским инженером, работавшим в Королевском авиастроительном заводе (RAE), Фарнборо . Размышляя о принципах жидкостного охлаждения, он понял, что не нужно терять то, что обычно считалось отработанным теплом, передаваемым в атмосферу хладагентом в радиаторе. Тепло добавляет энергию воздушному потоку, и при тщательном проектировании это может быть использовано для создания тяги. Работа была опубликована в 1936 году. [2]

Это явление стало известно как «эффект Мередита» и было быстро принято конструкторами прототипов истребителей, которые находились в стадии разработки, включая Supermarine Spitfire и Hawker Hurricane, чей двигатель Rolls-Royce PV-12, позже названный Merlin , охлаждался этиленом. гликоль. Ранний образец излучателя на эффекте Мередита был включен в конструкцию Spitfire для первого полета прототипа 5 марта 1936 года [4].

Многие инженеры не понимали принципов действия эффекта. Распространенной ошибкой было представление о том, что радиальный двигатель с воздушным охлаждением принесет наибольшую пользу, поскольку его ребра нагреваются сильнее, чем радиатор двигателя с жидкостным охлаждением, причем ошибка сохранялась даже в 1949 году [1].

См. Также [ править ]

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d Беккер, Дж .; « Высокоскоростной рубеж: истории четырех программ NACA, 1920-1950 », SP-445, НАСА (1980), Глава 5: Высокоскоростные кожухи, воздухозаборники и выпускные отверстия, а также системы внутреннего потока: исследование прямоточного воздушно-реактивного двигателя. . [1]
  2. ^ a b Мередит, Ф. В .: "Охлаждение авиационных двигателей. Особое внимание уделяется радиаторам этиленгликоля, заключенным в воздуховоды", Совет по авиационным исследованиям R&M 1683, 1936.
  3. ^ Йенн, Билл: Роквелл: Наследие Северной Америки. Нью-Йорк: Crescent Books, 1989. Страница 49, ISBN  0-517-67252-9 .
  4. ^ Гингелл, Г. (ред.); « Супермарин Спитфайр - 40 лет спустя », Королевское авиационное общество, 1976, стр. 13.