Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Чешский дозвуковой многоцелевой боевой самолет Aero L-159 Alca .

Дозвуковых самолетов является воздушное судно с максимальной скоростью меньшей , чем скорость звука ( Mach 1). Термин технически описывает самолет, который летает ниже критического числа Маха , обычно около 0,8 Маха. Все современные гражданские самолеты, включая авиалайнеры , вертолеты , будущие пассажирские дроны , личные летательные аппараты и дирижабли , а также многие военные типы являются дозвуковыми.

Характеристики [ править ]

Хотя для самолета обычно желательны высокие скорости, сверхзвуковой полет требует гораздо более мощных двигателей, более высокого расхода топлива и более современных материалов, чем дозвуковой полет. Поэтому дозвуковой тип стоит намного меньше, чем эквивалентный сверхзвуковой, имеет большую дальность действия и причиняет меньше вреда окружающей среде.

Менее суровая дозвуковая среда также позволяет использовать гораздо более широкий диапазон типов самолетов, таких как воздушные шары , дирижабли и винтокрылые аппараты , что позволяет им выполнять гораздо более широкий круг задач.

Дозвуковая аэродинамика [ править ]

Основная статья: несжимаемый поток

Дозвуковой полет характеризуется аэродинамически несжимаемым потоком, где изменение динамического давления из-за движения через воздух заставляет воздух течь из областей с высоким динамическим давлением в области с более низким динамическим давлением, оставляя статическое давление и плотность окружающего воздуха постоянными. На высоких дозвуковых скоростях начинают проявляться эффекты сжимаемости. [1]

Двигательная установка [ править ]

Пропеллер является одним из наиболее эффективных источников тяги доступной и часто встречается на дозвуковых самолетах и дирижаблях . Иногда его заключают в виде вытяжного вентилятора . На более высоких дозвуковых скоростях и на больших высотах , которые достигаются на большинстве авиалайнеров , становится необходимым ТРДД с большим байпасом . Чистые струи, такие как турбореактивный и прямоточный воздушно-реактивный двигатель , неэффективны на дозвуковых скоростях и используются не часто.

Конструкция крыла [ править ]

Spitfire построен в 1945 году хвастается своим прямым эллиптическим крыло

Продолжительность и площадь крыла являются важными для подъема характеристик. Они связаны соотношением сторон , которое представляет собой отношение размаха, измеренного от вершины до вершины, к средней хорде , измеренной от передней кромки до задней кромки.

Аэродинамическая эффективность крыла описывается его отношением подъемной силы к лобовому сопротивлению , причем крыло, обеспечивающее большую подъемную силу, при небольшом лобовом сопротивлении является наиболее эффективным. Более высокое соотношение сторон дает более высокое отношение подъемной силы к лобовому сопротивлению и, следовательно, более эффективно. [2]

Сопротивление крыла состоит из двух компонентов, на индуктивное сопротивление , которое связано с производством подъемной силы , и профильное сопротивление , главным образом из - за трения , которое способствовало по всей площади крыла. [3] Поэтому желательно, чтобы крыло имело наименьшую площадь, совместимую с желаемыми характеристиками подъемной силы. Лучше всего это достигается с большим удлинением, и у высокопроизводительных моделей часто бывает такое крыло.

Но другие соображения, такие как легкий вес, жесткость конструкции, маневренность, наземное обслуживание и т. Д., Часто выигрывают от более короткого размаха и, как следствие, менее эффективного крыла. Маленькие, маловысотные самолеты авиации общего назначения обычно имеют соотношение сторон шесть или семь; авиалайнеры от 12 и более; и высокопроизводительные планеры численностью 30 и более человек.

На скоростях, превышающих критическое число Маха, воздушный поток начинает становиться околозвуковым , при этом местный воздушный поток в некоторых местах вызывает образование небольших звуковых ударных волн. Вскоре это приводит к срыву амортизатора , вызывая быстрое увеличение сопротивления. [4] Крылья быстрых дозвуковых аппаратов, таких как реактивные авиалайнеры, имеют тенденцию к движению , чтобы задержать наступление этих ударных волн.

Теоретически индуцированное сопротивление минимально, когда подъемная сила по размаху имеет эллиптическую форму. Однако на индуцированное сопротивление влияет ряд факторов, и с практической точки зрения крыло эллиптической формы в плане, как у истребителя Supermarine Spitfire времен Второй мировой войны, не обязательно является самым эффективным. Крылья реактивных авиалайнеров, которые в высшей степени оптимизированы с точки зрения эффективности, имеют далеко не эллиптическую форму.

Отношение хорды кончика к корневой хорде называется отношением конуса. Конус имеет желаемый эффект уменьшения напряжения изгиба корня за счет смещения подъемной силы внутрь, но некоторые известные дизайнеры, в том числе Джон Торп и Карл Бергей, утверждали, что прямоугольная форма без конуса лучше всего подходит для самолетов полной массой менее 6000 фунтов. .

См. Также [ править ]

  • Звуковой барьер
  • Сверхзвуковой самолет

Ссылки [ править ]

Цитаты [ править ]

  1. ^ Clancy 2005 Страница 232.
  2. ^ Clancy 2005 Страницы 84.
  3. ^ Clancy 2005 Страницы 65, 82.
  4. Перейти ↑ Clancy 2005 Page 279.

Библиография [ править ]

  • LJ Clancy (1975) Аэродинамика , Pitman.