(812) 434-77-82
Следующий шаг состоит

Некоторые физические свойства воздуха

Воздушная среда, взаимодействуя с перемещающимся в ней телом, вызывает появление при этом аэродинамических сил. На их значение оказывают большое влияние такие свойства воздуха, как плотность, вязкость, сжимаемость.

Плотность воздуха влияет на сопротивление движению тел в нем. Чем плотность больше, тем большая сила необходима для того, чтобы преодолеть сопротивление воздушной среды. Вязкость воздуха — способность оказывать сопротивление относительному смещению слоев за счет действия сил внутреннего трения. С увеличением температуры вязкость воздуха увеличивается. Это происходит потому, что слои воздуха сильно перемешиваются за счет кинетической энергии молекул. Для сравнения скажем, что при повышении температуры жидкости вязкость ее падает, так как уменьшаются силы сцепления молекул. Вязкость воздуха, как следует из определения, проявляется при смещении его слоев, поэтому каждое перемещающееся в воздушной среде тело испытывает действие вязкости. При этом слои воздуха, прилегающие к обтекаемому телу, будут притормаживаться вследствие сцепления частиц воздуха с частицами передвигающегося тела. По мере удаления от поверхности тела торможение частиц воздуха уменьшается, а затем полностью прекращается. Этим объясняется наличие у обтекаемой поверхности пограничного слоя, т. е. "прилипшего" к ней слоя воздуха, с которым тело перемещается в воздушной среде. От характера трения в пограничном слое зависят сопротивление трения, аэродинамический нагрев, распределение давления на обтекаемой поверхности.

Пограничный слой имеет неравномерную структуру. Рассмотрим ее на примере аэродинамического профиля. До определенной точки поток воздуха течет слоисто, параллельно перемещающимися струйками по профилю 1. Такой поток называется ламинарным 2. Затем происходит поперечное перемешивание частиц воздуха, и поток становится турбулентным 3. Сопротивление воздуха при турбулентном течении значительно больше, чем при ламинарном, так как много энергии расходуется на перемешивание и соударение частиц.

Поэтому при конструировании летательных аппаратов создаются ламинаризированные профили. В процессе эксплуатации самолетов особое внимание уделяется сохранению чистоты и гладкости обтекаемых поверхностей, создается управление пограничным слоем с тем, чтобы сдвинуть точку перехода ламинарного потока в турбулентный как можно дальше к концу профиля.

Сжимаемость — способность воздуха изменять свой первоначальный объем, следовательно, и плотность под действием давления. Поскольку любое перемещающееся тело в воздушной среде оказывает на нее давление, перед этим телом образуется уплотнение. Это уплотнение в виде волны распространяется в воздушной среде со скоростью, равной скорости звука. При дозвуковом полете, при малых скоростях сжимаемость воздуха оказывает незначительное влияние на всю картину обтекания, на возникающие при этом силы. По мере роста скорости сжимаемость учитывается в расчетах, так как плотность и температура в потоке значительно изменяются. Распространяющиеся впереди тела со скоростью звука слабые возмущения непосредственного влияния на картину обтекания не оказывают. На рисунке показано, что перед летящим со скоростью V телом 1 уплотнение 2 движется со скоростью звука, которую обозначают а. Если скорость меньше а, то говорят о дозвуковом полете. Если V больше а, то говорят о сверхзвуковом полете. Заметим, что скорость звука — величина, зависящая от плотности и температуры воздушной среды. При стандартных условиях (температура 15 °С) скорость звука на уровне моря а = 340 м/с. С подъемом на высоту скорость падает, так как падает температура воздуха. Там, где температура растет, возрастает и скорость звука. Однако, чем больше скорость летящего тела, тем более мощное уплотнение воздуха образуется перед ним, образуя скачок уплотнения. Когда скорость полета достигает скорости звука, скачок уплотнения соединяется с летящим телом и таким образом скачкообразно изменяются все его характеристики и в первую очередь сопротивление. Преодоление в полете скачка уплотнения означает преодоление звукового барьера.

По мере роста скорости за звуковым барьером угол скачка уплотнения при вершине уменьшается, сопротивление, следовательно, также уменьшается, потребная мощность для осуществления полета падает. В самом скачке уплотнения резко возрастают температура, давление, плотность, поэтому у сверхзвуковых самолетов передние кромки нагреваются до нескольких сотен градусов.

Информация клиентам
Новости компании
03.05.2015

Обновлена информация: История лизинговых операций в России
Реалии современной экономики России таковы, что позволить себе инвестирование значительных денежных средств в техническое перевооружение и обновление производственных

26.04.2015

Добавлена информация: Современное состояние учета лизинговых операций
Наиболее близким к лизингу видом сделки можно считать операционную аренду. К их общим чертам можно отнести следующее: право собственности принадлежит арендодателю.

Copyright © 2011-2013 Компания "AmrSpb" — лизинговые услуги в Санкт-Петербурге.
Все права защищены. Перепечатка материалов только при наличии ссылки на сайт.