Техника - молодёжи 1938-10, страница 47

Аэрелинамические спектры

Мы привыкли называть спект-• разноцветную полоску, кото-отбрасывает призма, когда че-нее проходит луч света.

Но это слово имеет и другое значение.

Все тела, передвигаясь в воздушном пространстве, омываются потоком воздуха, причем происходит это по-разному, в зависимости от' формы тела и от скорости его движения. Если картину обтекания тела воздушным потоком сделать каким-нибудь образом видимой, то получится спектр обтекания. Конечно, по своему физическому смыслу спектр обтекания не имеет ничего общего со спектром, который отбрасывает призма. Всегда во время аэродинамических исследований бывает очень важно зна.ть точную форму воздушных струй, омывающих тело. Так, например, в аэродинамической лаборатории, когда производятся опыты над моделью крыла самолета, нужно точно измерить силы, действующие на эту модель. Но и подъемная сила крыла, и лобовое сопротивление воздуха, и их моменты сильно меняются в зависимости от того, в каком положении находится крыло относительно потока воздуха. Не всегда возможно определить эту зависимость посредством математики и механики. И вот тогда прибегают к помощи аэродинамических спект-. ров, которые наиболее удобно, наглядно и просто раскрывают физическую сущность обтекания тела, а следовательно, и причину резких изменений сил и моментов крыла.

И не только при лабораторных исследованиях пользуются спектрами обтекания. Они являются еще и

наглядной иллюстрацией при изучении аэродинамики. Авиационный специалист должен обладать отличным и глубоким знанием аэродинамики. А в аэродинамике, как и во многих других физических науках, опыт и наглядное изучение игра» ют преобладающую роль. Спектры обтекания —/самое важное средство наглядного изучения аэродинамики. Они помогают понять физический смысл обтекания, дают возможность «увидеть», как происходит обтекание тела.

Но как получить аэродинамический спектр? Ведь воздух — это прозрачное и невидимое для нашего глаза вещество. Как же сделать видимым движение воздуха вблизи тела? Очевидно, для этого прежде всего нужно сделать видимым самый воздух.

Многие исследователи работали и работают над тем, чтобы наиболее простым способом получить спектры обтекания.

В 1900 г. профессору Марею удалось получить такие спектры при помощи дыма. Он вводил в воздушный поток струйки дыма, освещая их сбоку ярким светом. При этом на экране было видно, как омывается тело воздушным потоком. Дым для этих опытов можно получать различными способами. Например, если смешать воздух, насыщенный парами соляной кислоты, с парами аммиака, то получится белый, хорошо видимый ту-манообразный дым, вполне пригодный для получения спектров. Марей пытался снять спектр обтекания на светочувствительную бумагу и убедился в том, что при

медленном движении воздушного потока спектры получаются достаточно отчетливыми. Когда же воздушный поток двигался с большой скоростью, дым рассеивался, терялась видимость воздушного потока; и получить спектр на светочувствительной бумаге не удавалось.

Оригинальные опыты с аэродинамическими спектрами провел в 1911 г. студент бывшего Петербургского политехнического института П. А. Шишков. Он делал картину воздушного потока видимой при помощи химических реакций. Известно, что такие вещества, как метилоранж, фенолфталеин, конго, лакмус и др., меняют свою окраску от действия на них паров щелочи. Это свойство и использовал П. А. Шишков. Он пропитывал лист бумаги, например, фенолфталеином и Ломещал его около тела, спектр обтекания которого нужно было получить. В воздух, омывающий это тело, (подводились через специальные трубочки пары соляной кислоты или аммиака. Когда /воздушный поток набегал на тело, он химически действовал на бумагу, и на ней вырисовывались линии течения воздуха. По этим линиям можно было судить о том, как происходит обтекание. Однако эти опыты очень сложны и поэтому практически не имеют большого значения.

Некоторые исследователи пыт;у лись получить спектры обтекания при помощи пыли ликоподия, ламповой копоти и других веществ. Но все эти различные способы име-

Ж '--_-

Схема установки теплового насадка, Сзади теплового насадка на специальной державке устанавливают модель испытываемого предмета. Насадок непрерывно нагревается электрическим током и в свою очередь нагревает набегающий на него воздушный поток. Если нагретый воздушный поток осветить сбоку ярким светом, то на экране получится его отчетливая тень — спектр

обтекания тела.

Тепловой насадок и : модель крыла. Вид сбоку.

45