Техника - молодёжи 1967-01, страница 17

ЭФФЕКТ НАМИКИ

звать отрыв потока от изогнутой поверхности. Канавки на ней (нижнее фото, 2) предотвращают искажение потока, хорошо сформованная поверхность (нижнее фото, 3) дает идеальный поток, касательный к поверхности.

Эти выводы настолько противоречили общепринятым взглядам, что большинство аэродинамиков долгое время воспринимали их скептически. Интерес к исследованиям Коанда пробудился было после второй мировой войны, когда в германских научных архивах нашли сведения о том, что немцы изучали этот эффект в своих реактивных лабораториях и считали его заслуживающим внимания. Часть повторных экспериментов, казалось бы, подтвердила существование эффекта. Однако несколько исследователей сообщили, что выводы и эксперименты Коанда не воспроизводятся и потому не представляют интереса.

Появление и разработка аппаратов на воздушной подушке побудили исследователей более тщательно изучить эффект Коанда. Здесь-то, наконец, и выяснились причины столь разительных расхождений. Оказалось, что стабильный эффект возникает при строго определенном соотношении размера щели и диаметра сопла, что огромное влияние оказывает место расположения щели, шероховатость и форма поверхности. Не удивительно, что многие исследователи, работавшие с примитивными моделями, зачастую ообще не обнаруживали эффекта. Наибольший опыт накопил в этой области сам Коанда. В 1963 году 77-летний изобретатель во время посещения одной из американских лабораторий продемонстрировал своим коллегам, какие возможности таит открытый им эффект.

В то время сопла Коанда уже устойчиво создавали тягу, равную тяге обычных реактивных сопел. Подойдя к модели одного из таких сопел во время осмотра лаборатории, Коанда сложил вокруг него ладони трубочкой, и приборы показали увеличение тяги! Больше того, Коанда посоветовал более тщательно подобрать хвостовую оконечность. Последов-ав этому совету, ученые получили сопло с тягой, на 19% превышающей теоретическую тягу реактивного сопла. В других исследованиях тягу удалось повысить на ЗВ% сверх теоретической.

Изучение эффекта Коанда не отвлеченные теоретические изыскания. Вот модель аппарата на воздушной подушке. Ее диаметр около 60. см. Верхняя часть — эллиптический тороид, прикрытый сверху крышкой, так что между поверхностью тороида и крышкой получается щель, откуда истекает воздух. Вопреки всем канонам воздух из щели вытекает вверх под углом 45° к гори

зонту. И тем не менее вакуум, создаваемый струей в верхней части, и подпор под днищем, куда она стекала по выпуклой внешней поверхности, отрывали аппарат от земли и заставляли его парить в воздухе. Судя по модели, такие аппараты потребуют меньшей мощности, будут легче по весу и проще в управлении, чем обычные аппараты иа воздушной подушке.

А вот другая модель — судно на подводных крыльях. Вместо винтов в передней части подводных крыльев сделаны щели, через которые выбрасываются струи воды. Они не только создают подъемную силу, но и сообщают судну движение вперед. Эта модель дли ной 120 см и весом 10 кг развивает скорость до 32 км/час. Она может полностью выходить из воды и двигаться на подводном крыле даже при небольших скоростях. Подводное крыло с движителем Коанда не создает больших волн, брызг, меньше шумит.

Ученые ожидают, что модель в натуре разовьет скорость 80 узлов (150 км/час) при меньшей мощности двигателей, чем на обычных судах на подводных крыльях.

Схема действия внешнего сопла, работающего на эффекте Коанда. Поскольку давление под внешней поверхн стью меньше атмосферного, а под днищем — больше его, таиое сопло будет подниматься вверх.

Сам Коанда тоже сделал немало изобретений, в которых используется открытый им эффект. Например, в 193В году он запатентовал интересное устройство — струйный зонт. Образно говоря, это крыло самолета, свернутое в кольцо так, что получается как бы зонт или гриб с отверстием в центре. Если в верхней части через несколько отверстий с большой скоростью выбрасывать газовые струи, то они, обтекая выпуклую поверхность и срываясь с нижнего края, создают пониженное давление над зонтом. В результате на зонте возникает подъемная сила, направленная вверх (см. 4-ю стр. обложки).

Возможны и другие применения эффекта Коанда, в частности сообщалось, что румынские инженеры пробуют использовать этот эффект для торможения самолетов при посадке и для глушения шума реактивных двигателей...

Изучение открытого им эффекта, ви-* димо, очень увлекло Анри Коанда. Но едва ли это увлечение было единственной причиной, побудившей его прекратить работы над своим реактивным самолетом. К своим 24 годам молодой конструктор имел уже немалый инженерный опыт. По окончании в 1903 году военной школы в Бухаресте он учился в Льежском университете, в Институте электротехники в Мокте-фьоре, в Высшей школе аэронавтики в Париже. Его первые аэродинамические работы привлекают внимание специалистов. При поддержке Эйфеля ои сооружает подвижной аэродинамический стенд, буксируемый паровозом. Именно на нем он испытал крылья, фюзеляж и остальные узлы своего реактивного самолета. Словом, он был достаточно опытен, чтобы понять: время реактивной авиации еще не наступило. Коанда начал проектировать обычные винтовые самолеты и был одно время главным инженером авиационной фирмы в Англии. Сам он никогда, видимо, не возвращался к своей идее, но она, однако, не была забыта...

В 1910 и даже в 1930 годах бензиновый мотор был самым легким тепловым двигателем, и его достоинства помешали некоторым конструкторам вовремя оценить газовую турбину (она была тогда очень неэкономичной). Например, итальянец Кампинн несколько лет потратил на создание реактивного самолета с мотокомпрессорным двигателем в 900 л. с. В 1940 году самолет «Капрони-Кампини» совершил первый полет. Но увы, результаты оказались хуже, чем у обычных винтомоторных самолетов: скорость его достигала всего 375 км/час.

О разработке мотокомпрессорного двигателя Коанда сложилось мнение как о явно ошибочном направлении...

О мотокомпрессорных двигателях забыли еще на 20 лет. Но вот недавно в печати появились сообщения о том, что вентилятор или компрессор с легким поршневым двигателем может оказаться выгодным при скоростях полета около 400 км/час. Этот вывод нетрудно объяснить: современный поршневой двигатель стал в несколько раз легче, чем двигатели 1910-х годов.

Так что не исключено: мы можем оказаться свидетелями возрождения схемы, от которой 55 лет назад отказался сам Коанда.

13