Техника - молодёжи 1971-08, страница 40

Рис. Б. С о п и н а

газ, находящийся в непосредствен ной близости к телу, притормаживается. Его скорость равна нулю в местах контакта частичек с цилиндром. Сказывается вязкость среды. Если поверхность вращается и направление движения участка тела совладает с направлением струи, пограничный слой как бы ускоряется, а давление в нем (по закону Бернулли) падает. На противоположной стороне цилиндра происходит обратное: поток замедляется, давление возрастает. Перепад и вызывает появление «таинственной» боковой силы.

В 1924 году австрийский инженер Антон Флеттнер применил вращающиеся цилиндры вместо парусов на небольшом — всего 900 т — судне. Успех превзошел все ожидания.

Этим экспериментом и закончилась попытка практического воплощения аэродинамического явления. Об эффекте Магнуса стали по-

Зависимость аэродинамических коэффициентов от относительной скорости вращения цилиндра (U — окружная скорость цилиндра, V — скорость обдувки).

степенно забывать. Пессимистическое отношение к нему высказал И. Ак-керет, инженер, занимавшийся изучением цилиндров. Слова исследователя взяты эпиграфом к докладу.

Все это и натолкнуло меня на мысль о применении цилиндров в дирижаблестроении. Ведь такую же форму можно придать центральной части воздушного корабля. Представьте себе: дирижабль висит над посадочной площадкой. Надо его приземлить. Пилот включает двигатели, приводящие во вращение ци-линдрообраэную часть корпуса. Ветер, пусть даже несильный, сыграет роль потока в аэродинамической трубе. Направление вращения таково, что боковая сила действует вниз и заставляет аппарат снижаться. Чтобы машина не взмыла в небо, ее удерживают мощные грунтозацелы. Если же площадка бетонированная, помогут электрокары, груженные балластом. Они подъезжают к стойкам шасси и, прикрепленные к ним, препятствуют самопроизвольному взлету дирижабля.

Можно, задавшись исходными дан

НАПЯВЛЕНИЕ И СКОРОСТЬ

СИМ, СНИЖАЮЩАЯ ДИРИЖАБЛЬ

ными такой гипотетическои машины, рассчитать некоторые ее параметры. По ним легче судить, насколько реален проект. Очень важное обстоятельство — какой силы нужен ветер, чтобы эффект Магнуса проявился в заметной мере.

При Д=20 м (что соответствует объему дирижабля 24 ООО м⁸) потребная скорость ветра не превышает 4 м/сек — обычный ветер в «среднюю» погоду. Любопытно напомнить, что судно Флеттнера рассчитывалось на скорость ветра в 10—12 м/сек.

Есть одно «попутное» явление, связанное с вращением центральной части, — чисто механическое, — реактивный момент. Корпус будет стремиться к вращению в противоположную сторону. Этого, конечно, допустить нельзя. Я проделал прикидоч-ные расчеты. Выходит, что если винтомоторная установка расположена в хвосте дирижабля, то можно противодействовать тенденции к повороту корпуса реактивным моментом пропеллеров. Резерв для уравновешивания есть и в распределении основных масс машины.

Чтобы облегчить управление кораблем при посадке, ротор можно разделить на три-четы-ре цилиндра с независимым приводом. Если «задрался» нос, пилот изменяет скорость вращения какой-либо одной секции —- появляется дополнительная аэродинамическая сила, машина выравнивается.

Все эти усовершенствования — дело проектировщиков. Моя задача была скромнее — попытаться приложить эффект Магнуса к дирижаблям, обосновать выбор схемы, просчитать основные характеристики гипотетической машины.

Реактивный момент ротора — вращающейся части дирижабля — можно уравновесить тягой вспомогательных реактивных двигателей, установленных на корпусе воздушного корабля.

40