Юный техник 1975-06, страница 69
КОГДА ЖЕ В ПОЛЕТ? Первые модели махолетов создавались уже лет тридцать назад. Напоминая маленьких механических птичек, они неплохо летали. Но как только от модели конструктор переходил к конструкции, способной, по расчетам, поднять человека, его ждала неудача. Почему? Чтобы ответить на этот вопрос, проделаем небольшой экскурс в теорию. В авиации для перехода от модели-прототипа к натурному объекту введен специальный критерий. названный критерием подобия,— число Рейнольдса (Re)1. Оно не имеет размерности и выражает некое аэродинамическое качество. Попробуем-ка сопоставить числа Рейнольдса для планеров, самолетов и некоторых летающих существ. Вот какие сведения приводятся в книге Ф. Шмитца «Аэродинамика малых скоростей»: Транспортные самолеты ..........3 107 Спортивные само-. леты............1-Ю7 Планеры при V шах 3-106 Планеры при V min 6 105 Кордовые модели 1,2 105—3,2 -105; Средние моторные и большие безмоторные модели . 3-104—1 -105 Маленькие летающие модели. . 1,5-104—6-104 Комнатные модели . 5-103—3-104 Парящий альбатрос . 2-Ю5 Чайка............МО5 Бабочка в плани-. рующем полете . 3-103—7 103 1 Математически это число выра-Vb жается формулой: Re = —, где V — скорость крыла относительно воздуха, м/с; Ь — характерный размер, на- Прежде чем анализировать эту таблицу, сделаем еше один шаг в теорию. В аэродинамике введен добавочный производный от Re критерий, так называемое критическое число Рейнольдса (Re Кр). Оно характеризует такое состояние воздушного потока, когда ламинарный пограничный слой переходит в турбулентный. Для плоской пластинки, например, Re кр составляет 5 105, а для шара — 4-105. Числа хоть и разные, но одного порядка. Аэродинамические исследования, кроме того, установили, что при переходе через критическое число Рейнольдса (от малых значений к большим) у крыла самолета резко — в несколько раз' — уменьшается коэффициент сопротивления, растет коэффициент подъемной силы. А это очень выгодно. Следовательно, чтобы повысить аэродинамические показатели летательных аппаратов, надо, конструируя их, перешагнуть ReKp. Как видно из таблицы, самолеты и планеры летают именно на закритических числах Re. Даже для моделей мы применяем специальные «завихрители» потока: проволочки, натянутые вдоль кромки крыла. Они создают искусственную шероховатость и повышают летные качества. Но вот что любопытно — птицы и насекомые летают на малых Re. Стало быть, следуя обычной логике, они плохие летуны? Однако все встает на свои места, если предположить, что машущий полет представляет собой более сложное явление, чем пе- пример, хорды крыла; v — кинематическая вязкость воздуха, м2/с. (Для воздуха при температуре 15°С и давлении 760 мм ртутного столба v — 1,45 -10 — 5 м2/с.) 66 |
