241

Факты из аэродинамики 7. Кривые Жуковского.

Факты из аэродинамики 7. Кривые Жуковского. Летчик, Самолет, Авиация, Наука, Аэродинамика, Длиннопост

Аэродинамика тесно связана с графиками и прочими зависимостями. Сегодня хочу рассмотреть один из таких графиков и, заодно, прославить русского физика, Николая Егоровича Жуковского (1847-1921г). Чтобы народ не заскучал, добавлю разных фото и рисунков.

А что, собственно, за кривые такие? Для начала надо рассказать про условия горизонтального полета. Установившийся горизонтальный полет (УГП) -- это полет, при котором сумма всех сил и моментов равна нулю. Скорость постоянная, высота тоже. Подъемной силе (Y, вверх) противостоит масса (G, вних), тягу (P, вперед) уравновешивает сопротивление (X, назад).

Факты из аэродинамики 7. Кривые Жуковского. Летчик, Самолет, Авиация, Наука, Аэродинамика, Длиннопост

Николай Егорович, более ста лет назад, описал условие установившегося горизонтального полета через зависимость тяги, сопротивления и скорости. Этими графиками пользуются до сих пор и будут пользоваться всегда. Дальше будет понятнее.

Начнем с тяги. Тут все просто: с увеличением скорости, тяга будет немного уменьшаться. С увеличением высоты, за счет уменьшения плотности воздуха, тяга будет уменьшаться. Рисуем график (величины условные):

Факты из аэродинамики 7. Кривые Жуковского. Летчик, Самолет, Авиация, Наука, Аэродинамика, Длиннопост

Это называется "располагаемой тягой", то, что мы имеем в кармане, чем мы можем пользоваться. При уменьшении оборотов -- линия тяги будет смешаться вниз, как при увеличении высоты.

Теперь рассммотрим сопротивление. Итоговое сопротивление (Х) складывается из двух: индуктивное (Xi) и безындуктивное (Х0).

Безындуктивное -- это банальное лобовое сопротивление. Как у кирпича, ничего необычного. С ростом скорости будет увеличиваться.

Факты из аэродинамики 7. Кривые Жуковского. Летчик, Самолет, Авиация, Наука, Аэродинамика, Длиннопост

Индуктивное -- возникает вместе с подъемной силой. За счет перетеканий потоков воздуха, разницы давлений и вот этого всего. С ростом скорости будет УМЕНЬШАТЬСЯ, так как на больших скоростях подъемная сила нужна меньше. По формулам все выводится, только это нифига никому неинтересно.

Факты из аэродинамики 7. Кривые Жуковского. Летчик, Самолет, Авиация, Наука, Аэродинамика, Длиннопост

Изображаем оба сопротивления на одном графике, затем суммируем две линии (к одной из них прибавляем величину другой)

Факты из аэродинамики 7. Кривые Жуковского. Летчик, Самолет, Авиация, Наука, Аэродинамика, Длиннопост

Та-дам! Получилось общее сопротивление. Оно же "потребная [для УГП] тяга". Рисуем сюда тягу располагаемую и получаем классические кривые Жуковского!

Факты из аэродинамики 7. Кривые Жуковского. Летчик, Самолет, Авиация, Наука, Аэродинамика, Длиннопост

Ну и че, да? Теперь анализируем. Там, где две линии пересеклись -- горизонтальный полет при данных условиях. Погодите-ка, а почему при одной и той же тяги две разные скорости??? А это называется "первые" и "вторые" режимы полета.

Точка, что правее -- это первые режимы полета. Все самолеты летают на этих режимах, никаких проблем нет. Если появился скачок скорости (порыв ветра, ещё что-нибудь), появляется нарушается равновесие P=X и все возвращается в исходное положение. Это устойчивый режим.

Факты из аэродинамики 7. Кривые Жуковского. Летчик, Самолет, Авиация, Наука, Аэродинамика, Длиннопост

Левое пересечение графиков (наглядно есть только на предыдущем рисунке где высота 11тыс м) показывает "вторые режимы". А что там с устойчивостью?

Факты из аэродинамики 7. Кривые Жуковского. Летчик, Самолет, Авиация, Наука, Аэродинамика, Длиннопост

Любое изменение скорости приводит к еще большему изменению V. Если скорость уменьшилась, она будет ещетстремительнее уменьшаться и самолет начнет сваливаться, опускать нос, терять высоту. При увеличении скорости появится запас тяги, который уведет самолет со вторых режимов на устойчивый первый режим. Полет на втором режиме практически невозможен, а увидеть его вживую можно на выступлениях: чтобы удержать самолет в полете на малой скорости необходимо постоянно изменять тягу двигателя, балансируя на нужной скорости полета. Замечу, что некоторые истребители заходят на посадку на вторых режимах.

Факты из аэродинамики 7. Кривые Жуковского. Летчик, Самолет, Авиация, Наука, Аэродинамика, Длиннопост

А что еще можно увидеть на кривых Жуковского? Существует определенная скорость, при которой сопротивление будет минимальным. Полет на этой скорости требует минимальной тяги, что означает минимальный расход топлива. Самый экономный режим полета. Поэтому эта скорость называется наивыгоднейшей (Vнв). Это скорость максимальной продолжительности полета.

Факты из аэродинамики 7. Кривые Жуковского. Летчик, Самолет, Авиация, Наука, Аэродинамика, Длиннопост
Факты из аэродинамики 7. Кривые Жуковского. Летчик, Самолет, Авиация, Наука, Аэродинамика, Длиннопост

Если провести касательную из начала координат к линии потребных тяг, получим точку, правее Vнв. В этой точке будет самое оптимальное соотношение тяги к сопротивлению, что даст нам скорость максимальной дальности полета, крейсерскую скорость (Vкр).

Факты из аэродинамики 7. Кривые Жуковского. Летчик, Самолет, Авиация, Наука, Аэродинамика, Длиннопост

Фига се, как много информации из двух кривых! А есть еще что? Есть. Помните, в самом начале сказал, что с высотой тяга уменьшается? (первый рисунок) Так вот, на определённой высоте графики пересекутся в одной единственной точке. При этой высоте будет достигнут теоритический потолок. На практике он не используется (любое движение сгонит самолет с этого потолка), но на бумаге и на расчетах есть. Про потолки однажды позже расскажу.

Факты из аэродинамики 7. Кривые Жуковского. Летчик, Самолет, Авиация, Наука, Аэродинамика, Длиннопост

Напомню, Николай Егорович Жуковский дошел до этих графиков, описал их еще на заре авиации, начав свои научные труды еще два века назад. Он считается одним из основателей аэродинамических наук.

Факты из аэродинамики 7. Кривые Жуковского. Летчик, Самолет, Авиация, Наука, Аэродинамика, Длиннопост

И помните, друзья: "Самолет-величайшее творение разума и рук человеческих,он не подвластен никаким авторитетам,кроме лиц,знающих и уважающих летные законы"(Н.Е.Жуковский)

Найдены дубликаты

+3

для далекого от аэродинамики человека(меня) пилите пост про сверсзвуковые скорости, насколько знаю, там эти кривые работают не так.

раскрыть ветку 4
+2
Там, на сверхзвуке еще один запас тяги появляется из-за того, что после преодоления сопротивление немного уменьшится
раскрыть ветку 3
+1

не надо халтурить, пилите пост )), я не из физики, а из истории знаю, что сверхзвук тормознул развитие авиации

раскрыть ветку 2
+2
Пост хороший, только подъемная сила уравновешивается весом, а не массой)
раскрыть ветку 1
+1

Ну раз начали занудсвовать, то не весом, а силой тяжести (mg), которая равна весу только в состоянии покоя. В полете вес это сила тяжести - подъемная сила, соответственно в состоянии устойчивого полета весь самолёта будет равен 0, что есть невесомость, т.е. Отсутствие веса. Хотя и это не совсем верно, поскольку зависит от того, что мы считаем опорой, если считать опорой поверхность земли, то вес самолёта на любой стадии полета будет нулевым.

Zanuda mod off.

+1
Очень крутые посты! Пилите дальше. Вклад в популяризацию аэродинамики колоссальный
раскрыть ветку 2
0
Спасибо))
Жаль, что именно кривые Жуковского не вышли в горячее :(
раскрыть ветку 1
0

может время постинга не удачное, любители котиков свежее фильтровали)

+1
Спасибо за пост
+1

Почему безындуктивная не проходит через 0 уже спрашивали?

раскрыть ветку 1
0
Хм... Заметил ещё кое что: индуктивное сопротивление может быть нулём пои нулевом значении коэф подъемной силы

А безындуктивное не может быть нулем из-за трения об воздух
+1
Сам ЭРТОСник, но читать твои статьи интересно. Для полноты картины
+1

Кашалот лыбится у поверхности воды

Иллюстрация к комментарию
+1

Анализируем, анализируем, кончили анализировать.

0
Любит ТС букву В.
0

Как там говорил Феррари, про аэродинамику и моторы?)))

0
Дайте плиз ссылки на предыдущие части, а то некоторые пропустил😟
раскрыть ветку 1
0
Зайди на мой профиль, поищи в постах. В основном, про авиацию пишу
-10

"БезЫндуктивное" - после этого перестал читать.

Нет доверия к человеку, который вещает какую-то умнину с ТАКИМИ ошибками.

Как самому-то глаза не режет?

раскрыть ветку 11
+2
Когда хотел поумничать, но в итоге в лужу пернул.
+2
раскрыть ветку 3
0
Ему в евоной фселенной безЫнтересно
раскрыть ветку 2
+2

Ох уж эти технари, да как они смеют ошибиться в стенах текста!?

раскрыть ветку 2
+5
Я не ошибся, прошу загуглить. По этому же правилу пишется "безынтересно" и прочие слова, где после русской приставки присоединяется корень на "и"
раскрыть ветку 1
+1
Хорошо, что перестал. Нам (не филологам) больше достанется.
раскрыть ветку 2
0
Погоди-погоди, а как правильно? Безиндуктивное? А безынтересный тебя не смущает?
раскрыть ветку 1
ещё комментарии
Похожие посты
Возможно, вас заинтересуют другие посты по тегам: