ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Постановка экспериментальных исследований по гидродинамике и аэродинамике из "Гидроаэромеханика " Модель судна, изготовляемая обычно из парафина, прикрепляется к тележке, установленной на рельсах над каналом. Затем тележка приводится в движение вдоль канала с той или иной скоростью. Движущаяся тележка буксирует за собой модель, причем возникает определенное сопротивление, измеряемое при помощи специального прибора. Гидродинамический канал должен быть достаточно широким и глубоким, так как в противном случае на результаты измерений будут сильно влиять возмущения, обусловленные близостью стенок. При более точной постановке опытов делаются самоходные модели судов, приводимые в движение винтами. [c.335] При исследовании моделей судов особое значение имеет сохранение подобия волн, вызываемых движением модели и судна в натуре. Для этой цели скорости движения модели и судна в натуре должны относиться друг к другу как корни квадратные из длин модели и судна в натуре (так называемый закон подобия Фруда-, согласно 13 гл. III длины волн пропорциональны длинам модели и судна в натуре). Одновременное соблюдение подобия в отношении трения невозможно, так как для этого необходимо, чтобы для обоих движений были одинаковы числа Рейнольдса, что несовместимо с соблюдением закона подобия в отношении волн. Поэтому от соблюдения подобия в отношении трения при испытании моделей судов приходится отказываться. Для того чтобы обусловленные этим ошибки были малы, применяются возможно большие по размерам модели. [c.335] При продувке в аэродинамической трубе, в отличие от случая буксировки в гидродинамическом канале, не существует правила, устанавливающего связь между скоростью и масштабом модели. Строго говоря, следовало бы соблюдать равенство чисел Рейнольдса для модели и тела в натуре. Однако почти во всех случаях это невозможно. В самом деле, если модель в 10 раз меньше тела в натуре, то ее надо было бы продувать со скоростью в 10 раз большей, чем в натуре. Не говоря уже о том, что такие скорости обычно вообще недостижимы, их осуществление привело бы в область сжимаемых потоков (см. гл. IV), для которых критерий подобия совсем иной, чем для сжимаемых потоков. Поэтому и в аэродинамических трубах приходится отказываться от точного соблюдения подобия в отношении трения. [c.339] В настоящее время для измерения скорости воздушных потоков применяются также термоанемометры, представляющие собой кусок проволоки, нагреваемой электрическим током. Принцип действия термоанемометра основан на изменении электрического сопротивления проволоки в зависимости от температуры. Набегающий поток воздуха охлаждает накаленную проволоку и тем самым изменяет ее электрическое сопротивление. Измерение скорости при помощи термоанемометра возможно двумя способами при первом способе температура проволоки при помощи регулируемого сопротивления поддерживается на постоянном уровне, и измеряется расход электрической энергии, возмещающий потерю тепла для тонких проволок этот расход приблизительно пропорционален корню третьей степени из скорости при втором способе наблюдение ведется при постоянной силе тока и падающей температуре проволоки, причем зависимость между сопротивлением проволоки и скоростью воздуха устанавливается путем тарировки. Электрический способ особенно пригоден для измерения малых скоростей воздуха, когда другие способы неприменимы. Кроме того, электрический способ позволяет легко производить измерения скорости воздуха в непосредственной близости от поверхности обтекаемых тел . При применении весьма тонких проволок можно проследить явления, очень быстро протекающие во времени . Таким путем в недавнее время были детально изучены свойства турбулентных пульсаций (см. 5, п. g). Для техники экспериментирования в аэродинамических трубах особое значение имеют работы Драйдена и его сотрудников . [c.341] В тех случаях, когда достаточно определить направление потока в плоскости, можно пользоваться цилиндрической трубкой (рис. 206) с тремя отверстиями а, Ь, с, соответствующими одноименным отверстиям шаровой трубки . Наконец, для измерении в сильно турбулентных потоках можно применять трубку только с одним отверстием, правда, выполняя три отсчета для определенных положений трубки при этом одновременно получаются данные, позволяющие судить о степени турбулентности . [c.343] Модель подвешивается на трех проволоках I, II, III (рис. 207), из которых первая направлена горизонтально вперед, а две другие — вертикально вверх. Другие концы проволок прикреплены к рычагам весов. Первая проволока передает на весы лобовое сопротивление, а вторая и третья вместе — подъемную силу. Отношение показаний вторых и третьих весов позволяет определить положение результирующей аэродинамической силы. Грузы, подвешенные к проволокам, необходимы для того, чтобы создать предварительное натяжение проволок. Модель обычно подвешивается в перевернутом положении, как это изображено на рис. 207 иначе подъемная сила не натягивала бы проволоки, а, наоборот, разгружала их. Измерение ведется следующим образом. Предварительно, до начала продувки, все весы уравновешиваются. Затем, после того как создается поток воздуха определенной скорости, отсчитываются величины грузов, уравновешивающих возникшие силы. [c.344] Для случая, когда р = следовательно, г/ = О, эта формула, как нетрудно убедиться, дает результат, полученный на стр. 320 в связи с подсчетом тяги ветряка. [c.346] Рассмотренный способ с успехом применяется при продувке в аэродинамических трубах для определения профильного сопротивления крыльев (отдельно от индуктивного сопротивления ). Шренк воспользовался этим способом также для определения профильного сопротивления настоящего самолета в полете. [c.346] Вернуться к основной статье