ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Птицы и ветер из "Полёт птиц как основа искусства летать " Для этого представим себе на рис. 30, что две поверхности одинаковой величины, из которых верхняя имеет плоское поперечное сечение, а нижпяя — вогнутое, подвержены действию равномерного горизонтального воздушного потока. Будут ли поверхности двигаться в спокойном воздухе, или будет двигаться сам воздух с той же скоростью по отнощению к покоящейся поверхности, по существу, это сопровождается одинаковыми действиями сопротивления воздуха. Здесь предположено, что двигается воздух для того, чтобы лучше изобразить пути частиц воздуха и составить себе более ясное представление о том, что происходит при этом в воздухе. [c.89] Обе поверхности имеют одинаковую величину и одинаковое наклонение, причем для вогнутой поверхности направление дается хордой, стягивающей дугу поперечного сечения. [c.89] С первого раза видно, что явления, происходящие в воздухе, будут различны в обоих этих случаях, а следовательно, и сопротивление воздуха будет иметь различный характер, хотя бы вогнутость поверхности была весьма слабая. [c.89] В обоих случаях воздух, обтекающий поверхности, должен получить ускорение в направлении книзу, потому что воздух, ударяющий в поверхности снизу, должен пройти далее, а воздух, обтекающий поверхности сверху, должен неизбежно заполнить наклонное пространство сверху поверхностей. Но явления, происходящие при этом в воздухе, будут в обоих случаях различными. [c.90] Отклонение воздушного потока около плоской поверхности будет происходить, главным образом, у переднего ребра и притом внезапно. Нри этом получается удар, который дает начало происхождения различным вихрям. [c.90] Уже из этого одного, на основании общих законов механики, следует заключить, что неизбежно должно произойти уменьшение действия силы, потому что затраты на побочные действия являются потерей для главного. Главное же ожидаемое действие будет давление на поверхность, направленное кверху, по возможности вертикально и возможно большей величины, а это, в свою очередь, может быть достигнуто лишь тем, что поверхность, не ударяя в воздух, доставит его частицам возможно большее, вертикально вниз направленное, ускорение. Происходящие же колебания имеют круговое движение, и, следовательно, ускорения их имеют направления во все стороны из них только небольшая часть пойдет на поднятие, тогда как остальные должно считать для этой цели потерянными. [c.90] Как показано на рис. 30, воздушный поток, ударившись о плоскую поверхность, приводится ею в беспорядок. Даже и позади поверхности происходят вихревые и неправильные движения в воздухе, которые только мало-помалу, вследствие трения, теряют приобретенную ими живую силу, направленную не в горизонтальном направлении, или, выражаясь иначе, превращаются в теплоту трения. [c.90] Поэтому большая часть плоской поверхности заставит воздух обтекать возле себя без всякой пользы, тогда как передняя ее часть, вследствие неизбежного удара, может действовать недостаточно выгодно. [c.91] Совсем другие явления происходят при вогнутой поверхности. Ударяющий об нее воздух будет лишь весьма постепенно отклоняться от своего горизонтального направления и стекать книзу. Воздух приобретает скорость, направленную книзу, лищь мало-помалу, и притом почти не производя удара. [c.91] Уже отсюда видно, что только слабо вогнутые и гладкие поверхности, в особенности если направление ветра будет совпадать с касательной к переднему ребру, заставляют обтекающий воздух двигаться со скоростью, направленной книзу, по возможности, без образования вихревых движений и притом по направлению, совпадающему с касательной к конечному элементу поверхности. Уже это совпадение направления с касательными дает преимущество вогнутым поверхностям. [c.91] Теоретически равномерное ускорение книзу должно получиться при параболически вогнутой поверхности. Хотя подобные пологие дуги параболы и окружности весьма сходны между собой, но все же нельзя считать доказанным, что поперечные сечения крыльев птиц имеют форму параболы. [c.91] Часть живой силы частиц воздуха, направленная книзу, по оставлении ими поверхности дает меру для определения давления на поверхность снизу. Воздух покидает вогнутую поверхность сравнительно правильно двигающейся массой и, вследствие сообщенной ей значительной живой силы, направленной книзу, идет вниз значительно дальше итак, имеет место является вертикальное движение воздуха на значительно большем протяжении, нежели проекция поверхности по направлению ветра. [c.91] В этом-то, главным образом, и различаются между собой обе поверхности, и здесь-то и кроется важнейшее различие в полученном сопротивлении воздуха. [c.92] В то время как плоская поверхность производит множество колебательных движений с незначительным вертикальным движением, соответствующая вогнутая поверхность вызывает колебательное движение волн в воздухе с возможно большой вертикальной составляющего движения. [c.92] Подъемное действие находится в прямой пропорциональности этого волнового движения, и чем отчетливее это волновое движение в вертикальном направлении, тем полнее будет и подъемное действие на кривую поверхность, вызывающую эти волны, так как наибольшему действию соответствует и наибольшее противодействие. [c.92] Мы должны стремиться к тому чтобы, по возможности, избегать ударов и вихревых движений при поступательном полете плоская форма крыльев совершенно непригодна для этой цели. Из этого вообще следует, что с воздухом, который должен с выгодой давать опору при полете, вообще обращаются слишком грубо. Для того чтобы воздух мог поднять нас при развитии незначительной механической работы, он не должен быть развиваем, изгибаем и ломаем плоскими поверхностями, но он должен быть, по возможности, плавно отклоняем от своего положения, и это движение должно быть произведено при помощи правильно изогнутых поверхностей. [c.92] протекающий под нашими крыльями, не должен ударять о плоские поверхности, но должен встречать такие, которые он мог бы плавно обтекать, и тогда, хотя и постепенно, все же он отдаст свою живую силу на образование в возможно полной степени подъемной силы при возможно незначительной задерживающей. [c.92] Но плоские и вогнутые поверхности различаются между собой и с других точек зрения. Вогнутая поверхность отклоняет протекающий воздух если и не вполне так плавно, как это показано на рис. 30, то все же заставляет описывать дуги. Предшествовавшее прямолинейное движение воздушного потока превращается приблизительно в круговое, и притом как под поверхностью, так и над ней. [c.93] Это криволинейное движение частиц воздуха соответствует вполне определенной центробежной силе, с которой те частицы воздуха, которые двигаются под поверхностью, надавливают на нее снизу, между тем как те частицы, которые двигаются сверху, стремятся удалиться от нее и производят всасывающее действие, направленное также кверху. Центробежная сила воздуха, обтекающего кривую поверхность, действует, следовательно, с обеих ее сторон в качестве подъемной силы, и если принять действительно измеренное сопротивление воздуха как результат центробежной силы, то и тогда вычисления дают результат, совпадающий с нашим представлением. В чем действие центробежной силы вполне совпадает с законами сопротивлеьжя воздуха, так это в том, что оно возрастает пропорционально квадрату скорости. [c.93] Упомянутый в предыдущем разделе способ исследования сопротивления воздуха при помощи слуха легко применяется и для определения влияния на сопротивление очертания периметра испытуемых поверхностей, и действительно, он дал нам первый толчок к тому, чтобы обратить наше внимание на это обстоятельство. [c.94] Вернуться к основной статье