You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
Энцикло педия пи лота<br />
газы в той или иной степени вязки и сопротивляются<br />
течению, хотя иногда это сопротивление не заметно<br />
для внешнего наблюдателя. Воздух - пример газообразной<br />
среды, чью вязкость невозможно увидеть.<br />
Поскольку воздух обладает вязкостью, он до некоторой<br />
степени сопротивляется свободному течению. В<br />
случае вращающегося цилиндра , поrружённоrо в жидкую<br />
или газообразную среду (масло, вода или воздух) ,<br />
жидкость или газ будут оказывать сопротивление потоку,<br />
огибающему поверхность цилиндра .<br />
Существует разница между потоками жидкости, обтекающими<br />
вращающийся и неподвижный цили ндры.<br />
Молекулы на поверхности вращающегося цилиндра<br />
неподвижны относительно цилиндра; они движутся<br />
вместе с цилиндром (например, по часовой стрелке) .<br />
Благодаря вязкости, они увлекают за собой молекулы,<br />
находящиеся выше, что вызывает ускорение по <br />
тока в направлении вращения цилиндра (по часовой<br />
стрелке) . Заменив жидкость воздухом, мы увидим, что<br />
поток воздуха над цилиндром будет иметь более высокую<br />
скорость , поскольку большее количество молекул<br />
Трение<br />
воздуха будут двигаться в направлении вращения (по<br />
часовой стрелке).<br />
Трение является вторым фактором, который влияет на<br />
поведение жидкости или газа, обтекающих вращающийся<br />
цилиндр . Трение - это сопротивление, которое<br />
испыты вает одна поверхность (или объект) при пере <br />
мещении относительно другой поверхности (или объекта)<br />
. Трение также возникает между жидкостью или<br />
газом и поверхностью, которую они обтекают.<br />
Если поместить одинаковые жидкости на идентичные<br />
наклонные поверхности , эти жидкости будут течь<br />
с одной и той же скоростью. Но если покрыть одну из<br />
поверхностей каменной крошкой, жидкость на ней<br />
Враща ющийся ци л и ндр в движущей с я жидкости<br />
Если цилиндр вращается в движущейся жидкос т и, ско <br />
рость потока увеличивается в направлении вращения<br />
цилиндра (рис. 3-3С). При увеличении скорости движения<br />
жидкости общая интенсивность потока также<br />
увеличивается.<br />
Разница в скоростях ра зличн ых областей потока<br />
максимальна в точках , которые расположены на ли <br />
нии , перпендикулярной направлению относительного<br />
движения между цилиндром и потоком.<br />
Кроме того,<br />
будет вести себя совсем не так, как на гладкой поверхности<br />
. Шероховатая поверхность будет препятствовать<br />
как пока з ано на рис .<br />
3-4, существует так называемая<br />
потоку жидкости из-за поверхностного сопротивления<br />
(трения). Важно помнить, что все поверхности, насколько<br />
бы ровными они ни выглядели, не являются<br />
точка застоя (точка А), где воздушный поток ст алкива <br />
ется с аэродинамической поверхностью (набегает на<br />
неё) и разделяется на два потока: первый движется над<br />
абсолютно гладкими и в<br />
аэродинамической поверхностью , второй - под ней.<br />
определённой степени препятствуют<br />
потоку жидкости или газа. Поверхность<br />
вращающегося цилиндра и обе поверхности крыла<br />
Другая точка застоя - точка В, в которой два воздушных<br />
потока снова объединяются и<br />
содержат шероховатости (пусть даже на мик р оскопическом<br />
уровне), и это создаёт сопротивление обтекающему<br />
их потоку. Трение обшивки (иначе называемое<br />
аэродинамическим сопротивлением) вызывает<br />
снижение ско р ости воздушного потока на поверхности<br />
крыла.<br />
При движении по какой-либо поверхнос1:J:!,J','1Олекулы<br />
жидкости или г аза прилипают (пристают, приклеиваются)<br />
к поверхности. В качестве примера поместим<br />
вращающийся цилиндр в неподвижную жидкость.<br />
В этом случае:<br />
1. Когда цилиндр вращается, частицы жидкости<br />
вблизи его поверхности сопротивляются движению,<br />
и их относительная скорость близка к нулевой .<br />
Их движению препятствует шероховатость поверхности<br />
цилиндра.<br />
2. В силу вязкости жидкости молекулы на поверхности<br />
цилиндра увлекают (или тянут) обтекающий<br />
поверхность поток в направлении вращении. Это происходит<br />
из-за молекулярного сцепления между частида:ми<br />
ЖИДНDСТИ.<br />
продолжают движение<br />
с одинаковой скоростью . Если смотрет ь с торца<br />
аэродинамической поверхности , перед ней по т ок под <br />
нимается, а позади - опускается.<br />
Как видно на рис . 3-4, скорость потока максимальна<br />
над аэродинамической поверхностью и минимальна<br />
под ней. П оскольку эти скорости непосредственно свя <br />
заны с обтекаемым объектом (в данном случае, с аэродинамической<br />
поверхностью) , их называют местными<br />
скоростями. Этот принцип полностью применим к<br />
крылу или другим подъёмным поверхностям. Разница<br />
скоростей потока над крылом и под ним приводит к<br />
то му, что давление на нижнюю поверхность крыла оказывается<br />
выше, чем на верхнюю.<br />
В результате возникает область низкого давления,<br />
создающая направленную вверх силу, которая влияет<br />
на траекторию вращающегося объект а. Это физическое<br />
явление известно как эффект Магнуса. В 1904 году<br />
выдающийся русский физик Николай Жуковский<br />
предложил формулу для расчёта подъёмной силы,<br />
действующей на тело, которое обтекает поток жидкости<br />
ИJJИ газа [теорема Жуковского). Согласно теореме<br />
58
Change language