PNBondarenko

Экранный эффект на примере устройства экраноплана.

Экраноплан - летательный аппарат, предназначенный для полёта вблизи поверхности Земли с использованием эффекта экрана. Но зачем нужны экранопланы, если есть самолеты? В чем заключается эффект экрана и как можно использовать его свойства? Это я собираюсь выяснить в своем исследовании, рассмотрев строение экраноплана.

Год реализации исследования: 

Материалы по проекту

Comments

Тема экранопланов, выбранная автором для исследования, достаточно дискуссионная, поэтому интересна. Видно, что автор честно попыталась вникнуть в суть явления аэродинамической подъемной силы, и кое-в-чем разобралась. Тем не менее, на данный момент еще есть над чем работать. В связи с чем хотелось бы отметить моменты, которым следует уделить внимание.
Автор реферата, сравнивая модели Бернулли и Ньютона, считает последнюю в большей степени приближенной к реальности. Основания для такого вывода более чем спорны, по крайней мере, автор их не приводит. Совершенно непонятно, почему утверждение о различии скоростей воздушного потока под и над крылом, автор считает ошибочным, тем более что в следующем же предложении это различие все-таки признается: «Скорость верхнего потока действительно больше, что доказано экспериментально, но это не причина возникновения подъемной силы, а следствие разницы давлений по обеим сторонам крыла». Ну то есть, проще говоря, причиной ускорения является сила. С этим никто и не спорит. Тем не менее, уравнение Бернулли вполне можно использовать для определения равнодействующей подъемной силы, поскольку оно связывает статическое давление со скоростью обтекания профиля, с этим тоже трудно поспорить. Тогда на каком основании оно объявляется непригодным?
Далее стоит повнимательней присмотреться к модели Ньютона. В «модели отражения» (назовем ее так) совершенно опускается из виду целый ряд обстоятельств:
1. Никак не учитывается роль воздуха верхней части крыла (который не набегает и не отражается), а ведь он оказывает давление.
2. Образно говоря, молекулы воздуха — это не горох; они движутся хаотично, причем при дозвуковых скоростях хаотичная (тепловая) составляющая превосходит упорядоченную (скорость потока).
3. (Данный пункт как-то связан с предыдущим, но, в целях наглядности, лучше сформулировать его отдельно.) Совершенно не ясно, насколько упругим является удар воздушного потока о поверхность крыла. Ясно, что он не будет абсолютно упругим (молекулы — не горох). Но и полностью неупругим он тоже не будет, поскольку отдельно взятые молекулы могут отражаться от крыла все-таки упруго.
С учетом сформулированных пунктов наиболее адекватной доработкой «модели отражения», на наш взгляд, представляется модель частично упругого отражения (пп. 2 и 3) от крыла части воздушного потока (п. 1). Но каков коэффициент упругости, и какую часть воздуха надо «отразить»? Соответствующие коэффициенты необходимо подбирать, судя по всему эмпирически. Ну и, наконец, «модель отражения» похоже, заходит в тупик при попытке объяснить подъемную силу, возникающую на нулевом угле атаки. Это возможно сделать только в рамках модели Бернулли.
Слабым местом модели Бернулли было то, что она давала слишком малую величину подъемной силы, по сравнению с той, что возникала в действительности. Данный недостаток блестяще устранил наш знаменитый соотечественник Н.Е. Жуковский, выдвинув гипотезу о так называемых присоединенных вихрях, образующихся вокруг крыла, в связи с образованием противоположно направленных вихрей позади крыла. Это обеспечивает дополнительную разность скоростей потоков и объясняет недостающую подъемную силу. Модель Бернулли объясняет также возникновение подъемной силы вокруг симметричного крыла и даже полет «вверх ногами», поскольку при ненулевом угле атаки, даже при симметричном профиле, пути обтекания сверху и снизу профиля будут отличаться друг от друга — это прекрасно видно на многочисленных иллюстрациях.
«На основе вышеперечисленных аргументов» (то есть в тексте реферата) автор формулирует некую эклектичную модель, в которой просматриваются черты как модели отражения, так и модели Бернулли, но непонятно, рассматриваются они как два независимых фактора или как-то иначе. В то же время ясно, что каждая из этих моделей претендует на то, чтобы быть не одним из факторов, а дать «исчерпывающее» объяснение (слово закавычено, поскольку коэффициент подъемной силы в обоих случаях не будет определен в рамках чисто аналитического рассмотрения).
Думается, перечисленные недостатки автор может устранить, если у нее будет на то желание и время. Рекомендую посмотреть следующие видео, здесь все изложено довольно наглядно и вместе с тем конкретно:
https://www.youtube.com/watch?v=35sCV8VOE8c
https://www.youtube.com/watch?v=POXjCXLH458

Pages