Мероприятия для уменьшения лобового сопротивления ненесущих деталей , самолета. Коэффициенты лобового сопротивления некоторых деталей самолета

Ненесущими деталями самолета называются все его внешние части, кроме крыла (крыло называют несущей поверхностью, так как оно поддерживает, несет, в воздухе всю машину).

Ненесущие детали самолета имеют обычно симметричную форму или близкую к ней, причем в полете оси симметрии этих деталей параллельны направлению движения, а если и отклоняются от него, то очень мало. При малом отклонении оси тела от направления движения (потока) симметричность обтекания нарушается мало, и сопротивление увеличивается незначительно. Поэтому без большой ошибки считают, что все ненесущие детали самолета обтекаются в полете симметрично, т. е. испытывают лобовое сопротивление.

Сопротивление ненесущих деталей самолета является вредным сопротивлением, так как оно лишь тормозит движение самолета. На преодоление этого сопротивления затрачивается примерно около половины силы тяги, развиваемой винтомоторной установкой (остальная часть силы тяги идет, как мы узнаем дальше, на преодоление лобового сопротивления крыла). Отсюда понятно стремление современной авиатехники всячески уменьшить лобовое сопротивление ненесущих частей самолета.

Из предыдущего ясно, что наименьшее лобовое сопротивление дают не просто тела симметричной формы, а тела удобообтекаемой симметричной формы. Поэтому именно такую форму и стараются по возможности придать всем ненесущим деталям самолета. С этой целью на те детали самолета, которые нельзя выполнить обтекаемыми, надеваются крышки обтекаемой формы — обтекатели (рис. 84 и 85).

Рис. 84. Обтекатели на ногах шасси и колесах (советский самолет УТ-1)

Рис. 85. Обтекатель на средней части винта (советский самолет ЦКБ-19)

Фюзеляжу придают, конечно, тоже удобообтекаемую форму, но сделать ее вполне совершенной очень трудно; на верхней стороне фюзеляжа неизбежны выступы и вырезы (козырек, кабина), которые порождают срыв струй и вихреобразование, т. е. нарушают плавность обтекания (рис. 86).

Рис 86. Козырек, голова летчика и вырез нарушают плавность обтекания верхней поверхности фюзеляжа

Для улучшения обтекания верхней части фюзеляжа в последние годы часто применяют стеклянный или целлулоидный обтекатель, закрывающий сверху кабину экипажа, так называемый фонарь.

Еще более трудно придать обтекаемую форму передней части фюзеляжа в случае, когда там помещается моторная установка, в особенности, когда мотор звездообразный (рис. 88, I). Для уменьшения лобового сопротивления в этом случае широко применяют в последние годы специальные капоты Тоуненда и NACA (читается: ''Нака'').

Капот Тоуненда, или, как его называют, кольцо Тоуненда, имеет сечение, похожее на профиль крыла; такое кольцо, надетое на мотор (рис. 89), выравнивает возмущенный поток позади мотора (рис. 88, II) и, следовательно, улучшает обтекание, а тем самым и уменьшает лобовое сопротивление. Таков же принцип и капота NACA (рис. 87).

Рис. 88. Обтекание звездообразного мотора без капота и с капотом (кольцом) Тоуненда

Коэффициенты лобового сопротивления ненесущих деталей самолета определяют опытным путем, т. е. при испытании этих деталей (или их моделей) в аэродинамической трубе. В нижеприведенной таблице даны коэффициенты лобового сопротивления некоторых ненесущих деталей самолета.

Таб. Таблица коэффициентов С_х некоторых ненесущих деталей самолета

Заметим, что в этой таблице величины коэффициентов даны приблизительно; такой таблицей пользуются лишь для приближенного подсчета лобовых сопротивлений. Для более же точных подсчетов составляют в аэродинамических лабораториях подробные таблицы, в которых даются более точные схемы деталей и точные значения коэффициентов, а также некоторые данные, характеризующие испытания, при которых были найдены эти коэффициенты.

Однако и такие подробные таблицы часто оказываются недостаточными. Формы современных самолетов и их деталей настолько разнообразны, что заранее предусмотреть и испытать все формы невозможно. Поэтому при постройке самолета новой конструкции все его детали (или модели их) испытывают в трубе и отыскивают точные их коэффициенты.