Кстати о дозвуке, сверхзвуке и их механике

  • FUKS
  • 01.05.2015, 09:41
  • Просмотров: 111
С ростом высоты падает плотность воздуха, поэтому растёт крейсерская скорость, на которой подъёмная сила равна силе тяжести. Но кроме того снижается температура воздуха => возрастает его вязкость, которая создаёт сопротивление полёту, но не добавляет подъёмной силы, поэтому для дальнейшего роста скорости и высоты требуется непропорциональное увеличение тяги => расхода топлива. Из-за этого явления на скоростях выше ~0,5 М прямое крыло становится неэффективным и заменяется стреловидным, для которого (дозвукового профиля) пределом является скорость 0,8..0,9 М.
Сильно наврал?

Теперь про скорость звука и звуковой барьер: связана ли их величина с вязкостью газа (фактически инерционностью молекул)? Вот у водорода явно маленькая вязкость (молекулы лёгкие), и скорость звука в нём почти в 4 раза выше, чем в воздухе. По логике получается, что скорость звука и определяется вязкостью, поэтому с понижением температуры воздуха снижается и скорость звука в нём.

Для движения на сверхзвуковых скоростях требуется соответствующий сверхзвуковой профиль крыла, лопаток компрессоров и других обтекаемых поверхностей (нос, хвостовое оперение, воздухозаборники) - с острой передней кромкой. Пишут, что на околозвуковых скоростях (насколько "около-"?) происходит волновой кризис, видимо резонансные явления, из-за которых растёт лобовое сопротивление и снижается подъёмная сила, из-за чего переход на сверхзвук и затруднён. А что происходит на большей скорости, как изменяется вязкость и сопротивление воздуха по мере снижения его плотности и роста скорости полёта? Есть ли вообще в этом диапазоне экономия от набора высоты, или же с набором скорости сопротивление продолжает расти ещё быстрее, чем на дозвуке? Или наоборот, по мере удаления от скорости звука рост сопротивления уменьшается, и на высоте 30-50 км и соответствующих скоростях можно достичь существенной экономии? Правда, для этого скорее всего придётся совсем убрать (сложить) крылья.

Также видится ограничение в режиме работы турбодвигателя: для создания тяги на больших скоростях полёта нужны ещё большие скорости внутри силового агрегата, а они кроме механической прочности элементов конструкции ограничиваются ещё и той же вязкостью газа, пусть и раскалённого. Так что для таких высот и скоростей нужен прямоточный двигатель (и вроде уже был на каком-то прототипе или проектировался).
Обсуждение закрыто модератором
Приборная скорость — условная величина, которую обычно показывает указатель скорости, и которая соответствует воздушной скорости полёта, рассчитанной по динамическому давлению в предположении, что плотность и температура воздуха на всех высотах одинакова. На анероидно-мембранном указателе это широкая стрелка (от себя добавил). Именно эта величина определяет эффективность рулей на разных высотах.Это есть величина скоростного напора.

Путевая скорость — летательного аппарата вектор, совпадающий с проекцией его земной скорости на горизонтальную плоскость летательного аппарата Путевая скорость используется в целях аэронавигации и определения скорости на больших высотах. там, где ПРИБОРНАЯ СКОРОСТЬ и ПУТЕВАЯ НЕ СОВПАДАЮТ. Приборная ниже из-за меньшей плотности, путевая выше. (Показывается тонкой стрелкой).

Вот где-то так. ))