Масс ба хурдтай агаарын эсэргүүцлийн томъёо. Чирэх (аэродинамик)

Энэ нь нийт аэродинамик хүчний бүрэлдэхүүн хэсэг юм.

Чирэх хүчийг ихэвчлэн тэг өргөх чирэх ба өдөөгдсөн чирэх гэсэн хоёр бүрэлдэхүүн хэсгийн нийлбэрээр илэрхийлдэг. Бүрэлдэхүүн хэсэг бүр нь өөрийн хэмжээсгүй татах коэффициент, хөдөлгөөний хурдаас тодорхой хамааралтай байдаг.

Чирэх нь онгоцны мөстөлтөд (агаарын бага температурт) хувь нэмэр оруулж, цохилтын иончлолоор агаарын хөлгийн урд талын гадаргууг дуунаас хурдан хурдтайгаар халаахад хүргэдэг.

Тэгтэл чирнэ үү

Энэ чирэх бүрэлдэхүүн хэсэг нь үүсгэсэн өргөх хүчний хэмжээнээс хамаардаггүй бөгөөд далавчны профилын чирэх, өргөлтөд нөлөөлдөггүй онгоцны бүтцийн элементүүдийн эсэргүүцэл, долгионы чирэхээс бүрдэнэ. Сүүлийнх нь ойрын болон хэт авианы хурдтай хөдөлж байх үед чухал ач холбогдолтой бөгөөд хөдөлгөөний эрчим хүчний ихээхэн хэсгийг зөөвөрлөх цочролын долгион үүссэнээс үүсдэг. Долгионы чирэгдэл нь нисэх онгоц чухал Mach тоотой тохирох хурдад хүрч, онгоцны далавчны эргэн тойронд урсах урсгалын хэсэг нь дуунаас хурдан хурдтай болох үед үүсдэг. M эгзэгтэй тоо хэдий чинээ их байна, далавчны шүүрэлтийн өнцөг их байх тусам далавчны урд ирмэг нь илүү хурц, нимгэн болно.

Чирэх хүч нь хөдөлгөөний хурдны эсрэг чиглэгддэг бөгөөд түүний хэмжээ нь S талбайн шинж чанар, орчны нягтрал ρ ба V хурдны квадраттай пропорциональ байна.

Онцлог талбарыг тодорхойлох нь биеийн хэлбэрээс хамаарна.

• хамгийн энгийн тохиолдолд (бөмбөг) - хөндлөн огтлолын талбай;
• далавч ба далавчны хувьд - төлөвлөгөөнд байгаа далавчны талбайн хэмжээ;
• нисдэг тэрэгний сэнс ба роторын хувьд - ирний талбай эсвэл роторын шүүрсэн талбай;
• чиглэлтэй эргэлтийн гонзгой биетүүдийн хувьд дагууурсгал (их бие, агаарын хөлөг онгоцны бүрхүүл) - V 2/3-тай тэнцүү эзэлхүүний талбайг багасгасан, V нь биеийн эзэлхүүн юм.

Таталтын хүчний өгөгдсөн бүрэлдэхүүн хэсгийг даван туулахад шаардагдах хүч нь пропорциональ байна Кубахурд.

Индуктив урвал

Индуктив урвал(Англи) өргөлтөөс үүдэлтэй чирэх) нь хязгаарлагдмал зайтай далавч дээр өргөлт үүссэний үр дагавар юм. Далавчны эргэн тойрон дахь тэгш бус урсгал нь агаарын урсгал нь далавч дээрх урсгалын өнцөгт (урсгалын налуу гэж нэрлэгддэг) далавчнаас зугтахад хүргэдэг. Тиймээс далавчны хөдөлгөөний үед нислэгийн чиглэлд перпендикуляр, доош чиглэсэн чиглэлд орж ирж буй агаарын массын тогтмол хурдатгал байдаг. Энэ хурдатгал нь нэгдүгээрт, өргөх хүч үүсэхтэй холбоотой бөгөөд хоёрдугаарт, хурдатгалын урсгалд кинетик энерги өгөх хэрэгцээнд хүргэдэг. Нислэгийн чиглэлд перпендикуляр хурдыг урсгахад шаардагдах кинетик энергийн хэмжээ нь индуктив чирэлтийн хэмжээг тодорхойлно.

Өдөөгдсөн таталтын хэмжээ нь зөвхөн өргөх хүчний хэмжээнээс гадна далавчны дагуух тархалтад нөлөөлдөг. Өргөх хүчний зууван хэлбэрийн тархалтаар индуктив чирэх хамгийн бага утгад хүрнэ. Далавчийг зохион бүтээхдээ дараахь аргуудыг ашиглан үүнийг хийдэг.

• оновчтой жигүүрийн төлөвлөгөөг сонгох;
• геометрийн болон аэродинамик эргэлтийг ашиглах;
• туслах гадаргууг суурилуулах - далавчны босоо үзүүр.

Индуктив урвал нь пропорциональ байна дөрвөлжинөргөх хүч Y ба урвуу пропорциональдалавчны талбай S, түүний суналт λ, дунд нягтрал ρ ба дөрвөлжинхурд V:

Тиймээс бага хурдтай (мөн үүний үр дүнд довтолгооны өндөр өнцгөөр) нисэх үед өдөөгдсөн чирэх нь ихээхэн хувь нэмэр оруулдаг. Мөн онгоцны жин нэмэгдэх тусам нэмэгддэг.

Нийт эсэргүүцэл

Бүх төрлийн эсэргүүцлийн хүчний нийлбэр нь:

Тэг өргөх үед чирэх тул X 0 нь хурд ба индуктивийн квадраттай пропорциональ байна X би- хурдны квадраттай урвуу пропорциональ байна, дараа нь тэд өөр өөр хурдтайгаар өөр өөр хувь нэмэр оруулдаг. Хурд нэмэгдэх тусам, X 0 нэмэгдэж байна, мөн X би- уналт, нийт эсэргүүцлийн график Xхурд дээр ("шаардлагатай түлхэлтийн муруй") муруйн огтлолцох цэг дээр хамгийн бага байна X 0 ба X би, энэ үед эсэргүүцлийн хүч хоёулаа тэнцүү байна. Энэ хурдтай үед онгоц нь өгөгдсөн өргөх хүчинд (жинтэй тэнцэх) хамгийн бага чирэх чадвартай тул аэродинамик чанар нь хамгийн өндөр байдаг.

Викимедиа сан.

Агаарын эсэргүүцлийн бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг аналитик аргаар тодорхойлоход хэцүү байдаг. Тиймээс практикт бодит машины хурдны хүрээний хувьд дараах хэлбэртэй эмпирик томъёог ашигласан болно.

Хаана -тай X - хэмжээсгүй агаарын урсгалын коэффициент, биеийн хэлбэрээс хамааран; ρ in – агаарын нягт ρ in = 1.202…1.225 кг/м 3 ; А– машины дунд хэсгийн талбай (хөндлөн проекцын талбай), м2; В– тээврийн хэрэгслийн хурд, м/с.

Уран зохиолоос олдсон агаарын эсэргүүцлийн коэффициент к В :

Ф В = к В АВ 2 , Хаана к В =c X ρ В /2 , – агаарын эсэргүүцлийн коэффициент, Ns 2 / м 4.

…ба оновчтой болгох хүчин зүйлq В : q В = к В · А.

Хэрэв оронд нь -тай Xорлуулах -тай z, дараа нь бид аэродинамик өргөх хүчийг авна.

Машины дунд хэсгийн хэсэг:

A=0.9 B хамгийн их · Н,

Хаана IN max - хамгийн их тээврийн хэрэгслийн зам, м; Н- тээврийн хэрэгслийн өндөр, м.

Метацентр дээр хүч хэрэглэж, моментууд үүсдэг.

Салхийг харгалзан агаарын урсгалын эсэргүүцлийн хурд:

, энд β нь машины хөдөлгөөний чиглэл ба салхины хоорондох өнцөг юм.

ХАМТ X зарим машин

1. Өргөх эсэргүүцлийн хүч

Ф n = Г А нүгэл α.

Авто замын практикт налуугийн хэмжээг ихэвчлэн замын хэвтээ төсөөллийн хэмжээтэй холбоотой замын гадаргуугийн өсөлтийн хэмжээгээр тооцдог, өөрөөр хэлбэл. өнцгийн тангенс ба тэмдэглэнэ би, үр дүнгийн утгыг хувиар илэрхийлнэ. Хэрэв налуу нь харьцангуй бага бол ашиглахгүй байхыг зөвшөөрнө нүгэлα. ба утга би харьцангуйгаар. Их хэмжээний налуугийн утгын хувьд солих нүгэлα шүргэгч утгаараа ( би/100) хүлээн зөвшөөрөх боломжгүй.

1. Хурдатгалын эсэргүүцлийн хүч

Машиныг хурдасгах үед машины урагш хөдөлж буй масс хурдасч, эргэлдэх массууд хурдасч, хурдатгалын эсэргүүцлийг нэмэгдүүлдэг. Хэрэв бид машины массыг хөрвүүлэх замаар хөдөлж байгаа гэж үзвэл энэ өсөлтийг тооцоололд харгалзан үзэж болно, гэхдээ тодорхой эквивалент массыг ашиглана. марай том м a (сонгодог механикт үүнийг Коенигийн тэгшитгэлээр илэрхийлдэг)

Бид N.E-ийн аргыг ашигладаг. Жуковский, орчуулгатай хөдөлж буй эквивалент массын кинетик энергийг энергийн нийлбэртэй тэнцүүлж байна.

,

Хаана Ж г– хөдөлгүүрийн нисдэг дугуй ба холбогдох хэсгүүдийн инерцийн момент, N s 2 м (кг м 2); ω г– хөдөлгүүрийн өнцгийн хурд, рад/с; Ж руу– нэг дугуйны инерцийн момент.

ω k = учраас В А / r к , ω г = В А · би кп · би о / r к , r к = r к 0 ,

тэгвэл бид авна
.

Инерцийн моментЖтээврийн хэрэгслийн дамжуулах нэгж, кг м 2

Орлуулах зүйл хийцгээе: м өө = м А · δ,

Хэрэв машин бүрэн ачаалалгүй бол:
.

Хэрэв машин эрэг дээр явж байвал: δ = 1 + δ 2

Тээврийн хэрэгслийн хурдатгалд үзүүлэх эсэргүүцлийн хүч (инерци): Ф Тэгээд = м өө · А А = δ · м А · А А .

Эхний ойролцоо тооцооллын хувьд бид дараахыг авч болно: δ = 1,04+0,04 би кп 2

Бид агаараар хүрээлэгдсэнд маш их дассан байдаг тул үүнд анхаарлаа хандуулдаггүй. Энд бид юуны түрүүнд агаарын эсэргүүцлийн хүч байдгийг мартсан техникийн асуудлын талаар ярьж байна.

Тэр бараг бүх үйлдэлдээ өөрийгөө сануулдаг. Машин жолоодсон ч, онгоцоор ниссэн ч, чулуу шидсэн ч гэсэн. Тиймээс энгийн тохиолдлуудыг жишээ болгон ашиглан агаарын эсэргүүцлийн хүч юу болохыг ойлгохыг хичээцгээе.

Машинууд яагаад ийм жигд хэлбэртэй, гөлгөр гадаргуутай байдаг талаар та бодож байсан уу? Гэхдээ үнэндээ бүх зүйл маш тодорхой байна. Агаарын эсэргүүцлийн хүч нь биеийн гадаргуугийн үрэлтийн эсэргүүцэл ба биеийн хэлбэрийн эсэргүүцэл гэсэн хоёр хэмжигдэхүүнээс бүрдэнэ. Машин болон бусад тээврийн хэрэгслийн үйлдвэрлэлд гаднах эд ангиудын жигд бус байдал, барзгар байдлыг багасгах, багасгахад хүрэхийн тулд.

Үүнийг хийхийн тулд тэдгээрийг праймераар будаж, өнгөлж, лакаар бүрсэн байна. Эд ангиудын ийм боловсруулалт нь машинд нөлөөлж буй агаарын эсэргүүцэл буурч, машины хурд нэмэгдэж, жолоодох үед түлшний зарцуулалт буурахад хүргэдэг. Эсэргүүцлийн хүч байгаа нь машин хөдөлж байх үед агаар шахагдаж, урд талд нь орон нутгийн өндөр даралтын хэсэг, үүний дагуу ард нь ховор тохиолддог газар үүсдэгтэй холбон тайлбарладаг.

Тээврийн хэрэгслийн хурдыг нэмэгдүүлэх үед эсэргүүцлийн гол хувь нэмэр нь машины хэлбэрээс хамаардаг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Тооцооллын томъёог доор өгсөн эсэргүүцлийн хүч нь үүнээс хамаарах хүчин зүйлсийг тодорхойлдог.

Эсэргүүцлийн хүч = Cx*S*V2*r/2

S нь машины урд талын проекцын талбай;

Cx - харгалзан үзэх коэффициент;

Дээрхээс харахад эсэргүүцэл нь машины массаас хамаардаггүй. Гол хувь нэмэр нь хурдны квадрат ба машины хэлбэр гэсэн хоёр бүрэлдэхүүн хэсгээс бүрддэг. Тэдгээр. Хурд хоёр дахин нэмэгдэхэд эсэргүүцэл дөрөв дахин нэмэгдэнэ. За, машины хөндлөн огтлол нь ихээхэн нөлөө үзүүлдэг. Машин илүү оновчтой байх тусам агаарын эсэргүүцэл багасна.

Томъёонд анхаарлаа хандуулах шаардлагатай өөр нэг параметр байдаг - агаарын нягтрал. Гэхдээ онгоцны нислэгийн үеэр түүний нөлөө аль хэдийн мэдэгдэхүйц болсон. Та бүхний мэдэж байгаагаар агаарын нягтрал өндөр нэмэгдэх тусам буурдаг. Энэ нь түүний эсэргүүцлийн хүч зохих хэмжээгээр буурна гэсэн үг юм. Гэсэн хэдий ч онгоцны хувьд ижил хүчин зүйл нь эсэргүүцлийн хэмжээ, хурд, хэлбэрт нөлөөлсөн хэвээр байх болно.

Буудлагын нарийвчлалд агаарын нөлөөллийг судалж байсан түүх нь сонирхолтой биш юм. Энэ төрлийн ажил нэлээд эрт хийгдсэн; Сум, хясаа янз бүрийн хэлбэртэй, янз бүрийн улс оронд туршилт хийсэн. Судалгааны үр дүнд сумны оновчтой хэлбэр, толгой, сүүлний харьцааг тодорхойлж, сумны нислэгийн үйл ажиллагааны баллистик хүснэгтүүдийг боловсруулсан.

Дараа нь сумны нислэгийн хурд нь түүний хурдаас хамаарах судалгааг хийж, сумны хэлбэрийг үргэлжлүүлэн боловсруулж, математикийн тусгай хэрэгсэл болох баллистик коэффициентийг боловсруулж, бүтээжээ. Энэ нь суманд нөлөөлж буй аэродинамик татах хүчний харьцааг харуулж байна.

Уг нийтлэлд агаарын эсэргүүцлийн хүч гэж юу болохыг судалж, эсэргүүцлийн хэмжээнд янз бүрийн хүчин зүйлийн нөлөөллийн хэмжээ, зэргийг тодорхойлох томъёог өгч, технологийн янз бүрийн салбарт түүний нөлөөллийг судалж үзсэн болно.

Биеийн урд талын тоормосны улмаас урсгалын хурд буурч, даралт нэмэгддэг. Түүний өсөлтийн зэрэг нь биеийн урд хэсгийн хэлбэрээс хамаарна. Хавтгай хавтангийн урд талын даралт нь нулимс хэлбэртэй биеийн урдаас илүү их байдаг. Биеийн ард, ховор байдлаас болж даралт буурч, хавтгай хавтан нь дусал хэлбэртэй биетэй харьцуулахад илүү их үнэ цэнэтэй байдаг.

Ийнхүү биеийн урд болон ард даралтын зөрүү үүсч, даралтын чирэгдэл гэж нэрлэгддэг аэродинамик хүчийг бий болгодог. Үүнээс гадна, хилийн давхарга дахь агаарын үрэлтийн улмаас аэродинамик хүч үүсдэг бөгөөд үүнийг үрэлтийн чирэх гэж нэрлэдэг.

Биеийн эргэн тойронд тэгш хэмтэй урсах үед эсэргүүцэл

даралт ба үрэлтийн эсэргүүцэл нь биеийн хөдөлгөөний эсрэг чиглэлд чиглэгддэг бөгөөд хамтдаа татах хүчийг бүрдүүлдэг. Туршилтаар аэродинамик хүч нь урсгалын хурд, агаарын массын нягт, биеийн хэлбэр, хэмжээ, урсгал дахь байрлал, гадаргуугийн төлөв байдлаас хамаардаг болохыг тогтоожээ. Ирж буй урсгалын хурд нэмэгдэхийн хэрээр хурдны квадраттай пропорциональ кинетик энерги нэмэгддэг. Тиймээс урсгалд перпендикуляр чиглэсэн хавтгай хавтанг тойрон урсах үед хурд нэмэгдэх тусам урд талын даралт нь

Тоормослох үед урсгалын кинетик энергийн ихэнх нь даралтын боломжит энерги болж хувирдаг тул энэ нь нэмэгддэг. Энэ тохиолдолд хавтангийн ард даралт улам бүр буурдаг, учир нь тийрэлтэт онгоцны инерцийн хэмжээ ихсэх тусам нам даралтын бүсийн хэмжээ нэмэгддэг. Ийнхүү урсгалын хурд нэмэгдэхийн хэрээр биеийн урд ба түүний ард даралтын зөрүү ихэссэнээр аэродинамик татах хүч нь хурдны квадраттай пропорциональ хэмжээгээр нэмэгддэг.

Агаарын нягт нь түүний идэвхгүй байдлыг тодорхойлдог болохыг өмнө нь тогтоосон: нягтрал их байх тусам идэвхгүй байдал их байх болно. Биеийг илүү идэвхгүй, улмаар илүү нягт агаарт шилжүүлэхийн тулд агаарын тоосонцорыг хөдөлгөхөд илүү их хүчин чармайлт шаардагддаг бөгөөд энэ нь агаар нь биед илүү хүчтэй нөлөөлнө гэсэн үг юм. Үүний үр дүнд агаарын нягтрал их байх тусам хөдөлгөөнт биед үйлчлэх аэродинамик хүч нэмэгддэг.

Механикийн хуулиудын дагуу аэродинамик хүчний хэмжээ нь энэ хүчний үйл ажиллагааны чиглэлтэй перпендикуляр биеийн хөндлөн огтлолын хэмжээтэй пропорциональ байна. Ихэнх биеийн хувьд энэ хөндлөн огтлол нь дунд хэсэг гэж нэрлэгддэг хамгийн том хөндлөн огтлол бөгөөд далавчны хувьд түүний төлөвлөгөөний талбай юм.

Биеийн хэлбэр нь аэродинамик спектрийн шинж чанарт нөлөөлдөг (өгөгдсөн биеийн эргэн тойронд урсах урсгалын хурд), улмаар аэродинамик хүчний хэмжээг тодорхойлдог даралтын зөрүү. Агаарын урсгал дахь биеийн байрлал өөрчлөгдөхөд түүний урсгалын спектр өөрчлөгддөг бөгөөд энэ нь аэродинамик хүчний хэмжээ, чиглэлийг өөрчлөхөд хүргэдэг.

Барзгар гадаргуу багатай биетүүд үрэлтийн хүчийг бага мэдэрдэг, учир нь ихэнх гадаргуу дээр тэдгээрийн хилийн давхарга нь ламинар урсгалтай байдаг бөгөөд үрэлтийн эсэргүүцэл нь турбулент урсгалтай харьцуулахад бага байдаг.

Тиймээс хэрэв хэлбэр, байрлалын нөлөөлөл
урсгал дахь биетүүдийн гадаргуугийн боловсруулалтын зэргийг харгалзан үзнэ
aero гэж нэрлэгддэг залруулах хүчин зүйл
динамик коэффициент гэж бид дүгнэж болно
аэродинамик хүч нь түүнтэй шууд пропорциональ байна
түүний коэффициент, хурдны даралт ба ми-
биеийг хуваах (далавчин дээр - түүний талбай),

Хэрэв бид агаарын эсэргүүцлийн нийт аэродинамик хүчийг үсгээр тэмдэглэвэл R,түүний аэродинамик коэффициент - хурдны даралт - q,болон далавчны талбайн хувьд агаарын эсэргүүцлийн томъёог дараах байдлаар бичиж болно.

хурдны даралт тэнцүү байх тул дайралт хийдэг

харагдах:

томъёо байх болно

Агаарын эсэргүүцлийн хүчний өгөгдсөн томьёо нь гол зүйл юм, учир нь ижил төстэй хэлбэрийг ашигласнаар зөвхөн хүчний тэмдэглэгээ, түүний коэффициентийг орлуулж аливаа аэродинамик хүчний хэмжээг тодорхойлох боломжтой байдаг.

Нийт аэродинамик хүч ба түүний бүрэлдэхүүн хэсэг

Дээд талын далавчны муруйлт нь доод талынхаас их байдаг тул агаарын урсгалтай таарах үед хоёр дахь агаарын урсгалын тогтмол байдлын хуулийн дагуу далавчны дээд хэсгийн эргэн тойрон дахь орон нутгийн урсгалын хурд нь агаарын урсгалаас их байдаг. доод хэсэг, довтолгооны ирмэг дээр энэ нь огцом буурч, зарим цэгүүдэд тэг болж буурдаг. Бернуллигийн хуулийн дагуу далавчны урд ба доор даралт ихсэх хэсэг гарч ирдэг; Далавчны дээд ба ард нам даралтын хэсэг гарч ирдэг. Үүнээс гадна агаарын зуурамтгай чанараас шалтгаална. хүч үүснэ, хилийн давхаргад үрэлт үүсдэг. Далавчны профилын дагуух даралтын хуваарилалтын загвар нь агаарын урсгал дахь далавчны байрлалаас хамаардаг бөгөөд "довтолгооны өнцөг" гэсэн ойлголтыг ашигладаг.

Далавчны довтолгооны өнцөг (α) нь далавчны хөвчний чиглэл ба орж ирж буй агаарын урсгал эсвэл нислэгийн хурдны векторын чиглэлийн хоорондох өнцөг юм (Зураг 11).

Профайлын дагуух даралтын хуваарилалтыг вектор диаграм хэлбэрээр дүрсэлсэн болно. Үүнийг барихын тулд далавчны профайлыг зурж, дээр нь байгаа цэгүүдийг тэмдэглээрэй

үүнээс даралтыг хэмжсэн бөгөөд эдгээр цэгүүдээс илүүдэл даралтын утгыг вектор болгон зурсан болно. Хэрэв өгөгдсөн цэг дээр даралт бага байвал вектор сум нь өндөр даралттай байвал профиль руу чиглэнэ. Векторуудын төгсгөлүүд нь нийтлэг шугамаар холбогддог. Зураг дээр. Довтолгооны бага ба өндөр өнцгөөр жигүүрийн профилын дагуух даралтын хуваарилалтын зургийг 12-р зурагт үзүүлэв. Энэ нь хамгийн их вакуумыг далавчны дээд гадаргуу дээр урсгалын хамгийн их нарийсгах цэг дээр олж авдаг болохыг харуулж байна. Тэгтэй тэнцүү довтолгооны өнцөгт хамгийн их вакуум нь профилын хамгийн их зузаантай цэг дээр байх болно. Далавчны доор гол горхи нарийсдаг бөгөөд үүний үр дүнд тэнд ховор бүс бий болно, гэхдээ далавчнаас бага байна. Далавчны үзүүрийн урд даралт ихсэх хэсэг байдаг.

Довтолгооны өнцөг ихсэх тусам ховордох бүс нь довтолгооны ирмэг рүү шилжиж, ихээхэн нэмэгддэг. Энэ нь голын хамгийн их нарийссан газар дайралтын ирмэг рүү шилждэгтэй холбоотой юм. Далавчны доор далавчны доод гадаргуутай таарч буй агаарын тоосонцор удааширч, улмаар даралтыг нэмэгдүүлдэг.

Диаграммд үзүүлсэн илүүдэл даралтын вектор бүр нь далавчны гадаргуу дээр үйлчлэх хүчийг илэрхийлдэг, өөрөөр хэлбэл сум бүр нь тодорхой масштабаар илүүдэл даралтын хэмжээ эсвэл орон нутгийн даралт ба даралтын зөрүүг илэрхийлдэг. урсгал:

Бүх векторуудыг нэгтгэснээр бид үрэлтийн хүчийг тооцохгүйгээр аэродинамик хүчийг олж авах боломжтой. Хилийн давхарга дахь агаарын үрэлтийн хүчийг харгалзан үзэхэд энэ хүч нь далавчны нийт аэродинамик хүч болно. Тиймээс нийт аэродинамик хүч (R)далавчны урд ба ард, далавчны доор ба түүнээс дээш даралтын зөрүү, түүнчлэн хилийн давхарга дахь агаарын үрэлтийн үр дүнд үүсдэг.

Нийт аэродинамик хүчийг хэрэглэх цэг нь далавчны хөвч дээр байрладаг бөгөөд даралтын төв (CP) гэж нэрлэгддэг. Нийт аэродинамик хүч нь бага даралтын чиглэлд үйлчилдэг тул дээшээ чиглүүлж, буцаж хазайна.

Эсэргүүцлийн үндсэн хуулийн дагуу

Цагаан будаа. 13.Далавчны нийт аэродинамик хүчийг түүний бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд задлах

Агаарын нийт аэродинамик хүчийг дараах томъёогоор илэрхийлнэ.

Нийт аэродинамик хүчийг ихэвчлэн хоёр бүрэлдэхүүн хэсгийн геометрийн нийлбэр гэж үздэг: тэдгээрийн нэг нь зогсолтгүй урсгалд перпендикуляр Y-ийг өргөх хүч, нөгөөг нь далавчны хөдөлгөөний эсрэг чиглэсэн Q-г нэрлэдэг. татах хүч.

Эдгээр хүч бүрийг даралтын хүч ба үрэлтийн хүч гэсэн хоёр гишүүний алгебрийн нийлбэр гэж үзэж болно. Өргөх хүчний хувьд хоёр дахь нэр томъёог бараг үл тоомсорлож, үүнийг зөвхөн даралтын хүч гэж үзэж болно. Эсэргүүцлийг даралтын эсэргүүцэл ба үрэлтийн эсэргүүцлийн нийлбэр гэж үзэх хэрэгтэй (Зураг 13).

Өргөх вектор ба нийт аэродинамик хүчний хоорондох өнцгийг чанарын өнцөг (Θк) гэж нэрлэдэг.

Далавч өргөх

Далавчны доод ба дээд хэсгийн дундаж даралтын зөрүүгээс шалтгаалан өргөх хүч (Y) үүсдэг.

Тэгш хэмт бус профилын эргэн тойронд урсах үед далавчны дээд талын гадаргуугийн муруйлт ихэссэн тул далавч дээрх урсгалын хурд нь далавчны доороос их байдаг бөгөөд Бернуллигийн хуулийн дагуу дээрээс ирэх даралт нь доороос бага байдаг.

Хэрэв далавчны профиль нь тэгш хэмтэй, довтолгооны өнцөг нь тэг байвал урсгал нь тэгш хэмтэй, далавчны дээрх ба доорх даралт нь ижил бөгөөд өргөлт үүсэхгүй (Зураг 14). Тэгш хэмтэй профиль бүхий далавч нь зөвхөн довтолгооны тэг биш өнцгөөр өргөлтийг бий болгодог.

Эндээс харахад өргөх хүчний хэмжээ нь далавчны доорх (Rizb.low) ба түүнээс дээш илүүдэл даралтын зөрүүний үржвэртэй тэнцүү байна. (Ризб. дээд) далавчны талбайд:

C Y- салхины хонгилд далавчаа үлээх үед туршилтаар тодорхойлогддог өргөлтийн коэффициент. Түүний хэмжээ нь: 1 - өргөлтийг бий болгоход гол үүрэг гүйцэтгэдэг далавчны хэлбэрээс хамаарна; 2 - довтолгооны өнцгөөс (урсгалтай харьцуулахад далавчны чиглэл); 3 - далавчны боловсруулалтын зэрэг (барзгар байдал, материалын бүрэн бүтэн байдал гэх мэт).

Салхины хонгилд довтолгооны янз бүрийн өнцгөөр тэгш хэмт бус далавч үлээх өгөгдлүүд дээр үндэслэн график зурвал дараах байдалтай харагдана (Зураг 15).

Энэ нь харуулж байна:

1. Довтолгооны тодорхой сөрөг өнцгөөр өргөлтийн коэффициент тэг байна. Энэ нь тэг өргөлтийн өнцөг бөгөөд α0 гэж тэмдэглэнэ.

2. Довтолгооны өнцгийг тодорхой утгад хүргэх үед

Цагаан будаа. 14.Далавчны эргэн тойрон дахь дууны доорх урсгал: А- урсгалын спектр (хилийн давхаргыг харуулаагүй); б- даралтын хуваарилалт (даралтын загвар)

Цагаан будаа. 15.Хуваарь хамаарна
коэффициент
өргөх хүч ба коэффициент
урд талын жолооч
булангийн эсэргүүцэл
дайралт.

Зураг, 16.Довтолгооны хэт эгзэгтэй өнцгөөр урсгалын зогсолт: А цэг дээр даралт нь В цэгээс их, С цэг дээр А ба В цэгүүдээс их байна.

өргөлтийн коэффициент нь пропорциональ хэмжээгээр нэмэгддэг (тодорхой өнцгийн довтолгооны дараа өргөлтийн коэффициентийн өсөлт буурч байгаа нь дээд гадаргуу дээр эргүүлэг үүссэнээр тайлбарлагддаг);

3. Довтолгооны тодорхой өнцгөөр өргөх коэффициент хамгийн их утгад хүрнэ. Энэ өнцгийг критик гэж нэрлэдэг ба α cr гэж тэмдэглэнэ. Дараа нь довтолгооны өнцгийн цаашдын өсөлтөөр өргөлтийн коэффициент буурч, гол урсгалын хөдөлгөөний эсрэг хилийн давхаргын хөдөлгөөнөөс үүссэн далавчнаас эрчимтэй урсгалын тусгаарлалтаас болж үүсдэг (Зураг 16).

Довтолгооны үйл ажиллагааны өнцгийн хүрээ нь өнцөг юм α 0 α кр. Довтолгооны өнцөгт эгзэгтэй үед далавч хангалттай тогтвортой биш, хяналт муутай байдаг.

Агаарын эсэргүүцлийн хүчийг хэрхэн олох вэ? Надад хэлээрэй, урьдчилж баярлалаа.

1. Гэхдээ чамд даалгавар алга!! ? Хэрэв агаарт унах үед томъёоны дагуу: Fc=m*g-m*a; m - биеийн жин g = 9.8 мс a - биеийн унасан хурдатгал.
2. Эсэргүүцлийн хүчийг Ньютоны томъёогоор тодорхойлно
   F=B*v^2,
   Энд B нь бие тус бүрийн тодорхой коэффициент (хэлбэр, материал, гадаргуугийн чанар - гөлгөр, барзгар), цаг агаарын нөхцөл (даралт, чийгшил) гэх мэт. Энэ нь зөвхөн 60-100 м/с хүртэл хурдтай ажиллахад хамаарна - дараа нь том захиалгатай (дахин хэлэхэд энэ нь нөхцөл байдлаас ихээхэн хамаардаг).
   Томъёог ашиглан илүү нарийвчлалтай тодорхойлж болно
   F=Bn*v^n
   , энд Bn нь зарчмын хувьд ижил B ​​коэффициент боловч энэ нь атмосфер дахь биеийн хурд M/2-ээс бага ба түүнээс дээш байх үед n (n=2 (ойролцоогоор)) илтгэгч шиг хурдаас хамаарна. 2..3M, эдгээр параметрүүдтэй Bn бараг тогтмол утга).
   Энд M нь Mach тоо - энгийнээр хэлбэл - агаар дахь дууны хурдтай тэнцүү - 315 м/с.
   За, ерөнхийдөө хамгийн үр дүнтэй арга бол туршилт юм.

   Хэрэв илүү их мэдээлэл байсан бол би илүү ихийг хэлэх байсан.

3. Цахилгаан тээврийн хэрэгсэл (машин) явган хүний ​​хурдаас давсан хурдтай хөдөлж байх үед агаарын эсэргүүцлийн хүч мэдэгдэхүйц нөлөө үзүүлдэг. Агаарын эсэргүүцлийн хүчийг тооцоолохын тулд дараах эмпирик томъёог ашиглана уу.

   Шударга = Cx*S*#961;*#957;2/2

   Шударга агаарын эсэргүүцлийн хүч, Н
   Агаарын эсэргүүцлийн Cx коэффициент (зохицуулах коэффициент), N*s2/(м*кг). Cx-ийг бие бүрт туршилтаар тодорхойлно.
   #961; агаарын нягт (хэвийн нөхцөлд 1.29 кг/м3)
   Цахилгаан тээврийн хэрэгслийн (машин) урд талын талбай, м2. S нь уртын тэнхлэгт перпендикуляр хавтгайд биеийн проекцын талбай юм.
   #957; цахилгаан тээврийн хэрэгслийн хурд (машин), км/цаг

   Цахилгаан тээврийн хэрэгслийн (машин) хурдатгалын шинж чанарыг тооцоолохын тулд хурдатгалын эсэргүүцлийн хүчийг (инерцийн хүч) харгалзан үзэх шаардлагатай. Үүнээс гадна цахилгаан тээврийн хэрэгслийн инерцийг төдийгүй цахилгаан тээврийн хэрэгслийн доторх эргэлдэх массын (ротор, хурдны хайрцаг, кардан, дугуй) инерцийн моментийн нөлөөг харгалзан үзэх шаардлагатай. Дараахь нь хурдатгалын эсэргүүцлийн хүчийг тооцоолох томъёо юм.

   Фин. = m*a*#963;vr

   Фин. хурдатгалын эсэргүүцлийн хүч, Н
   м цахилгаан тээврийн хэрэгслийн масс, кг
   цахилгаан тээврийн хэрэгслийн хурдатгал, м/с2
   Эргэдэг массыг тооцох #963;r хүчин зүйл

   Эргэдэг массыг тооцох коэффициентийг ойролцоогоор томъёогоор тооцоолж болно.

   #963;vr=1,05 + 0,05*u2kp

   Хурдны хайрцгийн арааны харьцаа хаана байна вэ?

   Энэ нь дугуйны замд наалдсан хүчийг тайлбарлах хэвээр байна. Гэсэн хэдий ч энэ хүч нь цаашдын тооцоололд бага зэрэг ашиг тустай тул бид үүнийг дараа нь үлдээх болно.

   Одоо бид цахилгаан машин (машин) дээр ажилладаг гол хүчний талаархи ойлголттой болсон. Энэхүү онолын асуудлын талаархи мэдлэг нь удахгүй хөдөлгүүр, зай, хянагчийг сонгоход шаардлагатай цахилгаан тээврийн хэрэгслийн шинж чанарыг тооцоолох дараагийн асуудлыг судлахад түлхэц болно.