Вихревая аэродинамика

Недоразумение во время правки.

Д.Ж.> Явление Прандтля выглядит именно так. И конденсация не соответствует тому, что вы написали, а только точке росы.
Дмитрий, скажите пожалст, а если воздух достигает точки росы только в одном месте, что это, по-вашему, означает, всеведущий вы наш, а?

А открыть гугл и узнать, что конденсация за быстролетящим телом называется именно так - сие, наверное, должно обозначать невероятную вашу образованность, да?

Кстати, гораздо чаще под данным названием обозначают конус.
Вот такой.



Угадайте, в чем отличие оного от фото в посту выше?

Д.Ж.> Явление Прандтля выглядит именно так. И конденсация не соответствует тому, что вы написали, а только точке росы.

А точка росы зависит от давления. Идем по кругу?


Як-130 лучше вообще не приплетайте в этой беседе. Его компоновка плод народного творчества и к смыслу отношение имеет удаленное.
Касаемо вихрей, то лучше их воспринимать не как самодостаточную штуку, которая есть и влияет на что-то. Воспринимайте вихрь КАК СЛЕДСТВИЕ тех воздушных масс, что приводят к его появлению.
Появление фихря может быть и на нулевом угле атаки - это зависит от теоретических обводов.

PPV> Дмитрий, во-первых, не Бюшгес, а Бюшгенс.

Спасибо.

PPV> "... В конце 60-х годов в ЦАГИ и в ряде ОКБ...

В конце 50-ых в США.

PPV> В аэродинамике были открыты новые возможности значительного увеличения несущих свойств самолета при достаточно малом приращении сопротивления. Это новое направление исследований ЦАГИ основывалось на рациональном использовании специально индуцируемых вихрей на верхней поверхности крыла, т.е. на "управлении" вихрями. Образование этих вихрей производилось за счет заостренных наплывов, расположенных в корневой части крыла. ..."

И внедрили тупой наплыв МиГ-29. А для Т-10-1 соорудили крыло, на котором срыв потока начинался до 10 град. Которое просто рассчитывалось только на сверхзвук, а не для манёвров.

Хороший абзац. Но контекста нет.

PPV> - при дозвуковых скоростях несущие свойства крыльев сложной формы в плане имеют нелинейный благоприятный характер и сохраняются до больших углов атаки, поэтому располагаемая подъемная сила у таких крыльев значительно выше, чем у исходных крыльев, что обеспечивает возможность достижения лучших взлетно-посадочных и маневренных характеристик; ..."
PPV> стр. 196.

Спасибо. Располагаемая подъёмная сила (не качество) на больших углах. Характеристики взлётно-посадочные и манёвренные (на околозвуковых скоростях, при большом угле атаки).

(Решение вовсе не единственное.)

Здесь, видимо для краткости, не упомянуты сверхзвуковые свойства такого крыла.

PPV> "...изменяет характер обтекания консоли при углах атаки, превышающих критические для крыла без наплыва;"

Закритические углы!

PPV>"кромочный вихрь (вихрь, сходящий с передней кромки консолей крыла) под воздействием вихря с наплыва смещается к концевым сечениям крыла, в результате чего зона безотрывного обтекания консолей существенно расширяется. На частях консоли и центроплана, лежащих под вихрем с наплыва, возникают зоны разрежения; разрежение имеет место и на частях консоли, подверженных влиянию кромочного вихря. Регулярное течение на большей части верхней поверхности крыла наблюдается до альфа=34 град. ..."

То есть, вихрь вреден, но меняет поток под собой, даёт крылу работать.

PPV> Надеюсь, что вышеприведенные строки снимут Ваши возражения о "вихрях", и их "вреде"

Нет.

PPV> По какой-то неведомой мне причине Вы упорствуете в своем заблуждении и пытаетесь доказать недоказуемое, а именно, то, что корневые наплывы появились на истребителях 4-го поколения якобы в первую очередь для улучшения аэродинамики на сверхзвуке.

Потому что профессионалы писали именно так. Собственно, выбор между треугольным крылом и крылом с наплывом — центральная проблема выбора аэродинамического облика современного самолёта. Наплывы выходят из моды.

PPV> Это не так, и спорить с этим - просто глупо. Наверное, я огорчу Вас, если скажу, что все без исключения истребители 4-го поколения отнюдь не являются полноценными сверхзвуковыми истребителями, оптимум их а/д характеристик - на до- и трансзвуке...

Который из оптимумов? И где вы видели сверхзвуковой самолёт, у которого оптимум именно на сверхзвуке? SR-71 на дозвуке летит дальше.

PPV> Дело в том, что при создании истребителей 4-го поколения упор делался отнюдь не улучшение аэродинамики на сверхзвуке, оптимизировались в первую очередь характеристики на до- и трансзвуковой скорости, поскольку анализ показывал, что именно в этой области до сих проходила и по сю пору происходит большая часть воздушных боев.

При создании F-15, F-16, F/A-18 ставилась задача ведения боя и марша на сверхзвуковой скорости. Дозвуковые режимы пришлось учесть. Изменение свелось к тому, что наибольшая скорость не являлась важнейшим показателем. Хотя F-15 и превзошёл предшественников в скорости.

Наиболее отличный по соответствующим требованиям самолёт — F/A-18, а не F-16.

МиГ-29 с Су-27 в этом почти подобны F-16. С тем важным отличием, что упор на перехват и трудности с заборниками привели к сохранению их регулирования.

PPV> Именно эту мысль и пытаются донести до Вас болльшинство из здесь присутствующих форумчан.

Неужели? Некоторые поржать.

Я с удовольствием обсужу попытки привести доводы и мнения.

101> А точка росы зависит от давления. Идем по кругу?

Не только, не показывает минимум. Вы фото видели?

101> Появление фихря может быть и на нулевом угле атаки - это зависит от теоретических обводов.

Может быть, конечно. Они и появляются почти всегда на концах консолей, к примеру. Радости мало.

Bredonosec> Угадайте, в чем отличие оного от фото в посту выше?

Приведите, где на фото неоспоримый минимум давления.

Дык в Гугле есть.Облако быстро растворяется ,поэтому оно не тянется за самолетом.Оно вовсе не в минимуме давления, а там, где окружающий воздух только что адиабатически расширился, то есть на границе низкого давления.Облако Прандтля за самолетом не имеет отношения к вихрю.

PPV> Я ведь спрашивал не про крылья сверхмалого удлинения, а про наплывы. Почитайте книжку:

Ну вот если смотреть историю появления всей этой кухни, то берем крыло Ту-144 и видим излом по передней кромке. А там ведь боролись за качество на св/зв, а не за углы атаки.
Это по сути и есть наплыв в современном понимании. Смысл его простой - чем больше хорда, тем на большей длине реализуется поджатие потока до точки максимальной толщины профиля. Т.е. расширение профиля происходит несколько монотонно и растянуто в пространстве.
Вроде бы и ничего такого, но ближе к трансзвуку это позволяет растянуть разгон потока и добиться получение нужного Cy без присоединенной ударной волны. Не всегда это получается, но вектор в ту сторону - получить изоэнтропический разгон потока.
А-ля трансзвуковой (ламинаризированный) профиль.
Чтобы было более понятно, если взять сферу, то там расширение профиля происходит за очень короткое расстояние и скачек сразу формируется.
Поэтому, в первую очередь да - наплыв именно для снижения сопротивления на сверхзвуке.
А потом и вскрыли вихри и началась активная работа цагов по этой теме.

Д.Ж.> С 2004 года аэродинамика переменилась мало. Вы найдите картинку дозвукового самолёта с наплывами и всякой прочей рудой. Ну чтоб показать мне успехи вихревой аэродинамики, как вы её поняли.

Наплыв Бартини.

Д.Ж.> То есть, вихрь вреден, но меняет поток под собой, даёт крылу работать.
а вот сие вы откель опять вывели?

101> Наплыв Бартини.

Что именно Бартини? У меня опять подозрение, что как со Сталь-6, в частности, и прочими некоторыми работами, он не был первым, а много читал зарубежной литературы. Как и подобает.

А там известные сложности: Шавров пишет "впервые в СССР", его цитируют "впервые", а там и до впервые в истории недалеко. Наплыв Бартини — разработка концепции. Так и надо искать нечто среди концепций какой-нибудь Fairy или Avro.

101> Ну вот если смотреть историю появления всей этой кухни, то берем крыло Ту-144 и видим излом по передней кромке. А там ведь боролись за качество на св/зв, а не за углы атаки.
наверно всё же сначала "анаконда" была -

а там уже и исследования на качество на свзв, и изучение открывшихся иных свойств

101> Это по сути и есть наплыв в современном понимании. Смысл его простой - чем больше хорда, тем на большей длине реализуется поджатие потока до точки максимальной толщины профиля. Т.е. расширение профиля происходит несколько монотонно и растянуто в пространстве.
эээ... вообще-то уменьшение угла клина - это как раз то, что привело к длиннохордовым крыльям ромбической или растянутой трапецевидной или вообще треугольной (миражи-рафали-дракены-виггены-грипены). А отдельно наплыв и отдельно крыло, тем более, столь ярко отделенные, как, к примеру, на ф-18, - где наплыв очень большого угла, а крыло околопрямое, не создает впечатления первичной задачи малого сопротивления на свзв
А решает ту же задачу -

Д.Ж.>> То есть, вихрь вреден, но меняет поток под собой, даёт крылу работать.
Bredonosec> а вот сие вы откель опять вывели?

Создание вихря это трата значительной энергии. А разряжение свойственно только кинетической энергии всего потока, его ускорению. В вихре воздух делает всё, чтобы не ускоряться.

Другое дело, если вихрь уже есть, его можно ускорить, снизить вред от него. В этом смысл фраз "увеличение кинетической энергии вихря". Вихревая аэродинамика это сверхкритическая аэродинамика. Она не оптимальна для дозвука, но до больших скоростей на дозвуковом планере не доберёшься.

Д.Ж.> Не только, не показывает минимум. Вы фото видели?

Еще в старой книжке "Аэродинамика больших скоростей" Гошека была приведена иллюстрация со скачком конденсации, который идет строго перед скачком уплотнения.
Суть тут одна при падении давления мы переходим в точку насыщения и выпадает конденсат. Обычно это еще точка не с самым низким давлением, но идет следом за скачком конденсации. Так можно считать, что это оно и есть.

Д.Ж.> Что именно Бартини?

Придуман для экранопланов.

Bredonosec> наверно всё же сначала "анаконда" была -

Далеко не сначала. Назывался Аналог МиГ-21И. Первый полёт — 1968.

Northrop T-38, на котором исследовано влияние малого острого наплыва именно на манёвренность, в 1959. Lockheed A-12 полетел в 1962. BAC 221 в 1964.

Bredonosec> а там уже и исследования на качество на свзв, и изучение открывшихся иных свойств

Только взлёт и посадка к сверхзвуку.

Bredonosec> А решает ту же задачу -

Именно Northrop начали моду на наплывы и сверхманёвренность. Причём с середины 60-ых. Однако F-15 вполне обошёлся крылом, близким к треугольному, да ещё и без механизации спереди.

101> Придуман для экранопланов.

Но сверхзвуковых, вроде.

Bredonosec> наверно всё же сначала "анаконда" была -

Самолет-аналог. Ну это и есть работа по программе СПС.

Bredonosec> А решает ту же задачу -

Наплыв в первую очередь двигает фокус на св/зв. Это был п.1 при разработке св/зв самолетов.
К вопросу о стреловидности крылоа ларчик открывается просто - профиль. Острый носик, малая толщина. Маневренность достигается в первую очередь механизацией.
Хорнет это уже потом появилось, когда начали озабачиваться маневренностью.
Но я бы хотел обратить ваше внимание, что вихрь позволяет только лишь сохранять работоспособность органов управления с ростом угла атаки, что не просто увеличивает маневренность, а просто дает возможность ее не терять.
На углах выше 25 градусов и МиГ-29 в КБ летал, управлялся через перекрестные связи, и был как корова.

Д.Ж.> Но сверхзвуковых, вроде.

Ну... если с воздушным винтом можно выйти на св/зв на экране, то да.

Д.Ж.> Другое дело, если вихрь уже есть, его можно ускорить, снизить вред от него. В этом смысл фраз "увеличение кинетической энергии вихря". Вихревая аэродинамика это сверхкритическая аэродинамика.

Вихри образуются на самолете со времен царя-гороха. Просто с определенного момента на них стали обращать внимание, т.к. появилась экспериментальная база и новые знания.
Борт по любому тратит тягу движков на проталкивание планера в пространстве и вытеснение воздуха. Ускорить вихрь - не понял термин. Воздух движется со скоростью полета борта, а вихрь по любому должен быть медленее, т.к. есть вторичная компонента скорости.
Максимум что можно сделать это поиграться соотношением осевой компоненты и периферийной. Если осевая компонента будет равна скорости борта, то значит вихрь распался и есть нормальное обтекание.
Механика вихря простая - разряжение в его ядре. Тупой перепад давления.
Пустили над закрылком на большом альфе - получили повышение Су. Но просто потому что за счет разряжения в вихре поток прижимается ближе к крылу.

101> Вихри образуются на самолете со времен царя-гороха. Просто с определенного момента на них стали обращать внимание, т.к. появилась экспериментальная база и новые знания.

Разумеется. Фон Карман пишет о теоретических работах 30-ых годов для крыла малого удлинения. Хотя не под рукой.

101> Борт по любому тратит тягу движков на проталкивание планера в пространстве и вытеснение воздуха. Ускорить вихрь - не понял термин. Воздух движется со скоростью полета борта, а вихрь по любому должен быть медленее, т.к. есть вторичная компонента скорости.

Вихри медленные по-разному. Меняя положение вихря, скажем, или объединяя или дробя. В итоге учитывают то, как поменялась его общая скорость.

101> Максимум что можно сделать это поиграться соотношением осевой компоненты и периферийной. Если осевая компонента будет равна скорости борта, то значит вихрь распался и есть нормальное обтекание.

Тут такие пустяки не обсуждают.

101> Механика вихря простая - разряжение в его ядре. Тупой перепад давления.

Нет, не простая. Есть механика много проще.

101> Пустили над закрылком на большом альфе - получили повышение Су. Но просто потому что за счет разряжения в вихре поток прижимается ближе к крылу.

То есть, именно за счёт того, что вихрь движется медленнее — препятствие потоку.

Но с вами тут не спорю. Это только попытка быть понятым лучше. И не вами понятым. Возможно, у меня есть сложности с терминологией, так как читаю совсем не учебники, а хуже, и сам перевожу. Меня история занимает.

101> Ну... если с воздушным винтом можно выйти на св/зв на экране, то да.

Тогда мне непонятно, что вы имеете ввиду. Я это:

PPV>> "... В конце 60-х годов в ЦАГИ и в ряде ОКБ...
Д.Ж.> В конце 50-ых в США.
Дмитрий, Вы дискутируете со мной, или с книгой Г.С. Бюшгенса?

PPV>> ... Это новое направление исследований ЦАГИ основывалось на рациональном использовании специально индуцируемых вихрей на верхней поверхности крыла, т.е. на "управлении" вихрями. Образование этих вихрей производилось за счет заостренных наплывов, расположенных в корневой части крыла. ..."
Д.Ж.> И внедрили тупой наплыв МиГ-29. А для Т-10-1 соорудили крыло, на котором срыв потока начинался до 10 град. Которое просто рассчитывалось только на сверхзвук, а не для манёвров.
По поводу тупого наплыва на МиГ-29 спорить не буду, а вот по поводу крыла для Т10-1 - это тема для отдельного большого разговора о том, кто и что именно рекомендовал ОКБ Сухого применительно к теме Су-27 в интервале 1971-76 г.г. У меня нет никакого желания ввязываться вновь в дискусиию на эту тему, замечу лишь, что форма и профилировка крыла Т10-1 оптимизировалась отнюдь не на сверхзвук, а на достижение Кмакс на дозвуке...

Д.Ж.> Спасибо. Располагаемая подъёмная сила (не качество) на больших углах. Характеристики взлётно-посадочные и манёвренные (на околозвуковых скоростях, при большом угле атаки).
Д.Ж.> (Решение вовсе не единственное.)
А я выше уже писал Вам, что для истребителей 4-го поколения а/д компоновка оптимизировалась отнюдь не для сверхзвука, а именно для обеспечения высоких маневренных характеристик на дозвуке, которые достигаются таки отнюдь не на режимах Кмакс, а на режимах, близких к Судоп.


PPV>> "...изменяет характер обтекания консоли при углах атаки, превышающих критические для крыла без наплыва;"
Д.Ж.> Закритические углы!
Ну ведь ясно написано: "превышающих критические ДЛЯ КРЫЛА БЕЗ НАПЛЫВА". Это значит, что такие углы, которые будут закритическими для исходного крыла (без наплыва), для крыла, оснащенного корневым наплывом, эти углы будут вполне таки рабочими, срыва на них еще не будет, и будет, т.о. достигнуто увеличение Сурасп.

PPV>> ... На частях консоли и центроплана, лежащих под вихрем с наплыва, возникают зоны разрежения; разрежение имеет место и на частях консоли, подверженных влиянию кромочного вихря. Регулярное течение на большей части верхней поверхности крыла наблюдается до альфа=34 град. ..."
Д.Ж.> То есть, вихрь вреден, но меняет поток под собой, даёт крылу работать.
Дмитрий, а в чем в данном случае заключается "вред" вихря? В том, что он создает разрежение на верхней поверхности крыла? Должен создавать наоборот, избыточное давление?

PPV>> Надеюсь, что вышеприведенные строки снимут Ваши возражения о "вихрях", и их "вреде"
Д.Ж.> Нет.
Ну, на нет и суда нет...

PPV>> По какой-то неведомой мне причине Вы упорствуете в своем заблуждении и пытаетесь доказать недоказуемое, а именно, то, что корневые наплывы появились на истребителях 4-го поколения якобы в первую очередь для улучшения аэродинамики на сверхзвуке.
Д.Ж.> Потому что профессионалы писали именно так. Собственно, выбор между треугольным крылом и крылом с наплывом — центральная проблема выбора аэродинамического облика современного самолёта. Наплывы выходят из моды.
Тут налицо подмена понятий. У меня речь шла об истребителях 4-го поколения, а Вы теперь говорите о каком-то современном самолете. Уточните, о каком именно? И кто такие эти самые "профессионалы"?

PPV>> Это не так, и спорить с этим - просто глупо. Наверное, я огорчу Вас, если скажу, что все без исключения истребители 4-го поколения отнюдь не являются полноценными сверхзвуковыми истребителями, оптимум их а/д характеристик - на до- и трансзвуке...
Д.Ж.> Который из оптимумов? И где вы видели сверхзвуковой самолёт, у которого оптимум именно на сверхзвуке? SR-71 на дозвуке летит дальше.
Я имел в виду оптимум по маневренным характеристикам. Вы ведь не будете спорить, что 4-е поколение истребителей, по сравнению с 3-м, должно было обеспечить гораздо более высокий уровень именно маневренных характеристик. А по поводу отсутствия сверхзвуковых самолетов с оптимумом на сверхзвуке - так и хочется сказать про унтер-офицерскую вдову. Это я к тому, что это Вы, а не я настойчиво говорите здесь о "сверхзвуковых" истребителях и об улучшении их а/д характеристик на сверхзвуке.

PPV>> Дело в том, что при создании истребителей 4-го поколения упор делался отнюдь не улучшение аэродинамики на сверхзвуке, оптимизировались в первую очередь характеристики на до- и трансзвуковой скорости, поскольку анализ показывал, что именно в этой области до сих проходила и по сю пору происходит большая часть воздушных боев.
Д.Ж.> При создании F-15, F-16, F/A-18 ставилась задача ведения боя и марша на сверхзвуковой скорости. Дозвуковые режимы пришлось учесть. Изменение свелось к тому, что наибольшая скорость не являлась важнейшим показателем. Хотя F-15 и превзошёл предшественников в скорости.
Д.Ж.> Наиболее отличный по соответствующим требованиям самолёт — F/A-18, а не F-16.
Д.Ж.> МиГ-29 с Су-27 в этом почти подобны F-16. С тем важным отличием, что упор на перехват и трудности с заборниками привели к сохранению их регулирования.
Согласитесь, Дмитрий, что Ваши рассуждения о концепции американских истребителей 4-го поколения построены на общемурзилочных рассуждениях, почерпнутых из популярной технической литературы, поскольку Вы никогда в глаза не видели никаких реальных документов, которыми задавалось бы создание этих самолетов. И уж тем более не видели отечественных подобных документов типа ТТТ на самолет, чтобы потом рассуждать на тему о том, чем именно и почему Су-27 или МиГ-29 отличается от F-15/16/18...

Д.Ж.> Нет, не простая. Есть механика много проще.

Перепад давления самый простой механизм в аэродинамике возникновения силы, которая приводит к изменению вектора скорости.
Сила первична.

Д.Ж.> То есть, именно за счёт того, что вихрь движется медленнее — препятствие потоку.

Вихрь это не самолет, и препятствует потоку воздуха вихрь, а не самолет. И сопротивление ощущает на себе вихрь, а не самолет. А вихрь это не гондон, приклееный к самолету, и передающий сопротивление на себя к самолету.
И его там в потоке пинают, крутят, плющат и колбасят. Но к самолету это ведь отношения не имеет.

PPV>> Я ведь спрашивал не про крылья сверхмалого удлинения, а про наплывы. Почитайте книжку:
101> ... Поэтому, в первую очередь да - наплыв именно для снижения сопротивления на сверхзвуке.
101> А потом и вскрыли вихри и началась активная работа цагов по этой теме.

Исходно я задал вопрос:
"Дмитрий, Вы всерьез считаете, что корневые наплывы появились на большинстве истребителей 4-го поколения только для улучшения аэродинамики на около- и сверхзвуке?"
И получил ответ:
"Да. Крылья сверхмалого удлинения нужны только на сверхзвуке. А даже около не нужны".
После чего и была фраза, приведенная выше.
Согласись, что такая постановка вопроса не предполагала исторического экскурса на тему зачем вообще нужен наплыв, как он появился на свет, и каковы его положительные какчества...