Cтраница 88 из 129
ВИХРЕВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ
Общеизвестно, что наличие подъемной силы увеличивает аэродинамическое сопротивление. Это подтверждается многочисленными экспериментальными данными, свидетельствующими, что изменения формы кузова, приводящие к уменьшению подъемной силы, одновременно позволяют уменьшить аэродинамическое сопротивление. Та часть аэродинамического сопротивления, которая сопутствует подъемной силе, часто оценивается в 10 % полного сопротивления, а иногда даже и больше. Хотя эта сила сопротивления не является основной частью полного сопротивления, она примечательна в одном отношении: ее можно полностью исключить, в то время как остальные составляющие исключить нельзя. Таким образом, сопутствующее подъемной силе сопротивление заслуживает особого внимание с точки зрения возможности уменьшения аэродинамического сопротивления.
Это сопротивление обычно принято называть «индуктивным сопротивлением». Однако этот термин имеет некоторые смысловые оттенки, которые нельзя применить к автомобилям, так что его использование может привести к недоразумениям. Понятие индуктивного сопротивления возникло в аэродинамике. Истоки его восходят к работам Ланчестера и Прандтля, которые обнаружили это сопротивление при исследовании крыльев самолета конечного размаха (при обтекании двумерных, т. е. бесконечно длинных крыльев сопротивление, сопутствующее подъемной силе, отсутствует). При рассмотрении модели идеального невязкого потока над крылом и в его спутном следе было сделано предположение о скосе потока за крылом, создающем кажущийся угол атаки обтекания самого крыла. Результатом обтекания под углом атаки является возникновение действующей на крыло подъемной силы, линия действия которой наклонена в противоположную сторону, проекция этой силы на направление потока и представляет собой «индуктивное сопротивление».
Поскольку величины относительного удлинения автомобилей малы, представляет интерес рассмотреть экспериментальные и теоретические результаты, полученные НАСА для крыльев малого относительного удлинения, порядка единицы. Важный вклад в понимание механизма возникновения подъемной силы и сопротивления таких крыльев внес Полхамус. Он исследовал механизм возникновения подъемной силы тонких дельтовидных крыльев с заостренными передними кромками, в результате отрыва потока от которых образуются движущиеся вихри. Исследования Полхамуса были продолжены Ламаром, изучившим обтекание тонких крыльев с боковыми кромками (прямоугольных крыльев).
|