Cтраница 90 из 129
ВЛИЯНИЕ БЛИЗОСТИ ЗЕМЛИ
Одной из отличительных особенностей автомобилей является то, что они движутся в непосредственной близости к поверхности земли. Как выявлено Твайтсом, для симметричного не создающего подъемной силы тела конечной толщины при обтекании его с зеркальным отражением, линии тока искривляются и начинается циркуляция потока. В результате поток над передней частью реального тела отклоняется вверх, а над задней — вниз. По отношению к искривленным линиям тока этого измененного набегающего потока тело как бы принимает эффективное очертание, изогнутое вниз, и возникает сила, направленная к зеркальному отражению тела.
Эта простая картина, изображенная Твайтсом, описывает обтекание не создающего подъемной силы тела конечной толщины при не очень близком расположении его у земли. Если распространить подобные рассуждения на случай обтекания тел, создающих подъемную силу вследствие особенностей их очертания или наличия угла атаки, можно установить, что близость земли сказывается двояким образом. Когда подъемная сила отрицательна (направлена к земле), влияние зеркального отражения тела на картину обтекания его самого будет аналогично описанному ранее. В результате отрицательная подъемная сила будет увеличиваться по абсолютной величине по мере уменьшения расстояния от тела до земли. Однако, если подъемная сила положительна, изменение линий тока имеет противоположный характер, и контур тела как бы принимает эффективное очертание, изогнутое вверх. В этом случае по мере приближения к поверхности земли подъемная сила будет непрерывно увеличиваться. Эффект влияния угла атаки и эффект конечной толщины тела (который всегда присутствует) будут противоборствовать друг с другом, и результирующее изменение величины подъемной силы при изменении расстояния до земли будет зависеть от их относительной роли.
Подтверждение этим выводам можно найти в работе Саундерса, который использовал линеаризованную двумерную модель для исследования обтекания крыльев с учетом влияния близости земной поверхности. Он установил, что по мере приближения к земле вследствие влияния толщины подъемная сила стремится к отрицательным значениям, в то время как подъемная сила, обусловленная углом атаки, увеличивается. Случай очень сильного влияния земли рассматривался Уидналлом и Барроузом, исследовавшими крыло конечного размаха в непосредственной близости у земли. В этом случае влияние толщины и подъемной силы разделить нельзя. При этом было установлено, что величина коэффициента подъемной силы зависит только от очертания нижней поверхности крыла и поверхности земли. Дальнейшее развитие этих исследований было осуществлено Такком, который изучал обтекание двумерного тела с поперечным сечением, напоминающим очертания автомобиля, в непосредственной близости у земли.
|