Тело удобообтекаемого профиля

Класс 62 Ь,О ПИСА тела удобообтекаемого профи Я.. Ка 2 вивсжеге,М 16420).бра 3932 года. К авторскому свидетельству К. Л. Рещв заявленному 4 апреля 1927 года (з ва,и Б яв. свид ио 31 деа выдаче авторсото свидетельства опублик при нйой Одок.: аниех я по- текае 1 йщи где: т - ок струй, г - ради Представля угловую ю= уравнение кр ой у гг 2 =пз .,1С целью достижения минимального лобового сопротивления и наилучшегб обтекания предлагается тело удобообтекаемого профиля, очерченного по кривой 1 йццз уравнения (р+ с) г 2 = сопз нли уравне 3ния (у+ с) г 2 = сопв.На чертеже фиг. 1 изображает кривую Ыццз; фиг. 2 - верхнюю половину обтекаемого профиля; фигЗ - ряд .обтекаемых профилей, пригодных для разных скоростей продвижения снарядаИзвестные до сих пор.крнвые, по которым строится очертание профилей, на; пример, пропеллера, крыльев аэроплана, ветродвигателя и пр. не могут быть названы наилучшими в смысле достижения пределов минимального лобового сопро-. тивления и наилучшего:обтекания (наименьших потерь). Еще более нуждаются в :установлении наиболее правильного очертания формы корпусов кораблей, морских судов, дирижаблей, автомобилей и прочих яредств передвижения, обладающих значительной скоростью продвижения в обтекающей среде.Изучения формы тела уразличных пород рыб и птиц показали, что в большинстве случаев преобладающим очертанием осевого профиля рыб и птиц является форма закруглений и искривленийблнжающаяся к мате 2 атическойЫццз (.кривая жезла"), Особенносовпадения в пределах этой кривой оЭта особенность послужила оснодля испольЪования кривой Йццз длстроения формы профилей удобробмых тел.Как известно, уравнение крифнг. 1) выражается формулой: вой (ур 2 - Пй . ( 2 где р - радиус закругления, то - угол, выражаемый в .частях 2 к, а в некотор постоянная величина.Анализ этой кривой в отношенииви. хревых образований показал, что это есть не что иное как кривая угловых скоростей вихря.Это открытие подтверждается следующим рассуждением. Известно, что вращение вихря совершается по закону площадей:эг=сопзФ.(П)ружная скорость, вихревыхус закругления струек вихри,я окружную скорость черезг, получаем общеизвестноеив гловых скоростей вихря,"Полная тождественность уравнения.(1)н (111): в аолярных координатах очевидна,ибо в формуле (1) а=сопят.Кривая угловых скоростей вихря даетотносительное положение .частиц вихря,начавших вращательное движение с тогомомента когда: они были на рбщей поляр-.ной ои 1 т,-е при е- -. О,В таком, случае г =. с 4,:Задаваясь онределенной величиной Г, при и = )4 2 = 2(половина ширины судна), легко можем определить сопят. Д,алее, по изве, стной величине ео и сонями легко отыскать все значения радиусов г в преде.лах от О до я, чтобы таким образомвычертить верхнюю половину нового обтекаемого профиля (фйг. 2).При продвижении тела вперед с определенной скоростью и= сопв при абсолютном движении частиц вихря (по законуплощадей) со скоростью,а относительная.скорость частицы среды ш, во всех точках кривой нового очертания, будет располагаться параллельно отдельным элементам (участкам) этого очертания, Поэтому, именно, вследствие этой чрезвычайно важной особенности, могущие иметьместо завихрения, (потери) будут минимальными. Наиболее полная обтекаемостьн новом очертании профиля будет полубчена для тех случаев, когда будет дости.гнуто условие, -чтобы при а = 1 скорость о =а/.Для некоторой точки нового профиляможно найти определенную зависимостьмежду постоянной величиной о=сопятн переменной и,. Это будет именно таточка, когда в = радиану 573 или (выражая ее в частях х) когда (о = 1.В этом исключительном случае о)г =ШГ= сопят или аг = и. сопят .сопятВ случае, когда 6 = 1, тб= г (численно)ю 2=Г 2 = и, сопят, Исходя из понятий размерностей сонями должно быть приравненок иПоследняя формула тогда примет видо762 -иВ. другом случае, например, при г=сотих=О. Здесь, при 4 о=1;и=и=-г (численно). С увеличением 46 ) 1,п ) и; прив(1, и и. Таким образом построение нового обте - каемого профиля следует начинать с 46 = 1; задавшись поступательной скоростью об. текаемого тела, необходимо для этого момента построить г=и; отсюда в=1, на.- ходим сопят=из=г 2,Вывод: для каждой скорости и, при о = = 1, должен быть свой, радиус ГДалее по формуле ( 1 П ) вг 2 = сопят, откладывая углы в частях 2 т, в пределах к ) ь) О, графически находим очертания кривой угловых скоростей вихря (фиг, 2),Построение этой кривой ведем в масштабе .следующим образом: задаваясь скоростью,передвижения снаряда и = 5,01 см, описываем из,центра координатной системы круг радиусом 5,01 см.По формуле юг- =- сопят определяем численное значение. 1 5012 =251 = сонями.При в =90 формула приметвид:2 к. 90360 г 2 -- 25,1. Отсюда Г 251 Х 360 Гбб=.:Ц, = 4 СМ. У. 2 Х 90 Таким образом можно получить значенияДЛЯ Г 76 Г 60 Г 4 б Г 20 И т Д.Откладывая на сторонах соответственных углов величины г, получим ряд точек, которые затем, будучи соединеныпрямыми отрезками или по лекалу, дадутобщий вид кривой над осью абсцисс,Точно такую же кривую можно построитьпод осью абсцисс,Обрыв кривой в ее нижнем пределеопределит обрыв ее в верхнем пределепри а) 2,В случае больших поступательных скоростей обтекаемого тела и при требуемыхнаименьших размерах его пойеречногосечения, можно сдвигать симметричнов отношении осн абсцисс верхнюю и нижнюю кривую (зеркальное отображениекривой 1 йццв над осью абсцисс даст нижнюю кривую). В таком случае центрывихря будут смещены за пределы очертания тела, Получится ряд обтекаемых про;филей, пригодных для разных скоростейпродвижения снаряда (фиг. 3).; Очевидно, что вакф-.Ффекание струейдвижущегося тела совершается по законувихревых обтеканий и здесь новая предложенная авторами форма обтекаемыхпрофилей призвана сыграть существеннуюроль в смысле создания наиболее благоприятных условий обтекания.Чтобы достигнуть наибольших пределовбезударности входа частиц среды на носснаряда, необходимо верхним пределомдля ы брать значение, меньшее ж. Нижним пределом надо взять в больше нуля,иначе г= со. В таком случае хвостоваячасть снаряда сама собой получает замкнутую форму,Практически нет смыслабрсь о (3,5,так как тогда кривая становится почтипараллельной оси абсцисс, уходя в бесконечность,По наблюдуиям авторов именно оба ука; ванные условия выполнены природойв форме тела многих рыб и некоторыхптиц (ласточки).В этих случаях строение нриродныхформ очертания, кроме соответствия с найденной кривой, удовлетворяет условиюсоздавания в передней, уширенной частитела (когда о) = д) пониженного давленияГ при большими.айоЮстях обтщаиия .и повышенного давления в задней хвостовой . части тела.Движение капли масла .по поверхности воды, в момент отрыва от. нее утолщенного хвоста (а это утолщение создается благодаря большому гидродинамическому давлению скопившихся в хвосте капли частиц масла), дает форму, вполне тождественную с новым, предложенным авторами, профилем, обтекаемого снаряда.Далее опыты авторов с центральным выбрызгиванием капель краски по вращающемуся диску, показали также, что выбрасывание струй краски идет по кривой угловых скоростей вихря (Йппз),Это наводит на мысль о возможности постройки по предлагаемой кривой каналов в центробежных насосах, а также в турбннах н на поверхности лопастей ветродвигателей и аэропланов.Предмет изобретения.Тело удобообтекаемого профиля, отличающееся тем, что профиль очерчен по кривой 1 Ьюз уравнения (+с) гз=-сопзФ3или уравнения (+с) г =сопз.2