Биплан Буземана

редактировать
Оригинальный биплан Буземана, работающий в своей расчетной точке

Биплан Буземана - это теоретическая изобретенная конфигурация самолета Автор Адольф Буземан, который предотвращает образование ударных волн N-типа и, таким образом, не создает звуковой удар или связанное с ним волновое сопротивление. Однако в своем первоначальном виде он также не создает подъемной силы. Практичная конструкция биплана Буземана, обеспечивающая соответствующую подъемную силу, может уменьшить интенсивность волн и сопротивление, но не устранить их.

Содержание

  • 1 Источники
    • 1.1 Нерасчетные условия
  • 2 Подъем бипланов Буземана
  • 3 См. Также
  • 4 Ссылки
  • 5 Внешние ссылки

Истоки

Оригинальный биплан Буземана состоит из двух пластин треугольного поперечного сечения, расположенных на определенном расстоянии друг от друга, причем плоские стороны параллельны потоку жидкости. Расстояние между пластинами достаточно велико, чтобы поток не сдавливался и между ними поддерживался сверхзвуковой поток.

Сверхзвуковой поток вокруг обычного крыла генерирует сжимающие звуковые ударные волны в передней и задней части края, с волной расширения между ними. Эти ударные волны соответствуют изменениям давления, препятствующим воздушному потоку, известным как волновое сопротивление. В биплане Буземана прямая ударная волна высокого давления создается внутри и симметрично отражается между внутренними поверхностями с двойным клином. Они мешают нейтрализовать как сами себя, так и следующие за ними ударные волны, не оставляя внешней волны для распространения на бесконечность и, следовательно, избегая волнового сопротивления. Плоские верхняя и нижняя поверхности не создают ударных волн, поскольку поток параллелен.

Внутреннее выравнивание ударных волн означает, что биплан Буземана создает минимальное волновое сопротивление. Однако плоские внешние поверхности и внутренняя симметрия также означают, что конструкция Буземанна не создает подъемной силы в расчетной точке для оптимального снижения ударов и сопротивления.

Нерасчетные условия

Работа вне проектной крейсерской скорости или угла атаки устраняет конструктивную интерференцию и приводит к эффектам удушения и гистерезиса потока, которые значительно увеличиваются тащить, тянуть. При удушении ударные волны уменьшают свой обратный угол с каждым отражением от конических поверхностей крыла, пока они не образуют ударную стенку поперек зазора. Это вызывает нарастание давления и замедление скорости потока, так что возникает гистерезис потока, при котором замедление потока воздуха приводит к тому, что дросселирование сохраняется через расчетную точку и выходит за ее пределы, прежде чем оно исчезнет при более высокой скорости самолета.

Подъем бипланов Буземана

Согласно законам движения Ньютона, чтобы получить подъемную силу на крыльях, в ответ проходящий над ними воздух должен быть отклонен вниз. На сверхзвуковых скоростях это создает по крайней мере одну ударную волну, а возможно и больше. Как и любой другой профиль, биплан Буземана может иметь небольшой положительный угол атаки для создания подъемной силы таким образом, однако теперь он также будет генерировать внешние ударные волны.

Конфигурация биплана Буземана все еще может использоваться для минимизации энергии этих ударных волн и связанного с ними сопротивления.

Волновое сопротивление имеет две причины: одна из-за размера или формы плоскости и другой из-за создаваемого лифта. Концепция Буземана может устранить сопротивление ударной волны, но не сопротивление подъемной силы. Первоначальная геометрия Буземана устраняла волновое сопротивление и, следовательно, подъемную силу. Современные конструкции типа Busemann могут создавать подъемную силу и связанную с ней ударную волну, при этом устраняя большую часть или все сопротивление формы, тем самым достигая значительного повышения эффективности по сравнению с традиционными конструкциями. Они также могут обеспечить адекватную производительность в диапазоне скоростей и углов атаки.

Проблемы запроектированного дросселирования и гистерезиса могут быть решены путем использования устройств с изменяемой геометрией, таких как закрылки и предкрылки, которые также могут служить в качестве устройств большой подъемной силы во время взлета и посадки. Другой подход заключается в изменении геометрии аэродинамического профиля для обеспечения приемлемых характеристик в ряде нестандартных условий за счет некоторого сопротивления формы даже в оптимальной расчетной точке.

См. Также

  • Pratt Whitney J58. ; двухтактный двигатель с геометрией впуска, аналогичной его расчетной точке.
  • Катамаран лодки подвержены влиянию дозвуковых потоков жидкости.

Ссылки

Внешние ссылки

Последняя правка сделана 2021-05-13 06:37:00
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте