Петр Токарев: Хозяин самолета

Если установить плоскую пластинку под углом 90° к направлению движения воздушного потока, то набегающий поток воздуха будет производить на поверхность пластинки динамическое давление, большее по сравнению с давлением атмосферным. Наибольшее давление поток производит в центре пластинки. У краев пластинки происходит сужение потока, вследствие чего возрастает скорость воздушных струй и уменьшается давление. Миновав край пластинки, струи воздуха по инерции устремляются дальше, постепенно расширяясь и заполняя образовавшееся за пластинкой разреженное пространство. Наибольшее разрежение возникает в центре обратной стороны пластинки, постепенно уменьшаясь к ее краям. Воздух, находящийся за пластинкой, стремясь заполнить образовавшуюся область пониженного давления, движется в направлении, обратном основному потоку. Перед пластинкой же образуется область повышенного давления. Возникшая разность давлений порождает силу, перпендикулярную поверхности пластинки и направленную в сторону, обратную движению. Сила эта называется силой сопротивления воздухаи обозначается латинской буквой Q (рис. 2).

При движении ненесущих частей самолета, к которым относятся все его наружные детали за исключением крыльев (фюзеляж, шасси, оперение и т. д.), сила сопротивления воздуха является вредной. Она стремится остановить движение самолета, и в полете ее приходится преодолевать силой тяги воздушного винта или силой тяги реактивного двигателя (рис. 3). Поэтому все ненесущие части самолета должны иметь форму, при которой сопротивление движению их в воздушной среде получается наименьшее. Такая форма называется удобообтекаемой. Для уменьшения давления на переднюю поверхность тела необходимо увеличить скорость струй, движущихся касательно к поверхности. Достигается это приданием поверхности выпуклой, округленной формы. Для уменьшения разрежения за телом необходимо заполнить все пространство, в котором происходит вихреобразование, что также осуществляется приданием телу соответствующей формы.

При движении самолета в воздушной среде величина силы сопротивления зависит не только от плотности воздуха и от площади миделевого сечения (под площадью миделевого сечения подразумевается площадь поперечного сечения тела в наиболее утолщенной части, перпендикулярная направлению движения), но и в значительной степени, как было уже сказано, от формы и чистоты поверхности крыла и всего самолета в целом. И чем больше вмятин и других неровностей на поверхности самолета, тем больше сила сопротивления. Вследствие трения воздушных струй о поверхность самолета сопротивление воздуха не устранимо полностью, возможно лишь уменьшение его до определенного предела соответственным выбором формы и приданием поверхности возможно лучшей чистоты (гладкости).

При движении таких тел, как плоская пластинка (и вообще плохо обтекаемых тел), трение не имеет большого значения; у тел же удобообтекаемой формы трение имеет решающее значение. Все наружные части самолета обычно делаются лакированными, с гладкой поверхностью, что значительно уменьшает сопротивление. Придав удобообтекаемому телу шероховатую поверхность, можно во много раз увеличить его сопротивление.

Поэтому содержание самолета в чистоте, удаление с него пыли, грязи и масла имеет значение не только для его сохранности, но и способствует уменьшению сопротивления. А это значит, что при прочих равных условиях самолет, имеющий меньшее лобовое сопротивление, будет развивать большую скорость полета и иметь меньший расход горючего на километр пути и, следовательно, пролетит большее расстояние или будет иметь большую продолжительность полета.

Известно, что продолжительность полета самолета, у которого запас горючего равен G гор кг , а двигатель расходует в час C hкг горючего, равна