-
- так давайте по порядку про сопротивление фюзеляжа .
1 Полное сопротивление фюжа будет складываться из:
- лобового ( основное влияние оказывает мидель )
- трения ( на этих скоростях меньше в процентном отношении чем лобовое )
- давления ( тоже меньше лобового )
- всякие интерференции не учитываем пока
- индуктивное включим в сопротивление давления
2 А вот про сопротивление площади омываемой поверхности пожалуйста поясните ...и почему оно должно быть разным у тел одинакового объёма, но разного удлинения.
Термин "лобовое сопротивление" лишен физического смысла. Напрямую от фронтальной площади завист только сопротивление плоской пластинки, поставленной поперек потока, вся задняя поверхность которой охвачена срывом. Также относительно точно можно выделить сопротивление донного среза. В отличие от лобового, термин "донное сопротивление" физический смысл имеет. это сопротивление плоскогос реза, на котором имеется разрежение, вызванное срывом потока.
Тела плохо обтекаемой формы, у которых основную часть сопротивления также создает срыв потока, можно сравнивать по миделю. только если они геометрически подобны. Например, серия колес одинаковой формы, но разного диаметра.
Основную часть удобообтекаемого тела составляет сопротивление трения. Физической причиной этого сопротивления является наличие на поверхности тела пограничного слоя и его состояние (ламинарный или турбулентный). В зависимости от формы тела, обтекающий его поток может разгоняться или тормозиться, соответственно, на разных частях поверхности возникает разрежение или повышенное давление. Из-за этого сопротивление трения, отнесенное к омываемой поверхности в общем случае не равно таковому для плоской пластинки, установленной по потоку. Для того, чтобы установить соовествеи между сопротивлением трения тела и пластинки, ползуются экспериментальными данными, из обобщения которых выводят коэффициент перехода. который обычно больше единицы и возрастает с уменьшением эквивалентного удлинения тела.Иногда разницу между сопротивлением трехмерного тела и плоской пластинки с поверхностью, равной омываемой поверхности тела, называют сопротивлением формы. С физической точки зрения принципиальны соотношения между сопротивлением такого тела и его объемом и омываемой поверхности к объему.
Известно, что наименьшей поверхностью при заданном объеме обладает шар. Однако, значительная часть его поверхности обтекается с отрывом потока, от чего у него возникает донное сопротивление.
Если мы будем вытягивать этот шар в каплю, то при удлинении хвостовой части около 2 это донное сопротивление исчезнет. При дальнейшем вытягивании будет расти омываемая поверхность, приходящаяся на единицу объема, но отношение сопротивления трения этого тела к сопротивленгию плоской пластинки будет уменьшаться, стремясь к единице.
Однако эти зависимости таковы, что при слишком большом удлинении тела, рост омываемой поверхности обгоняет понижение коэффициента перехода к плоской пластинке.
При проектировании фюзеляжа стоит задача вписать в него кабину заданного объема, в котрой сидят вполне определенные человечки. По этой причине имеет значение коэффициент использования объема. Если он буде снижатьяс при вытягивании фюзеляжа, то сопротивление тела, описанного вокруг заданной кабины будет расти еще быстрее. На практике так оно и происходит. Оптимальным объемом в который вписаны 2 сидячих человека, в первом приближении является прямоугольный параллелепипед, близкий к кубу. Очевидно, такой параллелепипед ближе всего к кабине с рядной посадкой.
Тело минимального сопротивления (при малых дозвуковых скоростях), описаное вокруг такого оптимального полезного объема, имеет относительное удлинение между 3 и 4. Этот результат многократно подтвержден как продувками, так и численным моделированием обтекания.
Удлинение реальных фюзеляжей легких самолетов чаще всего больше 4 из-за необходимости выноса хвостового оперения на заданное плечо. Такой фюзеляж, следовательно, имеет дополнительное сопротивление сверх минимального, которое будет только расти при его дальнейшем вытягивании.
Наконец, часть крыла , перекрытая фюзеляжем, выпадает из омываемой поверхности. На стыках крыла и фюзеляжа может возникнуть местное вспухание и отрыв погранслоя, что дает сопротивление интерференции. Однако, это сопротивление можно убрать практически до нуля, особенно у высокоплана, поэтому в практических пределах изменения пропорций фюзеляжа, более толстый и короткий фюзеляж исключает из общей омываемой поверхности большую часть и тем снижает общую сводку сопротивлений, по сравнению с более худым и длинным.
