Корректировка сверхзвуковой области используется для уменьшения роста лобового сопротивления, возникающего при прохождении самолетом околозвукового режима. Хотя это было подтверждено экспериментально, каково теоретическое/физическое обоснование того, почему управление площадью уменьшает сопротивление?
Я знаю, что следующий ответ предполагает, что это просто «правило», но может ли кто-нибудь пролить больше света на то, ПОЧЕМУ работает метод управления областью? ( Что такое «правило площади»? )
Это потому, что принцип Бернулли не работает при сверхзвуковых скоростях и выше.
В дозвуковой области, когда атом ускоряется, у него не так много времени, чтобы толкаться вокруг фиксированного места (он быстро проходит мимо этого места). При этом статическое давление падает по мере увеличения скорости. И при этом соседние атомы, которые тоже не так сильно отталкиваются, могут группироваться.
В метафоре Буземана и Уиткомба воздушная трубка становится тоньше.
В сверхзвуковом потоке, как и в случае с ударными волнами, нарушается связь между атомами. Они движутся слишком быстро, чтобы воздух мог выполнять эффект быстрого движения (возмущения давления не могут распространяться), и, таким образом, воздушная трубка не становится меньше. Это приводит к увеличению сопротивления по сравнению с расчетным; вместо того, чтобы трубы становились меньше, они остаются большими и быстрыми.
Увеличение сопротивления является самым высоким, когда происходит внезапное изменение поперечного сечения. Сначала рассмотрим поверхность коробки по сравнению с заостренным концом конуса.
Применяя это, правило сверхзвуковой площади направлено на сохранение постоянного размера поперечного сечения всего транспортного средства без резких изменений. Если утончение фюзеляжа в месте стыка с крылом невозможно, то также можно постепенно утолщать его перед началом крыла.
Трубы не уменьшались, и учитывая поперечное сечение автомобиля в целом, были причиной правила площади.
Справочник и дополнительная литература: Глава 5 — Правило области Уиткомба — от технических наук к большой науке, через НАСА .
Роберт ДиДжованни
Ник Хилл