Что такое «правило площади»?

«Правило площади» гласит, что сверхзвуковое сопротивление самолета связано с общей площадью части самолета. Каково точное определение правила? Почему это происходит?

Это связано с формой кривой площади поперечного сечения, построенной вдоль продольной оси самолета. Другими словами, пусть ось абсцисс представляет собой точку фюзеляжа от носа самолета до хвоста самолета, а ось у представляет собой площадь поперечного сечения последовательных плоскостей вдоль продольной оси самолета и под углом 90 градусов. к этой оси. Если часть этой кривой имеет внезапное изменение наклона по отношению к кривой до и после этой части, правило площади было нарушено, и у вас будет большее увеличение околозвукового сопротивления, чем если бы кривая была более гладкой.
Я не аэродинамик, поэтому я не в состоянии написать полный пояснительный ответ, но я могу указать вам на статью в Википедии , в которой много полезной информации.
Также имейте в виду, что существует по крайней мере два разных правила зон: одно для околозвукового полета и одно для сверхзвукового полета. Для сверхзвукового полета алгоритм намного сложнее, так как вместо нормальных сечений вы должны отслеживать площадь поперечного сечения самолета по плоскостям под углом Маха. мю знак равно с я н − 1 ( 1 / М ) .

Ответы (2)

Возможно, вы слышали об эллиптическом распределении подъемной силы, которое минимизирует индуктивное сопротивление для заданного пролета и заданной подъемной силы. Правило площади аналогично, но здесь речь идет о продольном распределении площадей поперечного сечения самолета, и оно минимизирует волновое сопротивление на скорости 1 Маха.

Первая картинка взята из патента Юнкерса 1944 года: в 1943 году Юнкерс обнаружил, что трансзвуковое сопротивление можно минимизировать, перемещая части самолета. В данном случае это был EF-122, исследовательский проект, который стал Ju-287. Легче всего было сдвинуть гондолы двигателей, поэтому конечный продукт имеет такое странное расположение двигателей. На чертеже показаны несколько заштрихованных поперечных сечений вдоль линий, отмеченных римскими цифрами: нанесите сумму всех площадей вдоль каждой линии на координату длины самолета, и вы получите распределение, которое необходимо оптимизировать таким образом, чтобы оно имело максимальную площадь для наименьших градиентов.

Иллюстрация из патента Юнкерса 1943 г.

На следующем рисунке показано, как выглядят эти графики. Это из другого источника, поэтому здесь показаны общие комбинации крыла и тела. Слева — самолет с фюзеляжем в форме корпуса Sears-Haak . Тело Сирса-Хаака является оптимальной формой для наибольшего объема с заданным волновым сопротивлением и было открыто Вольфгангом Хааком в 1941 году, а затем Уильямом Сирсом в 1947 году. середина.

На правом графике показано, чего можно достичь, принимая во внимание все части самолета. Разница показана на маленьком центральном графике.

Сравнение площадей и лобового сопротивления Маха обычных и площадных самолетов

Как это делается: Убираем от фюзеляжа то, что добавляют крылья. В результате получился фюзеляж, похожий на бутылку из-под кока-колы. Вы также можете добавить тела Кюхенмана; у старых авиалайнеров их предостаточно. Обратите особое внимание на фюзеляжи, как у Blackburn Buccaneer , или Т-образные хвостовые оперения, как у Ил-62 или Туполева Ту-154 . Сегодня такие вещи, как пилоны двигателя или обтекатели направляющих закрылков, используются в качестве тел Кюхемана, чтобы сгладить распределение площади по длине, и если вы внимательно посмотрите, вы увидите технику бутылок из-под кокаина на фюзеляже вокруг горизонтального оперения многих авиалайнеров. Они не летают со скоростью 1 Маха, но достаточно близко, чтобы определение площади уже имело значение.

Стрелка ниже показывает общую концепцию и величину достижимого снижения лобового сопротивления:

Увеличение сопротивления из-за талии тела

могу ли я спросить, не могли бы вы добавить более четкое представление о том, что такое тело Кюхенмана?
В Викимедиа есть коллекция изображений: commons.wikimedia.org/wiki/Category:Anti-shock_bodies .
ах, те! понятия не имел, что они так называются. Спасибо!

По сути, правило площади — это общее правило конструкции самолета, которое запрещает резкие изменения площади поперечного сечения самолета от одной точки к другой на его продольной оси, поскольку это может создать области низкого давления в окружающем воздушном потоке, которые буквально удерживали бы самолет назад, снижая его скорость из-за сопротивления формы. Правило площади иногда называют «правилом сверхзвуковой площади», поскольку оно имеет большее значение на околозвуковых и сверхзвуковых скоростях.

Что такое «правило площади»?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v