Хозяин самолета

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.

^{Рис. 3. Сила сопротивления, действующая на самолет в полете, преодолевается силой тяги, развиваемой воздушным винтом (на самолете с поршневым двигателем) или реактивным двигателем (на реактивном самолете): Q — сила сопротивления; Р — сила тяги}

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_h кг горючего, равна

Если при полете самолета на 1 км пути расходуется C_q кг горючего, то очевидно, что дальность полета самолета равна

Таким образом, часовой расход горючего определяет продолжительность полета, а километровый расход — дальность полета.

Для уяснения влияния величины сопротивления воздуха на дальность и продолжительность полета следует понять, что вся мощность, развиваемая двигателем (двигателями) в полете, расходуется на преодоление силы сопротивления воздуха, направленной в сторону, противоположную направлению движения самолета. Эту силу называют лобовым сопротивлением, и она является составляющей силы полного сопротивления.

Все силы, действующие на самолет в полете, всегда могут быть приведены к трем силам, а именно: равнодействующей всех действующих на самолет в полете аэродинамических сил R (рис. 4), силе тяги Р и силе веса G.

Рис. 4.

Схема сил, действующих на самолет в полете

Угол, заключенный между хордой крыла[1] и направлением движения самолета (направлением набегающего потока), называется углом атаки крыла и обозначается греческой буквой α.

Для простоты изучения и аэродинамических расчетов условились раскладывать силу R, пользуясь так называемым правилом параллелограмма, на две составляющие. Одна из них направлена перпендикулярно линии полета; составляющая, действующая в этом направлении, называется подъемной силой и обозначается буквой Y. Другое направление берется параллельно и в сторону, обратную направлению полета; составляющая, действующая в этом направлении, называется лобовым сопротивлением и обозначается буквой Q (см. рис. 4).